CN116084274B - 一种桥梁护栏加高结构及施工改造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及公路桥梁安全防护技术领域，尤其涉及IPC E01D19领域，更具体的，涉及一种桥梁护栏加高结构及施工改造方法。所述桥梁护栏加高结构包括内侧护栏，外侧护栏；所述外侧护栏包括混凝土基座1，T梁2，环氧胶泥3，预制混凝土块4，钢筋5，螺栓6；所述外侧护栏中混凝土基座1，T梁2为原护栏的底部；所述原护栏包括底部的混凝土基座1，T梁2以及上部的钢管7。改造后的护栏提高了桥梁护栏的防护能力，加强护栏强度，提高护栏防撞等级，提高安全性能，并有效利用原护栏结构，降低施工成本，使用预制混凝土块植筋加高，提高了施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及公路桥梁安全防护技术领域，尤其涉及IPCE01D19/领域，更具体的，涉及一种桥梁护栏加高结构及施工改造方法。
背景技术
近年来，随着我国高速公路飞速发展，交通量日益增多，交通事故发生率越来越高，交通安全形式依然严峻。目前高速公路桥梁上常采用的护栏形式主要有混凝土护栏、金属梁柱式护栏和组合护栏。早期建设的高速公路桥梁护栏多为组合式护栏，下部为混凝土基座，上部为金属横梁和立柱。随着交通事业的发展、和车辆大型化变化，这种早期建设的旧式桥梁组合式护栏在一些路段逐渐不能满足公路安全防护需求，需要进行升级改造。最常见的改造方式即整体拆除原护栏，新建防护等级更高的桥梁护栏，但是这样一来原护栏结构完全废弃，造成大量的材料浪费，同时凿除原护栏混凝土基座可能会对下部基础造成不利影响。
CN205100102U公开了一种对既有桥梁钢筋混凝土墙式护栏进行提级改造的单坡型结构，包括既有护栏和外包钢筋混凝土层；所述的外包钢筋混凝土层的内部设有环向钢筋和纵向钢筋。结构简单、设计合理，安全可靠；利用既有护栏进行提级改造，可以减少施工成本，且提高护栏防撞等级，提高安全性能，具有良好的经济效益和社会效益。但改造过程中使用了大量钢筋，结构较为复杂，一定程度上影响了施工进度。
CN217266910U公开了一种桥梁及其改进型护栏结构，改进型护栏结构包括基座和主体，基座为原护栏结构的底端；主体包括内模和新筑混凝土，内模为空心结构，内模设置在基座上，内模的重量低于同体积混凝土的重量，内模的外表面浇筑新筑混凝土，新筑混凝土相对桥面的高度高于原护栏结构相对桥面的高度。原护栏结构的底端作为改进型护栏结构的基座，保证改进型护栏结构和桥梁连接的可靠性和安全性。空心结构的内模重量低于同体积混凝土的重量，极大降低了主体的重量。但改造工程中仅保留了部分基座，改造幅度过大，施工量随之增加，同时空心结构的内模重量低于同体积混凝土的重量，尽管减轻了重量，安全性能可能会受到影响。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种桥梁护栏加高结构及施工改造方法。改造后的护栏提高了桥梁护栏的防护能力，加强护栏强度，提高护栏防撞等级，提高安全性能，具有良好的经济效益和社会效益。并有效利用原护栏结构，降低施工成本，使用预制混凝土块植筋加高，提高了施工效率。
为达到本发明的目的，本发明第一方面提供了一种改造的桥梁护栏加高结构，所述桥梁护栏包括内侧护栏，外侧护栏；所述外侧护栏包括混凝土基座，T梁，环氧胶泥，预制混凝土块，钢筋，螺栓。所述外侧护栏中混凝土基座，T梁为原护栏的底部；所述原护栏包括底部的混凝土基座，T梁以及上部的钢管。
改造过程中混凝土基座，T梁(T型梁)，为原护栏结构中的底部，仅对上部的钢管进行更换，保留了大部分的原结构，不仅节约了成本，还缩短了工期。
钢护栏的特点是造型美观，视线诱导效果好，但是造价高，养护费用高，使用寿命不够长，尤其是桥梁使用的护栏，钢护栏安全性低于混凝土护栏，当车辆要越出或向外翻出护栏时，上部的钢管横梁往往遭到损坏，一定程度上降低了安全性。但改造过程中，使用混凝土护栏会带来新的问题，为了保证整体结构强度，使用到了混凝土浇筑，使得施工较为复杂。为了解决施工效率低的问题，本发明中选择预制混凝土块，较大程度上提高了施工效率，这是由于预制混凝土块可统一批量的浇铸，在桥梁上仅需要完成组装。
所述外侧护栏T梁位于混凝土基座内部，所述外侧护栏T梁与混凝土基座由混凝土进行固定连接；预制混凝土块位于混凝土基座上部；钢筋贯穿预制混凝土块和混凝土基座；螺栓位于预制混凝土块顶部固定钢筋；所述螺栓与钢筋为焊接；所述环氧胶泥位于预制混凝土块和混凝土基座结合处；所述预制混凝土块与混凝土基座由环氧胶泥与钢筋固定连接。
外侧护栏高度为90-120cm，可提高安全性，外侧护栏高度过低，减弱防护作用，外侧护栏高度过高，使得桥梁负荷能力过大，可能是混凝土预制块重量高于原护栏使用的钢管。
优选的，外侧护栏高度为90-120cm。
进一步优选的，外侧护栏高度为110cm。
进一步研究发现，混凝土预制块高度为40-45cm时，既可达到较好的防护作用，也可提高混凝土预制块的稳定性，可能是改造过程中保留了原结构的底部，过高的混凝土预制块增加了与混凝土基座分离的风险，从而降低了防护效果。
优选的，混凝土预制块高度为40-45cm。
进一步优选的，混凝土预制块高度为41cm。
为了进一步提高护栏的稳定性，选用钢筋贯穿预制混凝土块和混凝土基座，提升了结构的整体性，提升了护栏受到撞击后的形变，增强了防护能力，进一步研究发现，钢筋高度为75-80cm时，提升防护能力的同时，节省了钢筋的使用量，同时钢筋高度的增加，施工难度也会增加。
优选的，钢筋高度为75-80cm。
进一步优选的，钢筋高度为76.5cm。
施工过程中，预制混凝土块和混凝土基座结合处不可避免地存在一定的空隙，连接处的钢筋受到空气以及雨水的作用，会出现腐蚀现象，为了降低维护成本，在结合处设置2-4cm环氧胶泥，可能是环氧胶泥具有化学性能稳定，耐腐耐候性，同时与混凝土与钢筋间粘结力较好，进一步研究发现，环氧胶泥厚度为2cm时，可进一步提高护栏的安全性能，由于特定厚度环氧胶泥具有一定的韧性，当车辆碰撞到预制混凝土块时，环氧胶泥层弯曲变形可吸收一定的碰撞能量，减轻对车内人员的伤害，环氧胶泥厚度过小，吸能效果降低，环氧胶泥厚度过大，可能会降低护栏抗冲击性能，易发生车辆冲出护栏的事故。
优选的，环氧胶泥厚度为2-4cm。
进一步优选的，环氧胶泥厚度为2cm。
更进一步优选的，所述环氧胶泥为ECM环氧胶泥，购自北京瑞晟特建材有限公司。
本发明第二方面提供了一种桥梁护栏加高结构的施工改造方法，包括内侧护栏施工改造方法和外侧护栏施工改造方法。
所述外侧护栏改造，包括以下步骤：
S1，拆除波形梁，凿除波形梁的混凝土基座重做符合规范的墙式护栏；
S2，桥梁顶升后，保持桥梁上部断面与桥跨上护栏相同；
S3，拆除原护栏混凝土基座上部钢管；
S4，采用预制混凝土块进行加高。
所述内侧护栏改造，包括以下步骤：
步骤1，拆除原内侧护栏，凿除部分桥面铺装和桥面现浇层；
步骤2，重做内侧护栏；
步骤3，设置防粘结层。
内侧护栏采用左右幅共用的整体式F型新泽西护栏，下层的角度为55°，上层为84°，阻止车流跨越至对向车道而发生对撞，降低桥梁上重大交通事故的发生，发生撞击的车辆因冲击能量被有效转换成势能爬升，车辆会因本身重力的原因，再逐渐由护栏倾斜面下滑至路面，车辆仍然有很大机会返回原来的行车路径，从而降低事故率。
优选的，所述步骤2中内侧护栏为左右幅共用的整体式F型新泽西护栏。
内侧护栏防粘结层厚度为2-4mm时，使防粘结层能达到防渗水和粘结的作用，同时还能提高护栏的防护性能，不设置防粘结层或防粘结层厚度过低，雨水会沿着缝隙渗入至混凝土桥面板，严重影响桥面板与铺装层的粘结，在荷载作用下铺装层容易发生脱离，内侧护栏的强度也随之降低，一定程度上降低了护栏的防护性能，同时雨水的渗入也加快了桥面板钢筋的锈蚀，结果影响桥梁的使用功能，损害桥面的构造结构，降低桥梁的使用寿命。防粘结层的设置还可将桥面板和沥青铺装层粘结成一个整体，改善各层的受力情况，提高层间抗剪性能，可能是适当厚度的防粘结层降低层间滑移现象的发生。
优选的，所述步骤2中内侧护栏防粘结层厚度为2-4mm。
进一步优选的，所述步骤2中内侧护栏防粘结层厚度为3mm。
有益效果：
1.改造过程中混凝土基座，T梁，为原护栏结构中的底部，仅对上部的钢管进行更换，保留了大部分的原结构，不仅节约了成本，还缩短了工期。
2.选择预制混凝土块，较大程度上提高了施工效率。
3.混凝土预制块高度为40-45cm时，既可达到较好的防护作用，也可提高混凝土预制块的稳定性。
4.钢筋高度为75-80cm时，可进一步提高护栏的稳定性。
5.环氧胶泥厚度为2-4cm时，提高护栏耐腐蚀性能，同时还能提高护栏吸能效果。
6.内侧护栏防粘结层厚度为2-4mm时，使防粘结层能达到防渗水和粘结的作用，同时还能提高护栏的防护性能。
附图说明
图1为改造后桥梁护栏加高结构截面图。
图2为原护栏截面图。
其中，1、混凝土基座；2、T梁；3、环氧胶泥；4、预制混凝土块；5、钢筋；6、螺栓；7、钢管。
具体实施方式
实施例1
一种改造的桥梁护栏加高结构，所述桥梁护栏包括内侧护栏，外侧护栏；所述外侧护栏如图1所示，包括混凝土基座1，T梁2，环氧胶泥3，预制混凝土块4，钢筋5，螺栓6。所述外侧护栏中混凝土基座1，T梁2为原护栏的底部；所述原护栏如图2所示，包括底部的混凝土基座1，T梁2以及上部的钢管7。
所述外侧护栏T梁2(T型梁)位于混凝土基座1内部；预制混凝土块4位于混凝土基座1上部；钢筋贯穿预制混凝土块4和混凝土基座1；螺栓6位于预制混凝土块4顶部固定钢筋5；环氧胶泥3位于预制混凝土块4和混凝土基座1结合处；所述外侧护栏T梁2与混凝土基座1由混凝土进行固定连接；所述螺栓6与钢筋5为焊接；所述预制混凝土块4与混凝土基座1由环氧胶泥3与钢筋5固定连接。
所述环氧胶泥3为ECM环氧胶泥，购自北京瑞晟特建材有限公司。
所述外侧护栏高度为110cm。
所述混凝土预制块4高度为41cm。
所述钢筋5高度为76.5cm。
所述环氧胶泥3厚度为2cm。
一种桥梁护栏加高结构的施工改造方法，包括内侧护栏施工改造方法和外侧护栏施工改造方法。
所述外侧护栏改造，包括以下步骤：
S1，拆除波形梁，凿除波形梁混凝土基座重做符合规范的墙式护栏；
S2，桥梁顶升后，保持桥梁上部断面与桥跨上护栏相同；
S3，拆除原护栏混凝土基座1上部钢管7；
S4，采用预制混凝土块4进行加高。
所述内侧护栏改造，包括以下步骤：
步骤1，拆除原内侧护栏，凿除部分桥面铺装和桥面现浇层；
步骤2，重做内侧护栏；
步骤3，设置防粘结层。
所述步骤2中内侧护栏为左右幅共用的整体式F型新泽西护栏。所述步骤2中内侧护栏防粘结层厚度为3mm。
Claims (3)
1.一种改造的桥梁护栏加高结构的施工改造方法，其特征在于，所述桥梁护栏加高结构包括内侧护栏，外侧护栏；所述外侧护栏包括混凝土基座（1），T梁（2），环氧胶泥（3），预制混凝土块（4），钢筋（5），螺栓（6）；所述外侧护栏中混凝土基座（1），T梁（2）为原护栏的底部；所述原护栏包括底部的混凝土基座（1），T梁（2）以及上部的钢管（7）；
所述外侧护栏T梁（2）位于混凝土基座（1）内部，所述外侧护栏T梁（2）与混凝土基座（1）由混凝土进行固定连接；预制混凝土块（4）位于混凝土基座（1）上部；钢筋（5）贯穿预制混凝土块（4）和混凝土基座（1）；螺栓（6）位于预制混凝土块（4）顶部固定钢筋（5）；所述螺栓（6）与钢筋（5）为焊接；所述环氧胶泥（3）位于预制混凝土块（4）和混凝土基座（1）结合处；所述预制混凝土块（4）与混凝土基座（1）由环氧胶泥（3）与钢筋（5）固定连接；
所述外侧护栏高度为90-120cm；
所述环氧胶泥（3）厚度为2-4cm；
所述钢筋（5）高度为75-80cm；
所述预制混凝土块（4）高度为40-45cm；
所述的桥梁护栏加高结构的施工改造方法，包括内侧护栏施工改造方法和外侧护栏施工改造方法；
所述内侧护栏改造，包括以下步骤：
步骤1，拆除原内侧护栏，凿除部分桥面铺装和桥面现浇层；
步骤2，重做内侧护栏；
步骤3，设置防粘结层；
所述步骤2中内侧护栏防粘结层厚度为2-4mm。
2.根据权利要求1所述改造的桥梁护栏加高结构的施工改造方法，其特征在于，所述外侧护栏改造，包括以下步骤：
S1，拆除波形梁，凿除波形梁的混凝土基座重做符合规范的墙式护栏；
S2，拆除原护栏混凝土基座上部钢管（7）；
S3，采用预制混凝土块（4）进行加高。
3.根据权利要求2所述改造的桥梁护栏加高结构的施工改造方法，其特征在于，所述步骤2中内侧护栏为左右幅共用的整体式F型新泽西护栏。
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