连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的制作方法

本实用新型涉及防撞护栏技术，具体涉及一种连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏。

背景技术：

设置防撞护栏是保证桥梁上行车安全最有效的防护措施，与此同时，防撞护栏是桥梁的重要组成部分，传统的钢筋混凝土护栏常采用现场钢筋绑扎、混凝土现浇施工，大量的钢筋运输、加工作业费时费力，增加了施工工期和成本，而且施工质量难以控制，易造成护栏钢筋保护层厚度满足不了规范要求，从而导致混凝土表面开裂，内部钢筋的修饰风险加大，严重影响了护栏的耐久性，而且现场浇筑造成污染较大，不符合国家绿色建筑发展的要求。

采用预制装配式防撞护栏能很好的解决现浇防撞护栏给桥梁施工带来的弊端。但装配式结构的核心问题表现在整体性差。装配式防撞护栏安装时需要用适宜的连接方式将护栏与桥面连接起来，在保证连接强度的同时也需要提供足够的抗倾覆能力，即连接部位需在车辆与护栏碰撞时提供足够的强度与刚度又能够在施工时方便工人快速安装。

当前装配式防撞护栏的竖向连接形式主要有以下几种：

1、嵌入式连接(《可拆装混凝土桥梁护栏基础及纵向连接形式研究》苏高裕，广东公路交通，2013)。嵌入式连接又分为外嵌式连接和内嵌式连接，外嵌式连接利用挡块和铺装层形成嵌固槽，预制护栏放置于嵌固槽内；内嵌式连接通过将护栏预制块卡在固定于现浇层的工字钢上形成护栏整体。

2、螺栓连接(《新型装配式混凝土防撞墙动力有限元分析》张海，北方交通，2019)。通过预埋在桥梁翼缘板中的地脚螺栓将护栏预制块固定在桥梁翼缘板上。

3、灌浆套筒及浆锚连接(《装配式预制防撞护栏快速连接设计分析》廖满军，安徽建筑:交通工程研究与应用，2018)。在桥面混凝土浇筑时预留伸出钢筋，待混凝土浇筑完成强度达到后，吊装预制防撞护栏，预留伸出钢筋锚入套筒及预应力波纹管后灌浆密实。

4、预留钢筋锚固连接(《装配式预制防撞护栏快速连接设计分析》廖满军，安徽建筑:交通工程研究与应用，2018)。预留锚固钢筋，同时设置型钢支撑腿，载桥面混凝土未浇筑前将预制防撞护栏吊装到位，型钢支撑腿支撑在模板或者可靠支撑上，同时临时支撑固定。

5、桥面预埋钢板连接(《装配式预制防撞护栏快速连接设计分析》廖满军，安徽建筑:交通工程研究与应用)2018)。采用预埋钢板角钢焊接及浆锚连接技术，在桥面与预留钢筋和埋件，在预制防撞护栏中预埋金属波纹管及埋件，迎车面通过l型钢板焊接连接。

上述几种方法中，方法1(嵌入式连接)在实际应用中易发生整体倾覆，而且该连接形式的强度与嵌固槽的空隙大小有很大关系，然而空隙大小在施工中较难控制，极有可能由于施工误差较大影响护栏安全性能；方法2(螺栓连接)在护栏吊装时螺栓孔位置需精确对准地脚螺栓，安装难度大，并且在螺栓连接位置发生应力集中，从而损坏混凝土；方法3(灌浆套筒及锚浆连接)对套筒安装精度要求非常高，导致安装效率低下；方法4(预留钢筋锚固连接)要求桥面板需要较大的现浇空间，对施工方有较大影响，造成支模费用增加；方法5(桥面预埋钢板连接)预埋件较为繁琐，对套筒安装精度有一定要求，生产成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏。此连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的连接强度高，整体稳定性强，且对接精度要求不高，安装效率高。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏，包括护栏、角钢、固定于桥梁的桥面上的挡块和预埋于桥梁的预埋件，所述护栏的两侧面分别为迎撞面和背撞面，所述护栏的下端设有嵌固槽，所述嵌固槽卡接于挡块；所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋，此连接钢筋与角钢两个内侧面焊接；所述预埋件包括焊接板、连接板和加固板，所述连接板的上端和下端分别与焊接板和加固板连接，所述焊接板与角钢的下外侧面焊接。

优选的，所述焊接板的宽度f小于或等于加固板的宽度e。

优选的，所述的连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏还包括肋板，所述肋板的第一直角边与连接板的侧面连接，所述肋板的第二直角边与加固板连接。

优选的，所述角钢设有坡口。

优选的，所述连接板的上端与焊接板的下面中部焊接，所述连接板的下端与加固板的上面中部焊接。

优选的，所述焊接板的厚度a为10mm～15mm，所述加固板的厚度b为10mm～15mm，所述连接板的厚度c为8mm～12mm。

优选的，所述连接板的高度d为80mm～150mm，所述加固板的宽度e为100mm～200mm。

优选的，所述嵌固槽为阶梯槽。

优选的，所述嵌固槽的槽面与挡块之间及护栏的底面与桥梁的桥面之间均设有水泥砂浆垫层。

优选的，所述水泥砂浆垫层内设有止水条。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：

1、本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏中的护栏设有嵌固槽和连接钢筋，其中嵌固槽与固定在桥梁的挡块卡接，而连接钢筋先与角钢焊接后，再通过角钢与埋设于桥梁的预埋件进行焊接，即护栏依靠卡接和焊接的共同作用固定于桥梁上，这提高了护栏与桥梁之间连接的稳定性，降低了整个防撞护栏整体倾覆的风险，在卡接和焊接的共同作用下可有效承受水平冲击力。

2、本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏中的护栏中的护栏依靠卡接和焊接的方式固定于桥梁上，则在施工安装于，不精确对准地脚螺栓，降低了安装难度，且避免出应力集中，以防止损坏护防撞护栏和桥梁。

3、本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏中的护栏中的护栏依靠卡接和焊接的方式固定于桥梁上，则不需要像套筒那样要求较高的安装精度，提高了施工效率。

4、本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏中的预埋件主要则焊接板、连接板和加固板构成，这结构非常简单，整体性强，施工快速便捷，同时不需要采用复杂的预埋件，降低了成本。

5、本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏中的预埋件主要则焊接板、连接板和加固板构成，这形成工字梁结构，整体性好，在车辆冲击荷载下最大应力不易达到材料屈服强度，力学性能优越。

6、本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏中的角钢设置坡口，角钢与钢板之间采用坡口焊焊接，进一步提高了强度。

附图说明

图1是实施例1的连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的正视图。

图2是实施例1的连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏的侧视图。

图3是实施例1的护栏与角钢连接一起时的侧视图。

图4是实施例1的护栏与角钢连接一起时的剖视图。

图5是实施例1的护栏与角钢连接一起时的放大示意图。

图6是实施例1的嵌固槽与挡块卡接处的放大示意图。

图7是实施例1的预埋件的结构示意图。

图8是是实施例1的角钢与预埋件焊接处的放大示意图。

图9是实施例2的预埋件的结构示意图。

图10是连接钢筋、角钢和预埋件等构成的护栏连接件最大主拉应力时程曲线图。

图11是撞击瞬间防撞护栏主拉应力云图

其中，1为护栏，2为角钢，3为挡块，4为预埋件，5为迎撞面，6为背撞面，7为嵌固槽，8为连接钢筋，9为焊接板，10为连接板，11为加固板，12为坡口，13为水泥砂浆垫层，14为止水槽，15为桥梁，16为肋板，17为坡口焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1至图4及图7所示的连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏，包括护栏、角钢、固定于桥梁的桥面上的挡块和预埋于桥梁的预埋件，所述护栏的两侧面分别为迎撞面和背撞面，所述护栏的下端设有嵌固槽，所述嵌固槽卡接于挡块；所述嵌固槽和护栏的迎撞面之间的底面及护栏的迎撞面的下端均设有连接钢筋，此连接钢筋与角钢两个内侧面焊接；所述预埋件包括焊接板、连接板和加固板，所述连接板的上端和下端分别与焊接板和加固板连接，所述焊接板与角钢的下外侧面焊接。具体的，所述焊接板的厚度a为10mm～15mm，所述加固板的厚度b为10mm～15mm，所述连接板的厚度c为8mm～12mm。本实施例中，焊接板的厚度a为12mm，加固板的厚度b为12mm，连接板的厚度c为10。选取适当的厚度，以确保预埋件的强芳，从而保证连接强度，减少倾覆的发生，提高防撞护栏的力学性能。其中如图5所示，角钢的两个内侧面均与连接钢筋焊接，这进一步提高了连接强度。

如图10和图11所示，在模拟车辆撞击护栏的过程中，经有限元对本实用新型防撞护栏整体结构进行冲击荷载作用下的动力学性能分析，在不同工况作用下护栏整体结构稳定，不会发生整体倾覆现象，连接钢筋、角钢和预埋件构成的护栏连接件性能可靠，即所述角钢与工字梁式的预埋件在冲击荷载作用下最大主拉应力值小于材料屈服强度，与现有技术的连接件相比力学性能更优，且护栏整体结构对车辆导向性能良好。

所述焊接板的宽度f小于或等于加固板的宽度e。本实施例中，所述焊接板的宽度f小于加固板的宽度e。此工字形结构，既保证了强度，还可减少材料的使用，节省成本。

如图3和图5所示，所述角钢设有坡口。坡口的设置可增加焊接面积，以进一步提高连接强度。如图8所示，角钢设有坡口，则角钢与焊接板之间的焊接形成坡口焊缝，这进一步提高了连接强度。

所述连接板的上端与焊接板的下面中部焊接，所述连接板的下端与加固板的上面中部焊接。这预埋件的受力均匀，减少应力集中，令预埋件的稳定性高。

所述连接板的高度d为80mm～150mm，所述加固板的宽度e为100mm～200mm。本实施例中连接板的高度d为100mm，加固板的宽度e为150mm。适当的尺寸以保证连接强度，保证预埋件具有充足的稳定性及牢固性。

所述嵌固槽为阶梯槽。如图3所示，嵌固槽朝背撞面方向和朝护栏的底面方向均为开口，这方便挡块卡接入嵌固槽内，进一步方便施工。

如图2和图6所示，所述嵌固槽的槽面与挡块之间及护栏的底面与桥梁的桥面之间均设有水泥砂浆垫层。泥砂浆垫层即方便护栏安装于的定位，还进一步提高了护栏与桥梁之间的连接强度。

所述水泥砂浆垫层内设有止水条。遇水膨胀止水条遇水能吸水体积膨胀，挤密护栏预制块与主梁之间的嵌固槽缝隙，形成不透水的可塑性胶体，减小水对整体结构的影响，提高了护栏结构的耐久性。

实施例2

本连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏在实施例1的基础上增加以下技术特征：如图9所示，所述的连接桥梁装配式钢筋混凝土侧边防撞护栏还包括肋板，所述肋板的第一直角边与连接板的侧面连接，所述肋板的第二直角边与加固板连接。这增设肋板，可进一步提高预埋件的强度，以进一步提高稳定性，减少倾覆的风险。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

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