一種鐵路預應力混凝土箱形梁復合材料橋面附屬設施的制作方法

本發明涉及一種鐵路預應力混凝土箱形梁復合材料橋面附屬設施。

背景技術：

鐵路預應力混凝土箱形梁在鐵路建設中逐步代替T梁，成為鐵路橋梁建設中應用最為廣泛的梁型。所述箱形梁為橋梁工程中梁的一種，內部為空心狀，上部兩側有翼緣，類似箱子。橋面附屬設施為橋梁主體結構防護墻之外的附屬結構，必不可少，起著重要的輔助功能，其附屬設施主要包括遮板、電纜槽、豎墻、電纜槽蓋板(兼作步行板)、欄桿、聲屏障等。

其中，遮板為預制鋼筋混凝土結構、豎墻為現澆或者預制鋼筋混凝土結構，電纜槽蓋板為預制鋼筋混凝土板或RPC板，欄桿為鋼結構或預制鋼筋混凝土結構，因此附屬設施質量很大，極大地增加了箱形梁的二期恒載，箱形梁必須增加幾何尺寸或者增配鋼筋、增加預應力筋以承受該荷載，從而增加梁體重量。現有的鐵路預應力混凝土箱形梁橋面附屬設施，遮板、欄桿、電纜槽蓋板是預制的，豎墻是現澆或預制的。箱形梁制作時在翼緣上露出部分鋼筋或預埋件，遮板和欄桿混凝土構件制作時也露出部分鋼筋，安裝時，將預制的混凝土構件露出的鋼筋與箱形梁翼緣上露出的鋼筋進行綁扎，將現澆的模板安裝好后，灌入混凝土，固化后便與箱形梁形成整體，凝固過程需要進行養護，養護時間因氣候不同而不同，一般需要7天以上。現有箱形梁附屬設施采用現場澆筑鋼筋混凝土，需要經歷綁扎鋼筋、立模板、現澆混凝土、養生、拆除模板、表面處理等工序，工藝復雜，施工周期較長，增加了施工成本，也不能滿足快速施工的要求。鋼筋和混凝土的生產均需消耗大量的燃料，并且有毒物質和大量粉塵排放，既不節能也不環保。現澆的豎墻與箱形梁上的防護墻一起構成兩至三個溝槽即為電纜槽，線纜鋪設完畢后，在豎墻上表面擱置預制鋼筋混凝土或RPC蓋板(兼作步行板)。遮板上表面間隔布置有預埋件，欄桿或者聲屏障的立柱通過預埋件安裝在遮板上。扶手與欄桿立柱進行連接固定，聲屏障與聲屏障立柱進行連接固定。現有鐵路預應力混凝土箱形梁預制附屬設施質量過大，施工過程中對施工器具的要求又較高，現場安裝時需要起吊設備，從而增加機械設備成本，運輸和吊裝過程中也都會給施工人員和現場材料造成安全隱患。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種新型鐵路預應力混凝土箱形梁復合材料橋面附屬設施，其主要構件均采用纖維增強復合材料制成，并且充分利用纖維增強復合材料各組分材料優點的鐵路箱形梁橋面附屬設施。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種鐵路預應力混凝土箱形梁復合材料橋面附屬設施，箱形梁兩側的上表面均安裝有電纜槽，所述電纜槽的頂部安裝有步行板，所述電纜槽的外側為遮板；箱形梁兩側邊緣安裝有欄桿或聲屏障。

進一步的，所述欄桿包括若干個欄桿立柱、上扶手和下扶手，其中，若干個欄桿立柱均固定在箱形梁兩側邊緣上，所述欄桿立柱自上而下均勻設有多個孔，所述上扶手和下扶手依次橫向穿過位于欄桿立柱的孔。

進一步的，所述聲屏障包括若干個聲屏障立柱和聲屏障單元板，其中，若干個聲屏障立柱均固定在箱形梁兩側邊緣上，所述聲屏障立柱兩側分別設有凹槽，且所述凹槽的大小與聲屏障單元板的厚度相匹配，多塊聲屏障單元板自下而上插入所述聲屏障立柱的凹槽中。

進一步的，所述欄桿、步行板、電纜槽、遮板、聲屏障立柱均為纖維增強復合材料。

進一步的，所述電纜槽與遮板一體成型，且所述電纜槽的底面與箱形梁的表面相匹配；電纜槽、欄桿立柱、聲屏障立柱均通過連接件連接于箱形梁。

進一步的，所述連接件包括底座和防水蓋，所述底座包括底板和底板上平行設置的兩個夾板，其中一個夾板與底板之間平行設有兩個加勁板；所述底座和防水蓋相匹配，所述防水蓋將所述底板包裹，且所述底座和防水蓋上相對應的位置分別設有四個螺栓孔。

進一步的，U形螺栓依次穿過箱型梁、電纜槽、防水蓋和底座上的螺栓孔，將箱型梁和電纜槽固定連接；

欄桿立柱或聲屏障立柱通過鉚釘或螺栓安裝于連接件底座的兩個夾板之間。

進一步的，所述上扶手與上扶手、下扶手與下扶手之間的搭接處通過內套管連接，所述內套管的外徑與上扶手或下扶手的內徑相匹配，所述內套管置于相鄰的兩個扶手中間，且所述內套管與相鄰的兩個扶手之間通過螺栓或鉚釘連接。

進一步的，所述欄桿立柱與上扶手或下扶手首、末端通過鉚釘和膠粘連接。

進一步的，所述上扶手依次橫向穿過位于欄桿立柱最上方的孔，所述下扶手為一層或多層。

本發明的有益效果為：

本發明所述鐵路預應力混凝土箱形梁復合材料橋面附屬設施，除緊固件外，所有構件均采用纖維增強復合材料制成，纖維增強復合材料具有輕質高強的特點。通過有限元分析，在滿足鐵路箱形梁附屬設施強度和剛度要求且具有4倍以上安全系數條件下，產品質量輕，以32米標準鐵路箱形梁為例，雙側橋面附屬設施每延米重量僅109kg左右(欄桿型)或176kg左右(聲屏障型，不含聲屏障)，為原設計的9％。且現場施工勞動強度低，施工器具費用和人工成本低。同時，可以降低橋梁的二期恒載，進而可減小橋梁主體結構幾何尺寸、減少配筋和預應力鋼筋，達到減輕橋梁總重量的目的。同時解決了預制RPC步行板質量難以控制，屢次出現斷裂的問題，也解決鋼結構欄桿容易腐蝕，需要定期檢查和涂裝的問題。

附圖說明

圖1為本發明所述鐵路預應力混凝土箱形梁復合材料橋面附屬設施的結構示意圖；

圖2為本發明所述橋面附屬設施的欄桿結構示意圖；

圖3為本發明所述橋面附屬設施的聲屏障結構示意圖；

圖4為本發明所述橋面附屬設施的欄桿的安裝示意圖；

圖5為本發明所述橋面附屬設施的聲屏障安裝示意圖；

圖6為本發明所述橋面附屬設施的電纜槽及遮板結構示意圖；

圖7為本發明所述連接件的結構示意圖；

圖8為本發明所述連接件的防水蓋結構示意圖；

圖9為本發明所述連接件的底座的結構示意圖；

其中，1-欄桿立柱，2-上扶手，3-電纜槽，4-步行板，5-連接件，51-U形螺栓，52-底座，53-防水蓋，521-底板，522-夾板，523-加勁板，6-聲屏障立柱，7-聲屏障單元板，8-下扶手，9-箱形梁，10-遮板。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示，一種鐵路預應力混凝土箱形梁復合材料橋面附屬設施，箱形梁9兩側的上表面均安裝有電纜槽3，所述電纜槽3的頂部安裝有步行板4，所述步行板4同時用作電纜槽蓋板，所述電纜槽3的外側為遮板10。如圖6所示，所述電纜槽3與遮板10一體成型，且所述電纜槽3的底面與箱形梁9的表面相匹配。箱形梁9兩側安裝有欄桿或聲屏障。

如圖2所示，所述欄桿包括若干個欄桿立柱1、上扶手2和下扶手8，其中，若干個欄桿立柱1均固定在箱形梁邊緣上，所述欄桿立柱1自上而下均勻設有多個孔，所述上扶手2和下扶手8依次橫向穿過位于欄桿立柱1的孔。所述上扶手2依次橫向穿過位于欄桿立柱1最上方的孔，所述下扶手8為一層或多層。本實施例中下扶手8優選為2層。所述上扶手2與上扶手2、下扶手8與下扶手8之間的搭接處通過內套管連接，所述內套管的外徑與上扶手2或下扶手8的內徑相匹配，所述內套管置于相鄰的兩個扶手中間，且所述內套管與相鄰的兩個扶手之間通過螺栓或鉚釘連接。所述欄桿立柱1與上扶手2或下扶手8首、末端通過鉚釘和膠粘連接。

如圖3所示，所述聲屏障包括若干個聲屏障立柱6和聲屏障單元板7，其中，若干個聲屏障立柱6均固定在箱形梁邊緣上，所述聲屏障立柱6兩側分別設有凹槽，且所述凹槽的大小與聲屏障單元板7的厚度相匹配，多塊聲屏障單元板7自下而上插入所述聲屏障立柱6的凹槽中。

如圖4、圖5所示，電纜槽3、欄桿立柱1、聲屏障立柱6均通過連接件5連接箱形梁9。

參考圖7～圖9，所述連接件5包括底座52和防水蓋53，所述底座包括底板521和底板上平行設置的兩個夾板522，其中一個夾板522與底板之間平行設有兩個加勁板523；所述底座52和防水蓋53相匹配，所述防水蓋53將所述底板包裹，且所述底座52和防水蓋53上相對應的位置分別設有四個螺栓孔。

U形螺栓51依次穿過箱型梁9、電纜槽3、防水蓋53和底座52上的螺栓孔，將箱型梁9和電纜槽3固定連接。所述U形螺栓為箱形梁上的預埋件。

欄桿立柱1或聲屏障立柱6通過鉚釘或螺栓安裝于連接件底座的兩個夾板522之間。

所述欄桿、步行板4、電纜槽3、遮板10、聲屏障立柱6均為纖維增強復合材料制成，纖維增強復合材料具有輕質高強的特點，且還具有耐酸、耐堿、耐腐蝕的特點，可應用于海邊等腐蝕性強的環境，添加耐紫外線添加劑及表面防腐處理后，耐候性能也非常高，因此，可以極大延長運營過程中的維護保養周期，降低維護保養成本，也減少維護保養對線路運營的干擾，生命周期成本低。

本發明所述橋面附屬設施結構連接簡單、可靠，且其構件全部都是工廠預制構件，能夠保證質量，現場以螺栓連接為主，安裝工作量極小，安裝效率高，施工周期短。另外，本發明所述附屬設施生產過程中能耗小、有毒物質排放少，具有節能、環境友好的特點。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。