一种铁路预应力混凝土箱形梁复合材料桥面附属设施的制作方法

本发明涉及一种铁路预应力混凝土箱形梁复合材料桥面附属设施。

背景技术：

铁路预应力混凝土箱形梁在铁路建设中逐步代替T梁，成为铁路桥梁建设中应用最为广泛的梁型。所述箱形梁为桥梁工程中梁的一种，内部为空心状，上部两侧有翼缘，类似箱子。桥面附属设施为桥梁主体结构防护墙之外的附属结构，必不可少，起着重要的辅助功能，其附属设施主要包括遮板、电缆槽、竖墙、电缆槽盖板(兼作步行板)、栏杆、声屏障等。

其中，遮板为预制钢筋混凝土结构、竖墙为现浇或者预制钢筋混凝土结构，电缆槽盖板为预制钢筋混凝土板或RPC板，栏杆为钢结构或预制钢筋混凝土结构，因此附属设施质量很大，极大地增加了箱形梁的二期恒载，箱形梁必须增加几何尺寸或者增配钢筋、增加预应力筋以承受该荷载，从而增加梁体重量。现有的铁路预应力混凝土箱形梁桥面附属设施，遮板、栏杆、电缆槽盖板是预制的，竖墙是现浇或预制的。箱形梁制作时在翼缘上露出部分钢筋或预埋件，遮板和栏杆混凝土构件制作时也露出部分钢筋，安装时，将预制的混凝土构件露出的钢筋与箱形梁翼缘上露出的钢筋进行绑扎，将现浇的模板安装好后，灌入混凝土，固化后便与箱形梁形成整体，凝固过程需要进行养护，养护时间因气候不同而不同，一般需要7天以上。现有箱形梁附属设施采用现场浇筑钢筋混凝土，需要经历绑扎钢筋、立模板、现浇混凝土、养生、拆除模板、表面处理等工序，工艺复杂，施工周期较长，增加了施工成本，也不能满足快速施工的要求。钢筋和混凝土的生产均需消耗大量的燃料，并且有毒物质和大量粉尘排放，既不节能也不环保。现浇的竖墙与箱形梁上的防护墙一起构成两至三个沟槽即为电缆槽，线缆铺设完毕后，在竖墙上表面搁置预制钢筋混凝土或RPC盖板(兼作步行板)。遮板上表面间隔布置有预埋件，栏杆或者声屏障的立柱通过预埋件安装在遮板上。扶手与栏杆立柱进行连接固定，声屏障与声屏障立柱进行连接固定。现有铁路预应力混凝土箱形梁预制附属设施质量过大，施工过程中对施工器具的要求又较高，现场安装时需要起吊设备，从而增加机械设备成本，运输和吊装过程中也都会给施工人员和现场材料造成安全隐患。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种新型铁路预应力混凝土箱形梁复合材料桥面附属设施，其主要构件均采用纤维增强复合材料制成，并且充分利用纤维增强复合材料各组分材料优点的铁路箱形梁桥面附属设施。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁路预应力混凝土箱形梁复合材料桥面附属设施，箱形梁两侧的上表面均安装有电缆槽，所述电缆槽的顶部安装有步行板，所述电缆槽的外侧为遮板；箱形梁两侧边缘安装有栏杆或声屏障。

进一步的，所述栏杆包括若干个栏杆立柱、上扶手和下扶手，其中，若干个栏杆立柱均固定在箱形梁两侧边缘上，所述栏杆立柱自上而下均匀设有多个孔，所述上扶手和下扶手依次横向穿过位于栏杆立柱的孔。

进一步的，所述声屏障包括若干个声屏障立柱和声屏障单元板，其中，若干个声屏障立柱均固定在箱形梁两侧边缘上，所述声屏障立柱两侧分别设有凹槽，且所述凹槽的大小与声屏障单元板的厚度相匹配，多块声屏障单元板自下而上插入所述声屏障立柱的凹槽中。

进一步的，所述栏杆、步行板、电缆槽、遮板、声屏障立柱均为纤维增强复合材料。

进一步的，所述电缆槽与遮板一体成型，且所述电缆槽的底面与箱形梁的表面相匹配；电缆槽、栏杆立柱、声屏障立柱均通过连接件连接于箱形梁。

进一步的，所述连接件包括底座和防水盖，所述底座包括底板和底板上平行设置的两个夹板，其中一个夹板与底板之间平行设有两个加劲板；所述底座和防水盖相匹配，所述防水盖将所述底板包裹，且所述底座和防水盖上相对应的位置分别设有四个螺栓孔。

进一步的，U形螺栓依次穿过箱型梁、电缆槽、防水盖和底座上的螺栓孔，将箱型梁和电缆槽固定连接；

栏杆立柱或声屏障立柱通过铆钉或螺栓安装于连接件底座的两个夹板之间。

进一步的，所述上扶手与上扶手、下扶手与下扶手之间的搭接处通过内套管连接，所述内套管的外径与上扶手或下扶手的内径相匹配，所述内套管置于相邻的两个扶手中间，且所述内套管与相邻的两个扶手之间通过螺栓或铆钉连接。

进一步的，所述栏杆立柱与上扶手或下扶手首、末端通过铆钉和胶粘连接。

进一步的，所述上扶手依次横向穿过位于栏杆立柱最上方的孔，所述下扶手为一层或多层。

本发明的有益效果为：

本发明所述铁路预应力混凝土箱形梁复合材料桥面附属设施，除紧固件外，所有构件均采用纤维增强复合材料制成，纤维增强复合材料具有轻质高强的特点。通过有限元分析，在满足铁路箱形梁附属设施强度和刚度要求且具有4倍以上安全系数条件下，产品质量轻，以32米标准铁路箱形梁为例，双侧桥面附属设施每延米重量仅109kg左右(栏杆型)或176kg左右(声屏障型，不含声屏障)，为原设计的9％。且现场施工劳动强度低，施工器具费用和人工成本低。同时，可以降低桥梁的二期恒载，进而可减小桥梁主体结构几何尺寸、减少配筋和预应力钢筋，达到减轻桥梁总重量的目的。同时解决了预制RPC步行板质量难以控制，屡次出现断裂的问题，也解决钢结构栏杆容易腐蚀，需要定期检查和涂装的问题。

附图说明

图1为本发明所述铁路预应力混凝土箱形梁复合材料桥面附属设施的结构示意图；

图2为本发明所述桥面附属设施的栏杆结构示意图；

图3为本发明所述桥面附属设施的声屏障结构示意图；

图4为本发明所述桥面附属设施的栏杆的安装示意图；

图5为本发明所述桥面附属设施的声屏障安装示意图；

图6为本发明所述桥面附属设施的电缆槽及遮板结构示意图；

图7为本发明所述连接件的结构示意图；

图8为本发明所述连接件的防水盖结构示意图；

图9为本发明所述连接件的底座的结构示意图；

其中，1-栏杆立柱，2-上扶手，3-电缆槽，4-步行板，5-连接件，51-U形螺栓，52-底座，53-防水盖，521-底板，522-夹板，523-加劲板，6-声屏障立柱，7-声屏障单元板，8-下扶手，9-箱形梁，10-遮板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种铁路预应力混凝土箱形梁复合材料桥面附属设施，箱形梁9两侧的上表面均安装有电缆槽3，所述电缆槽3的顶部安装有步行板4，所述步行板4同时用作电缆槽盖板，所述电缆槽3的外侧为遮板10。如图6所示，所述电缆槽3与遮板10一体成型，且所述电缆槽3的底面与箱形梁9的表面相匹配。箱形梁9两侧安装有栏杆或声屏障。

如图2所示，所述栏杆包括若干个栏杆立柱1、上扶手2和下扶手8，其中，若干个栏杆立柱1均固定在箱形梁边缘上，所述栏杆立柱1自上而下均匀设有多个孔，所述上扶手2和下扶手8依次横向穿过位于栏杆立柱1的孔。所述上扶手2依次横向穿过位于栏杆立柱1最上方的孔，所述下扶手8为一层或多层。本实施例中下扶手8优选为2层。所述上扶手2与上扶手2、下扶手8与下扶手8之间的搭接处通过内套管连接，所述内套管的外径与上扶手2或下扶手8的内径相匹配，所述内套管置于相邻的两个扶手中间，且所述内套管与相邻的两个扶手之间通过螺栓或铆钉连接。所述栏杆立柱1与上扶手2或下扶手8首、末端通过铆钉和胶粘连接。

如图3所示，所述声屏障包括若干个声屏障立柱6和声屏障单元板7，其中，若干个声屏障立柱6均固定在箱形梁边缘上，所述声屏障立柱6两侧分别设有凹槽，且所述凹槽的大小与声屏障单元板7的厚度相匹配，多块声屏障单元板7自下而上插入所述声屏障立柱6的凹槽中。

如图4、图5所示，电缆槽3、栏杆立柱1、声屏障立柱6均通过连接件5连接箱形梁9。

参考图7～图9，所述连接件5包括底座52和防水盖53，所述底座包括底板521和底板上平行设置的两个夹板522，其中一个夹板522与底板之间平行设有两个加劲板523；所述底座52和防水盖53相匹配，所述防水盖53将所述底板包裹，且所述底座52和防水盖53上相对应的位置分别设有四个螺栓孔。

U形螺栓51依次穿过箱型梁9、电缆槽3、防水盖53和底座52上的螺栓孔，将箱型梁9和电缆槽3固定连接。所述U形螺栓为箱形梁上的预埋件。

栏杆立柱1或声屏障立柱6通过铆钉或螺栓安装于连接件底座的两个夹板522之间。

所述栏杆、步行板4、电缆槽3、遮板10、声屏障立柱6均为纤维增强复合材料制成，纤维增强复合材料具有轻质高强的特点，且还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀的特点，可应用于海边等腐蚀性强的环境，添加耐紫外线添加剂及表面防腐处理后，耐候性能也非常高，因此，可以极大延长运营过程中的维护保养周期，降低维护保养成本，也减少维护保养对线路运营的干扰，生命周期成本低。

本发明所述桥面附属设施结构连接简单、可靠，且其构件全部都是工厂预制构件，能够保证质量，现场以螺栓连接为主，安装工作量极小，安装效率高，施工周期短。另外，本发明所述附属设施生产过程中能耗小、有毒物质排放少，具有节能、环境友好的特点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。