老桥防撞护栏改造施工方法及利用该方法的改造结构

技术领域

本发明属于建筑施工领域，具体地说，本发明涉及一种老桥防撞护栏改造施工方法及利用该方法的改造结构。

背景技术

传统老桥防撞护栏改造施工方法先人工或机械凿除防撞护栏设计范围内的混凝土并保留钢筋，凿毛混凝土表面，再在指定位置上按设计要求植筋，绑扎钢筋和支模，浇筑C30混凝土，改造过程会对原有的防撞护栏造成损伤，没有考虑改造过程对既有道路的行车影响，施工过程不够系统完善，容易造成新老护栏的强度、刚度等结构性能不一致的缺陷，还存在改造施工工艺繁杂，造成施工效率低、混凝土凿除质量差的缺点，降低防撞护栏改造质量。

公告号为CN217781726U的实用新型专利，于2022年11月11日公开了名称为了一种桥梁防撞护栏，该桥梁防撞护栏包括钢套板，钢套板内部形成有腔体，腔体一端设有开口，钢筋混凝土防撞护栏嵌入设置在开口内，钢套板远离开口一端为高位拦截部，高位拦截部上设置有波形撞击部，该桥梁防撞护栏不能对既有的老桥防撞护栏改造，不能降低施工成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种施工工艺系统完善、施工效率高、防撞护栏改造质量高的老桥防撞护栏改造施工方法及利用该方法的改造结构。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

该老桥防撞护栏改造施工方法，包括以下步骤：S1、在防撞护栏内侧画沥青面层切割线；S2、沿沥青面层切割线切除沥青铺装层；S3、在防撞护栏侧方安装防护棚；S4、通过水洗破除防撞护栏混凝土；S5、清除混凝土渣，冲洗干净路面；S6、防撞护栏钻孔并植入钢筋；S7、防撞护栏表面凿毛处理；S8、安装防撞护栏钢筋；S9、在防撞护栏内侧制作砂浆带；S10、安装防撞护栏模板；S11、浇筑防撞护栏混凝土；S12、拆除防撞护栏模板；S13、防撞护栏切缝；S14、混凝土养生。

所述步骤S6中，所述钢筋包括连接钢筋和锚固钢筋；所述连接钢筋设在防撞护栏顶端和侧端，所述锚固钢筋设在防撞护栏底部。

所述步骤S10中，所述防撞护栏模板包括内模板和外模板，所述内模板和外模板侧端分别设有定位架和斜撑，所述定位架一端与外模板底端连接，所述斜撑一端与内模板上端连接。

所述步骤S11包括以下步骤：在新老混凝土粘结面喷洒界面剂，利于新老混凝土粘接；通过振动棒对混凝土振捣；对防撞护栏顶面收浆压光。

所述步骤S12中，混凝土浇筑12小时后，依次拆除外模板和内模板。

所述步骤S13中，在防撞护栏上切割假缝，假缝间距为3m，深度1～2cm；通过手持式千斤顶提升通缝钢板，拆除防撞护栏通缝钢板。

所述步骤S14中，用土工布覆盖防撞护栏混凝土，并在防撞护栏混凝土顶面设置滴管保湿养护。

所述步骤S1中，所述沥青面层切割线距离防撞护栏内侧边线20cm，所述沥青面层切割线以白线标示。

所述步骤S9中，所述砂浆带厚度为20mm，宽度为100mm，所述砂浆带一侧与防撞护栏内侧边线平齐。

该老桥防撞护栏改造结构，利用上述的老桥防撞护栏改造施工方法来实现，护栏改造层内设有钢筋结构，所述钢筋结构包括第二钢筋，所述第二钢筋设在防撞护栏顶端，所述防撞护栏侧端分层设有第四钢筋，所述防撞护栏底端设有第五钢筋，所述第二钢筋、第四钢筋和第五钢筋连接有第三钢筋，所述第二钢筋、第三钢筋、第四钢筋和第五钢筋均连接有第一钢筋；所述第一钢筋横向设置，所述第一钢筋沿第二钢筋、第三钢筋、第四钢筋和第五钢筋构成的钢筋网均匀分布；所述第二钢筋为L型结构，所述第二钢筋底端设在防撞护栏内，另一端与第三钢筋固定，所述第二钢筋与第一钢筋和第三钢筋焊接固定；所述第三钢筋从顶端至底端依次连接第二钢筋、第四钢筋和第五钢筋；所述第四钢筋一端与第一钢筋和第三钢筋固定，另一端设在防撞护栏内；所述第五钢筋设在原护栏预埋钢筋的侧方，所述第五钢筋顶端与第一钢筋固定并与第三钢筋和第四钢筋焊接连接。

本发明的技术效果为：采用本发明的该老桥防撞护栏改造施工方法及利用该方法的改造结构，对既有的老桥防撞护栏改造，提升结构强度和结构质量，改造施工工艺步骤方便、施工效率高，施工工期短，施工成本低。

该施工方法在高速公路改扩建工程中对老桥的防撞护栏进行改造施工，利用原护栏，原位改造，通过植筋、加高、加宽改造，满足SS级护栏要求。该施工工艺，在老桥护栏混凝土高压水力破除工艺进行创新，保障混凝土破除质量，减少对老桥护栏混凝土保留部分的损伤，能够将老桥护栏混凝土凿除部分钢筋完整保留，可以提高新老防撞护栏改造质量及防撞效果。

该老桥防撞护栏改造施工方法及利用该方法的改造结构解决了传统老桥防撞护栏改造施工工艺繁杂、工效较低、扬尘噪音较大的缺点，采用该老桥防撞护栏改造施工方法，具有工艺原理简单、步骤系统化、操作方便、高效环保，有效利用既有混凝土防撞栏、避免浪费既有资源，降低工程成本、提高老桥护栏改造施工质量等优点，不仅提高了老桥防撞栏改造施工质量，还提高施工效率、降低工程成本，节约施工工期。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明的防撞护栏的改造示意图；

图2是本发明的防撞护栏的钢筋结构断面图；

图3是本发明的第五钢筋安装的俯视示意图；

图4是本发明的防撞护栏模板安装的结构示意图；

图5是本发明的第二钢筋的结构示意图；

图6是本发明的第三钢筋的结构示意图；

图7是本发明的第四钢筋的结构示意图；

图8是本发明的第五钢筋的结构示意图；

图9是本发明的老桥防撞护栏改造施工方法的施工步骤图。

图中标记为：1、第一钢筋；2、第二钢筋；3、第三钢筋；4、第四钢筋；5、第五钢筋；6、桥面；7、防撞护栏；8、护栏凿除层；9、护栏改造层；10、桥面凿除层；11、桥面铺装层；12、原护栏预埋钢筋；13、内模板；14、外模板；15、斜撑；16、砂浆层；17、花篮螺栓；18、支撑座。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图9所示，该老桥防撞护栏改造施工方法，包括以下步骤：S1、在防撞护栏内侧画沥青面层切割线；S2、沿沥青面层切割线切除沥青铺装层；S3、在防撞护栏侧方安装防护棚；S4、通过水洗破除防撞护栏混凝土；S5、清除混凝土渣，冲洗干净路面；S6、防撞护栏钻孔并植入钢筋；S7、防撞护栏表面凿毛处理；S8、安装防撞护栏钢筋；S9、在防撞护栏内侧制作砂浆带；S10、安装防撞护栏模板；S11、浇筑防撞护栏混凝土；S12、拆除防撞护栏模板；S13、防撞护栏切缝；S14、混凝土养生。

该老桥防撞护栏改造施工方法简要步骤如下：考虑适当作业空间，在老桥沥青面层画线；通过圆盘锯切割后、机械凿除老桥沥青铺装层；安装整体式防护棚，用于防止石子外溅至离行车道近处的车辆；通过一体化水洗设备进行防撞护栏混凝土水洗；人工清理混凝土渣、水洗干净路面；防撞护栏钻孔植筋；在防撞护栏粘结面凿毛；防撞护栏钢筋安装用于控制内侧面保护层；制作砂浆带用于控制立模板的标高；防撞护栏模板安装，控制模板安装质量；喷洒界面剂，浇筑混凝土；拆除防撞护栏模板；防撞护栏切缝；通过滴管和土工布覆盖对混凝土养生。

所述步骤S6中，所述钢筋包括连接钢筋和锚固钢筋；所述连接钢筋设在防撞护栏顶端和侧端，所述锚固钢筋设在防撞护栏底部。

上述设计，有利于混凝土的浇筑，适用于混凝土的不同加厚部位的强度要求，防撞护栏底部为基础结构，采用锚固钢筋可有效提升结构强度。

所述步骤S10中，所述防撞护栏模板包括内模板13和外模板14，所述内模板13和外模板14侧端分别设有定位架和斜撑15，所述定位架一端与外模板14底端连接，所述斜撑15一端与内模板13上端连接。定位架由型钢和撑杆构成，定位架上型钢一端支撑外模板14底端，斜撑15由花篮螺栓17和角钢构成，花篮螺栓17用于拉紧角钢，在斜撑15支撑模板时可起到调节松紧作用。

所述步骤S11包括以下步骤：在新老混凝土粘结面喷洒界面剂，完成新老混凝土粘接；通过振动棒对混凝土振捣；对防撞护栏顶面收浆压光。喷洒界面剂可用于增强新老混凝土之间的粘结力。上述步骤对混凝土振捣，有利于排除混凝土中的气泡，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝、孔隙等现象，提高强度，保证防撞护栏的质量。依次通过木抹子抹平、铁抹子抹平初压光和扎子扎光完成对防撞护栏顶面的收浆压光，可使混凝土表面更加平滑和提升质量强度。

所述步骤S12中，混凝土浇筑12小时后，依次拆除外模板14和和内模板13。由于内模板13对浇筑的混凝土起主要的支撑作用，拆模时先拆除外模，再拆内模，可防止外模无支撑掉落。

所述步骤S13中，在防撞护栏上切割假缝，假缝间距为3m，深度1～2cm；由于泡沫板留在通缝内形成真缝，通过手持式千斤顶提升通缝钢板，拆除防撞护栏通缝钢板。设置假缝可应对混凝土冷缩产生的应力，防止混凝土无规则开裂，并引导其在预设位置开裂。

所述步骤S14中，用土工布覆盖防撞护栏混凝土，并在防撞护栏混凝土顶面设置滴管保湿养护。

土工布具有隔离、防护、增强的功能，并且使用成本低，有利于混凝土的养护；对混凝土养护用于使其在一定时间内有足够的湿度和适宜的温度进行水化，提升其强度和抵抗外界不利因素的能力。

所述步骤S1中，所述沥青面层切割线距离防撞护栏内侧边线20cm，所述沥青面层切割线以白线标示。上述步骤，可方便施工操作，确保切割断口平整。

所述步骤S9中，所述砂浆带厚度为20mm，宽度为100mm，所述砂浆带一侧与防撞护栏内侧边线连接。上述步骤，砂浆带为立模板的标高提供了调整空间，可保证混凝土模板的安装位置整齐一致，保证成型后的混凝土外观和结构一致。

该种老桥防撞护栏改造结构，利用上述的老桥防撞护栏改造施工方法来实现，护栏改造层9内设有钢筋结构，所述钢筋结构包括第二钢筋2，所述第二钢筋2设在防撞护栏顶端，所述防撞护栏侧端分层设有第四钢筋4，所述防撞护栏底端设有第五钢筋5，所述第二钢筋2、第四钢筋4和第五钢筋5连接有第三钢筋3，所述第二钢筋2、第三钢筋3、第四钢筋4和第五钢筋5均连接有第一钢筋1；所述第一钢筋1横向设置，所述第一钢筋1沿第二钢筋2、第三钢筋3、第四钢筋4和第五钢筋5构成的钢筋网均匀分布；所述第二钢筋2为L型结构，所述第二钢筋2底端设在防撞护栏内，另一端与第三钢筋3固定，所述第二钢筋2与第一钢筋1和第三钢筋3焊接固定；所述第三钢筋3从顶端至底端依次连接第二钢筋2、第四钢筋4和第五钢筋5；所述第四钢筋4一端与第一钢筋1和第三钢筋3固定，另一端设在防撞护栏内；所述第五钢筋5设在原护栏预埋钢筋12的侧方，所述第五钢筋5顶端与第一钢筋1固定并与第三钢筋3和第四钢筋4焊接连接。

第一钢筋1、第二钢筋2、第三钢筋3、第四钢筋4及第五钢筋5分别为N1、N2、N3、N4、N5钢筋，其中第二钢筋2和第四钢筋4植入深度为12cm，第五钢筋5植入深度16cm，第五钢筋5与原防撞护栏钢筋连接。第二钢筋2和第四钢作为连接钢筋，第五钢筋5为锚固钢筋且设在防撞护栏的底部加厚部分，为保证强度，因此第五钢筋5的植入深度大于第二钢筋2和第四钢筋4的植入深度。

如图1所示，图中黑色圆点为第一钢筋1的分布点，第一钢筋1沿路面方向设置，第一钢筋1为直线结构，第一钢筋1连接防撞护栏不同列的钢筋，使防撞护栏上整块大片区域形成一体的钢筋骨架，并且第一钢筋1为其他钢筋提供了焊接或钢筋端部钩子的固定点，方便施工操作。

第二钢筋2形成护栏改造层9顶端的结构，第三钢筋3形成护栏改造层9的轮廓结构，第四钢筋4用于支撑、连接防撞护栏和第三钢筋3，第五钢筋5顶端倾斜用于形成护栏改造层9底端的结构，上述钢筋的端部均设有钩子，可方便钢筋之间的互相连接。

施工时，凿除原护栏，露出原护栏的钢筋，在原护栏表面植入第二钢筋2和第四钢筋4，同时在原护栏预埋钢筋12之间植入第五钢筋5；植第五钢筋5先勾住第一钢筋1，与第三钢筋3和第四钢筋4进行焊接，植入第二钢筋2与第一钢筋1和第三钢筋3进行焊接，焊接长度应满足设计要求；植入第四钢筋4勾住第一钢筋1，并与第三钢筋3进行绑扎固定。上述结构，使钢筋连接一体，有利于浇筑成型后的混凝土整体性高，强度均匀，外表美观，改造质量好。

如图1至图3所示，该老桥防撞护栏改造施工方法，具体施工步骤如下：

(1)对老桥防撞护栏采用原位改造设计，通过植筋加高、加厚改造，首先在老桥沥青面层划线，一般在距离老桥护栏内侧边线20cm设为沥青面层切割线，用白线标示。

(2)采用圆盘锯沿上述标示的白线进行切割，切割深度为沥青层厚度，以不损伤老桥桥面整体化层为宜，人工配合轮式挖机进行凿除沥青铺装层，确保切割面整齐、顺直。

(3)在防撞护栏侧方安装整体式防护棚，防护棚作为老桥防撞护栏高压水力破除的防护作业平台。老桥半幅通车、半幅进行防撞护栏改造，由于保通车道距离施工作业点距离近，高压水力破除老桥护栏混凝土容易将混凝土粗骨料溅出影响行车安全，因此对高压水洗设置封闭式防护棚，可最大限度降低对既有高速行车影响。

(4)采用一体化水洗设备进行高压水力破除老桥护栏混凝土、露出老桥护栏部分钢筋，根据破除混凝土厚度、位置等参数调整一体化水洗设备的射水压力、角度、行走速度等参数。

(5)通过人工配合轮式挖机进行清除混凝土渣，并用高压水冲洗或空压机吹干净分界面。

(6)老桥防撞护栏钻孔植筋，在防撞护栏的适当位置植入连接钢筋，保证同一层钢筋的高度，间距一致，在防撞护栏的底部加厚部分植入锚固钢筋，确保植入锚固钢筋与防撞护栏钢筋连接。

(7)老桥防撞护栏表面进行凿毛，在老桥防撞护栏内侧面和顶面采用手持凿毛机进行凿毛，使混凝土露出新鲜骨料。凿毛要求：凿毛深度5～10mm，凹凸不小于6mm的粗糙面；植筋后应清除干净灰尘等杂物。

(8)安装老桥防撞护栏钢筋，需注意准确控制钢筋位置、间距、保护层厚度等，受老桥护栏凿除面影响时，适当调整老桥外露钢筋确保钢筋保护层满足设计要求。

(9)防撞护栏立模板的内侧面底部制作厚度为20mm左右砂浆带，通过调整砂浆带厚度便于精确调整立模标高，根据测量放出的内边线控制点标高和防撞护栏内侧模板高度施工砂浆带，设计砂浆带宽为100mm，砂浆带边线与防撞护栏内边线重合，需保证砂浆带表面平整度宜大于3mm。由于老桥整体化层顶标高不可避免存在局部偏高部分，在防撞护栏内侧模板加固时底口处缩短20mm，使防撞护栏内侧模板高度比防撞护栏低20mm，安装内侧模板时底口用砂浆找平、调整标高。

(10)老桥防撞护栏模板安装，模板的调节和定位通过定位架、支撑座18和斜撑15来完成，支撑座18通过膨胀螺栓固定在梁板顶面整体化层，定位架一端与模板底口连接用以固定外模板14下口，同时提供下压力平衡模板在浇筑混凝土时的上浮力和外侧模板对内侧模板产生的向上的拉力，提升结构和施工操作的稳定性。斜撑15采用M22花篮螺栓17与∠75型钢改造，花篮螺栓17设在斜撑15中部，角钢设在斜撑15两端作为连接点，斜撑15上端与内模板13顶端连接，下端与支撑座18连接，作为拉压杆，起到固定模板上口并调节模板上口平面位置的作用。

(11)在防撞护栏改造混凝土浇筑前，对新老混凝土粘结面喷洒界面剂，增强新老混凝土之间的粘结力。在混凝土浇筑时，振捣按照专人分区、分层负责，不得漏振和过振，按照“快插慢拔”的原则进行振捣，振动棒移动距离宜为30cm左右，插入下层混凝土中深度不应小于5cm，确保振捣时不得碰撞钢筋、模板、预埋件等。防撞护栏混凝土浇筑、振捣完成后，人工进行收面，要求收面应平整、光滑，且注意预埋件的位置。防撞护栏顶面分三次收浆压光，第一次用木抹子抹平，第二次用铁抹子抹平初压光，第三次待混凝土初凝时用扎子用力扎光。

(12)老桥防撞护栏改造模板拆除，拆模时间控制在混凝土浇筑完12小时后，模板拆除时管理人员现场指挥，防止拆模过程损坏混凝土倒角，拆模时先后拆除外模和内模，可防止外模无支撑掉落。

(13)老桥防撞护栏切缝，养护过程中及时切割假缝，每3m一道假缝，假缝深度1～2cm，以防止混凝土开裂。同时拆除防撞护栏真缝，拆除过程中利用手持式千斤顶慢慢提升真缝板，通过混凝土三明治结构工艺，防止真缝板损坏边缘混凝土。

(14)老桥防撞护栏混凝土浇筑完成初凝后采用土工布对顶面进行覆盖洒水养护，拆模后及时用土工布覆盖防撞护栏混凝土，并在防撞护栏混凝土顶面设置滴管保湿养护，养护时间不少于7d。

上述桥梁扩建部分原则上与老桥相同的结构形式和跨径，从而使新老桥梁刚度基本相同。在荷载作用下，新老桥梁结合部产生扰度差较小，使桥面不易出现纵向裂缝；同时，新老桥梁结合部位加强钢筋布置和混凝土材料性能，以便桥梁形成较大刚度和抗裂性能，使新老桥梁能够共同作用。

本项目主线拼宽桥梁原则上采用“上部构造相互连接、下部构造不连接”的方式进行扩建。下部构造不连接，加宽桥与老桥的下部构造内力相互不产生影响，保证新老桥梁护栏结构性能基本相同；对于新老材料特性(如混凝土的收缩、徐变等)的差异和基础的不均匀沉降等原因产生的附加内力使得连接部位内力增大的现象，可通过增加桩长、控制桩底沉渣厚度、预压新建结构、延迟拼接缝浇筑时间、增大连接部位配筋、采用高性能混凝土等措施来改善，同时保证行车的舒适性和桥面美观。

分离式老桥和利用匝道防撞护栏原位改造设计，原护栏保留，考虑原护栏等级低，采用植筋、加厚、加高的方式改造，改造后护栏高度为110cm、宽度为54cm，原防撞护栏每延米容重为8.5kN/m，改造后每延米容重为11.7kN/m，改造时把原防撞护栏碰撞面凿除5cm混凝土，露出老防撞栏钢筋，对新老混凝土粘结面进行凿毛处理。合理植入连接钢筋，护栏底部加厚，植入锚固钢筋与防撞护栏钢筋连接。

老桥防撞护栏改造施工方法及利用该方法的改造结构，对既有的老桥防撞护栏改造，提升结构强度和结构质量，改造施工工艺步骤方便、施工效率高，施工工期短，施工成本低。

该施工方法在高速公路改扩建工程中对老桥的防撞护栏进行改造施工，利用原护栏，原位改造，通过植筋、加高、加宽改造，满足SS级护栏要求。该施工工艺，在老桥护栏混凝土高压水力破除工艺进行创新，保障混凝土破除质量，减少对老桥护栏混凝土保留部分的损伤，能够将老桥护栏混凝土凿除部分钢筋完整保留，可以提高新老防撞护栏改造质量及防撞效果。

该老桥防撞护栏改造施工方法及利用该方法的改造结构解决了传统老桥防撞护栏改造施工工艺繁杂、工效较低、扬尘噪音较大的缺点，采用该老桥防撞护栏改造施工方法，具有工艺原理简单、步骤系统化、操作方便、高效环保，有效利用既有混凝土防撞栏、避免浪费既有资源，降低工程成本、提高老桥护栏改造施工质量等优点，不仅提高了老桥防撞栏改造施工质量，还提高施工效率、降低工程成本，节约施工工期。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。