CN111593660A - 一种提升既有护栏防撞能力装置及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升既有护栏防撞能力装置，包括防护栏本体靠近道路一侧的外侧壁上可拆卸设置的加固组件，加固组件包括若干沿着道路长度方向拼装的超高性能混凝土(UHPC)复合板。本发明还公开了一种高强度防撞护栏的施工方法，预先预制超高性能混凝土(UHPC)复合板，然后将预制好的超高性能混凝土(UHPC)复合板逐个通过螺栓拼装在防护栏内侧壁上，以获得维修、替换方便的用于提升既有护栏防撞能力的装置。本发明公开的提升既有护栏防撞能力装置及其施工方法，防撞能力提升显著、耐久好，施工周期短、经济、维护方便。

Description

一种提升既有护栏防撞能力装置及其施工方法
技术领域
本发明涉及机械密封技术领域，具体地说是一种提升既有护栏防撞能力装置及其施工方法。
背景技术
公路桥面防撞护栏具有诱导交通及避免失控车辆冲出桥面的关键作用，是公路尤其是高速公路运营安全的重要保障。然而，目前我国高速公路桥梁的防撞护栏多为普通钢筋混凝土材料，由于耐久性设计考虑不足等多种原因，导致护栏混凝土表层脱落、钢筋裸露锈蚀现象普遍，护栏原有防撞等级下降。
现有公路防撞护栏在高速实际运营中矛盾突出，主要面临的问题有如下几点：
1、将原有病害护栏全部采用高防撞等级的钢制护栏，花费巨大，同时钢制护栏不具备混凝土护栏对失控车辆撞击后转向引导的功能。
2、采用普通钢筋混凝土外侧加固既有护栏，如图1结构所示，一般采用现场立模浇筑而成，混凝土加固层100厚度较大对于内侧车道侵入空间大，同时施工周期漫长，需要封闭车道，无法再交通流量较大的高速公路上实施。
3、混凝土护栏外贴金属耗能的设备装置，无不受限于车道宽度，无法正常耗能，减缓失控车辆的撞击，同时无法抑制混凝土护栏内部钢筋的锈蚀，既有防撞护栏的防撞能力的进步略化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提升既有混凝土护栏防撞能力，克服现有技术的不足，提供一种防撞能力提升显著、耐久好，施工周期短、经济、维护方便的既有护栏加固装置以及施工方法。
本发明所采取的技术方案是：提供一种提升既有护栏防撞能力装置，包括防护栏本体靠近道路一侧的外侧壁上可拆卸设置的加固组件，所述的加固组件包括若干沿着道路长度方向拼装的超高性能混凝土(UHPC)复合板。
进一步的，所述的防护栏本体上朝着道路的方向预装有多个连接螺栓，所述超高性能混凝土(UHPC)复合板上设有供连接螺栓穿过的通孔，所述的超高性能混凝土(UHPC)复合板通过通孔穿入连接螺栓时，在连接螺栓的外端部连接有紧固螺母。
优选的，所述的超高性能混凝土(UHPC)复合板包括钢板，所述钢板的上端面铺设有钢筋网片，所述钢筋网片的网孔中设有若干垂直于钢板的长铆钉，且所述长铆钉的小头端与钢板焊接固定；所述钢板的上端浇筑有超高性能混凝土以使得钢板、钢筋网片和长铆钉成型为整体式复合板。
作为改进的，所述的钢筋网片由若干纵向钢筋和若干横向钢筋相互垂直交叉连接形成。
再优选的，所述钢板厚度为小于等于10mm，浇筑混凝土厚度小于等于35mm，所述长铆钉的长度为25-30mm。
再改进的，所述超高性能混凝土(UHPC)复合板的一端设有限位凸起，另一端设有与之相对应的限位凹槽，相邻的两块超高性能混凝土(UHPC)复合板首尾对接时，位于后端的超高性能混凝土(UHPC)复合板上的限位凹槽与前端超高性能混凝土(UHPC)复合板上的限位凸起相配合。
本发明中的高强度防护栏与现有技术相比具有以下优点：
1、受力性能好：本发明所用的材料为超高性能混凝土与钢材结合的复合材料，利用钢板焊接的长铆钉与超高性能混凝土结合，长铆钉在大变形下保持承载能力不丧失，充分将剪力在超高性能混凝土内部传递，更加充分上述复合材料超强的抗拉强度、抗压强度及优良的韧性，同时加固板厚度小，不会侵占内部车道，对比传统混凝土护栏更好的韧性，能够更好地吸收车辆撞击时的动能，防止车辆翻出桥梁外受到二次伤害。
2、耐冲击性能强：本发明的复合板结构中，在受到碰撞冲击时，在长铆钉受到的剪切力传递至钢筋网片、混凝土，实现更大面积的剪切力的传递，此结构的复合板还能增加受力面积，提高耐撞性能。
2、耐久性强：超高性能混凝土较普通混凝土比，具有更高的耐久性及稳定性，利用超高性能混凝土与钢板复合而成的加固板外贴于既有防撞护栏后，耐久性与稳定性显著提升，使用年限长，避免后期经常性的维护。
3、施工快捷：由于超高性能混凝土与钢材形成的复合材料加固板采用工厂预制生产，养护完成后再进行现场螺栓拼装，这样的施工方式快捷方便，施工周期短，车辆撞损复合材料加固板后，可以立即更换。
另外的，本发明还提供了一种高强度防撞护栏的施工方法，包括以下步骤：
S1：预制带有通孔的超高性能混凝土(UHPC)复合板，在钢板上开设若干连接孔，然后钢板上均匀的焊接若干长铆钉，且长铆钉的大头端朝上，然后在钢板上放置固定好的钢筋网片，并且使得各个长铆钉的上端分别穿出于钢筋网片的各个网格，最后在钢板上端浇筑超高性能混凝土，并且在浇筑模具中设置与连接孔对应的芯棒，使得钢板、钢筋网片以及长铆钉成型为带有通孔的整体式复合板；
S2：在道路桥梁的两侧浇筑防护栏本体，并且在该防护栏本体上朝着道路的一侧预埋设置若干连接螺栓；
S3：将超高性能混凝土(UHPC)复合板逐个贴合配装在防护栏本体侧壁上，且使得相邻两块超高性能混凝土(UHPC)复合板上对应的限位凸起与限位凹槽相配合；
S4：在防护栏本体竖直方向设置的各个超高性能混凝土(UHPC)复合板之间留有间隙，待安装完成后，在间隙中利用砂浆进行填补。
附图说明
图1是现有技术中的提升既有护栏防撞能力的结构。
图2是本发明中的提升既有护栏防撞能力装置的局部示意图。
图3是本发明中的超高性能混凝土(UHPC)复合板结构图。
图4是本发明中的超高性能混凝土(UHPC)复合板内部结构图。
其中，1-防护栏本体，2-超高性能混凝土(UHPC)复合板，2.01-限位凸起，2.02- 限位凹槽，2.1-钢板，2.2-钢筋网片，2.3-长铆钉，2.4-超高性能混凝土，3-通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上端面”、“前端”、“后端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供的一种提升既有护栏防撞能力装置，包括在道路两侧的既有防护栏本体1上且靠近道路一侧的外侧壁上可拆斜设置的加固组件，该加固组件包括若干沿着道路长度方向拼装的超高性能混凝土(UHPC)复合板2。防护栏本体1上朝着道路的方向预装有多个连接螺栓，超高性能混凝土(UHPC)复合板2上设有供连接螺栓穿过的通孔3，超高性能混凝土(UHPC)复合板2通过通孔穿入连接螺栓时，在连接螺栓的外端部连接有紧固螺母，实现超高性能混凝土(UHPC)复合板2与既有的防护栏本体1的连接固定。
本发明中，超高性能混凝土(UHPC)复合板2包括钢板2.1，钢板2.1的上端面铺设有钢筋网片2.2，钢筋网片2.2的网孔中设有若干垂直于钢板的长铆钉2.3，且长铆钉2.3 的小头端与钢板2.1焊接固定；钢板2.1的上端浇筑有超高性能混凝土2.4以使得钢板2.1、钢筋网片2.2和长铆钉2.3成型为整体式复合板；长铆钉2.3的大头端被浇筑在混凝土中，由于大头端的接触面积大浇筑成型后在竖向能起到限位效果，增强混凝土层与钢板2.1的连接强度。
具体的，钢筋网片2.2由若干纵向钢筋和若干横向钢筋相互垂直交叉连接形成。本实施例中，优选的横向钢筋、竖向钢筋采用的是直径16mm的钢筋，这样交叉连接定位后，竖向高度为32mm。另外的，超高性能混凝土(UHPC)复合板2采用工厂预制完成，底层钢板2.1采用小于等于10mm的薄板，底层钢板2.1上密布有长铆钉2.3，长铆钉2.3长度 25～30mm，钢筋网片2.2置于钢板2.1上层，最后浇筑超高性能混凝土2.4，混凝土厚度小于等于35mm；最后超高性能混凝土复合加固板的厚度小于等于45mm，保证在防护栏主体1上增加高强度防撞复合板后不侵入车道空间。
再一方面的，该超高性能混凝土(UHPC)复合板2的一端设有多个限位凸起2.01，另一端设有与之相对应的限位凹槽2.02，每相邻的两块超高性能混凝土(UHPC)复合板2首尾对接时，位于后端的超高性能混凝土(UHPC)复合板2上的限位凹槽2.02与前端超高性能混凝土(UHPC)复合板2上的限位凸起2.01相配合；实现多块超高性能混凝土(UHPC) 复合板2水平方向拼接后固定后，在竖直方向具有限位作用，使得多个超高性能混凝土 (UHPC)复合板2能够保持在同一水平面。当然，此结构中相邻两块超高性能混凝土(UHPC) 复合板2前后位置也是可以互换的，即，在防护栏主体1上同一位置安装的超高性能混凝土(UHPC)复合板2都是可以通用的，预制方便，节省成本。另外的，如图2所示，在防护栏主体1靠近道路内侧的侧壁是由多个平面连接成型的，包括两块竖直面和一块倾斜面拼接而成。
另外的，本发明中还公开了高强度防撞护栏的施工方法，包括以下步骤：
S1：预制带有通孔的超高性能混凝土(UHPC)复合板2，预先在钢板2.1上开设若干连接孔，然后在钢板2.1上均匀的焊接若干长铆钉2.3，使得长铆钉2.3的大头端朝上，然后在钢板2.1上放置固定好的钢筋网片2.2，并且使得各个长铆钉2.3的上端分别穿出于钢筋网片2.2的各个网格，最后在钢板2.1上端浇筑超高性能混凝土2.4，并且在浇筑模具中设置与连接孔对应的芯棒，用于成型连接通孔，使得钢板2.1、钢筋网片2.2以及长铆钉2.3最终成型为带有通孔3的整体式复合板；
S2：在道路桥梁的两侧浇筑防护栏本体1，并且在该防护栏本体1上朝着道路的一侧预埋设置若干连接螺栓；
S3：将超高性能混凝土(UHPC)复合板2逐个贴合配装在防护栏本体1侧壁上，且使得相邻两块超高性能混凝土(UHPC)复合板2上对应的限位凸起2.01与限位凹槽2.02相配合；这样可以使得超高性能混凝土(UHPC)复合板2在竖直方向上具有更好的定位，并且能够保证连续首尾相接的超高性能混凝土(UHPC)复合板2保持更好的平整厚度；
S4：安装过程中，在防护栏本体1竖直方向设置的各个超高性能混凝土(UHPC)复合板2之间留有间隙，待安装完成后，在间隙中利用砂浆进行填补即可。
本发明中的防护栏结构中，保持现有的防护栏本体1结构不变，只需要在浇筑时预埋相应的连接螺栓，用于安装超高性能混凝土(UHPC)复合板2。
并且本发明结构中的超高性能混凝土(UHPC)复合板2采用超高性能混凝土层、底层钢板2.1，钢筋网片2.2通过长铆钉2.3有效结合，长铆钉2.3的良好塑性变形性能能够将上述高性能混凝土2.4的高韧性、高强度发挥至极致；而超高性能混凝土复合板通过固定螺栓紧密贴合于既有防护栏本体1的混凝土上面，并且超高性能混凝土复合板分片安装，车辆一旦撞损后，可立即拆除更换，非常方便，施工周期短，不需大面积封道，对车辆通行影响小。
以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种提升既有护栏防撞能力装置，其特征在于：包括防护栏本体(1)靠近道路一侧的外侧壁上可拆卸设置的加固组件，所述的加固组件包括若干沿着道路长度方向拼装的超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)。
2.根据权利要求1所述的提升既有护栏防撞能力装置，其特征在于：所述的防护栏本体(1)上朝着道路的方向预装有多个连接螺栓，所述超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)上设有供连接螺栓穿过的通孔(3)，所述的超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)通过通孔穿入连接螺栓时，在连接螺栓的外端部连接有紧固螺母。
3.根据权利要求1或2所述的提升既有护栏防撞能力装置，其特征在于：所述的超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)包括钢板(2.1)，所述钢板(2.1)的上端面铺设有钢筋网片(2.2)，所述钢筋网片(2.2)的网孔中设有若干垂直于钢板的长铆钉(2.3)，且所述长铆钉(2.3)的小头端与钢板(2.1)焊接固定；所述钢板(2.1)的上端浇筑有超高性能混凝土(2.4)以使得钢板(2.1)、钢筋网片(2.2)和长铆钉(2.3)成型为整体式复合板。
4.根据权利要求3所述的提升既有护栏防撞能力装置，其特征在于：所述的钢筋网片(2.2)由若干纵向钢筋和若干横向钢筋相互垂直交叉连接形成。
5.根据权利要求3所述的提升既有护栏防撞能力装置，其特征在于：所述钢板(2.1)厚度为小于等于10mm，浇筑混凝土厚度小于等于35mm，所述长铆钉(2.3)的长度为25-30mm。
6.根据权利要求1所述的提升既有护栏防撞能力装置，其特征在于：所述超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)的一端设有限位凸起(2.01)，另一端设有与之相对应的限位凹槽(2.02)，相邻的两块超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)首尾对接时，位于后端的超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)上的限位凹槽(2.02)与前端超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)上的限位凸起(2.01)相配合。
7.一种基于权利要求1至6任意一项所述的提升既有护栏防撞能力装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预制带有通孔的超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)，在钢板(2.1)上开设若干连接孔，然后在钢板(2.1)上均匀的焊接若干长铆钉(2.3)，且长铆钉(2.3)的大头端朝上，然后在钢板(2.1)上放置固定好的钢筋网片(2.2)，并且使得各个长铆钉(2.3)的上端分别穿出于钢筋网片(2.2)的各个网格，最后在钢板(2.1)上端浇筑超高性能混凝土(2.4)，并且在浇筑模具中设置与连接孔对应的芯棒，使得钢板(2.1)、钢筋网片(2.2)以及长铆钉(2.3)成型为带有通孔(3)的整体式复合板；
S2：在道路桥梁的两侧浇筑防护栏本体(1)，并且在该防护栏本体(1)上朝着道路的一侧预埋设置若干连接螺栓；
S3：将超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)逐个贴合配装在防护栏本体(1)侧壁上，且使得相邻两块超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)上对应的限位凸起(2.01)与限位凹槽(2.02)相配合；
S4：在防护栏本体(1)竖直方向设置的各个超高性能混凝土(UHPC)复合板(2)之间留有间隙，待安装完成后，在间隙中利用砂浆进行填补。
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