本发明涉及桥梁结构技术领域，特别是一种铁路桥梁的桥面支架以及制备方法。
背景技术：
支架作为铁路桥梁桥面附属设施的重要组成部分，其主要作用是对人行道板提供支撑，为工务人员巡视检查或养护维修提供作业通道，同时还为通讯、信号等线缆提供安装通道，因此，铁路桥梁桥面支架必须具有坚固性、韧性和耐久性，而且便于安装。
目前，铁路桥梁的人行道板多采用混凝土步道板，为支撑重量较大的混凝土步道板，通常采用耐候钢支架来支撑，再加上耐候钢支架价格低廉、制作简单，因此其在铁路桥梁两侧的使用较为广泛。但是，耐候钢支架的应用存在以下缺陷：1）采用预制场加工成型后再到现场安装，施工工序比较复杂，安装施工难度很大；2）耐候钢支架材料虽然使用耐候钢，但表面仍需要刷漆进行保护，因为表面漆容易损坏脱落，后期需要经常刷漆维护，所以养护耗时费力，增加了综合成本；3）耐候钢支架在严寒和紫外线照射强烈的环境中劣化严重，更换养护耗时费力，导致综合成本巨大；4）耐候钢支架和混凝土步道板重量巨大，增加了桥梁结构设计强度及安装施工、维护更换的时间和难度。上述这些问题，不仅影响了支架的安装效率，还会影响行车运输，而且对长期行走于支架上步道板的铁路养护人员来说也会造成一定的安全隐患。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是提供一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架及成型方法，用于替代耐候钢支架，以减轻桥梁的负载及其相关结构的工程量，降低施工费用，减少桥面附属设施的养护维修工作量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，包括位于同一立面上且相互垂直设置的圆管固定板和立式支撑板，圆管固定板和立式支撑板为一体成型结构；所述立式支撑板的内端为安装步行板的连接部，立式支撑板的外端为平衡部，立式支撑板连接部的顶端面上水平设置有通过螺栓与步行板连接的步行板连接板，立式支撑板的内端设置有通过螺栓与桥梁预埋钢件连接的桥梁预埋件连接板；所述圆管固定板上以及圆管固定板和立式支撑板的交汇处设置有若干穿过圆管以连接相邻支架的圆管过孔，所有圆管过孔匀布设置并位于圆管固定板的中轴线上。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述圆管固定板的前侧沿、后侧沿和顶沿以及立式支撑板的顶沿、前侧沿和底沿处均设置有朝向左右两侧并对称的翅边。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述立式支撑板的顶沿水平设置，立式支撑板的底沿自前端至后端成弧线形依次加高。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述立式支撑板的连接部设置有竖直方向的加强筋，加强筋的宽度小于翅边的宽度。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述桥梁预埋件连接板共设置两块，两块桥梁预埋件连接板分别固定在立式支撑板后部的顶端和底端。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述圆管固定板为上窄下宽的梯形结构，圆管固定板的顶沿弧形设置。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述圆管固定板上设置圆管过孔的位置板厚度大于圆管固定板的厚度并小于翅边的宽度。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述圆管固定板、立式支撑板和翅边由热固性树脂一次注射成型，热固性树脂中嵌装有增强材料；所述热固性树脂的重量含量为25～35%、增强材料的重量含量为65～75%。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，所述热固性树脂为乙烯基树脂或聚氨酯树脂，所述增强材料为玻璃纤维。
一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架的成型方法，具体包括以下步骤：
a.模具清理；
b.在模具中安放玻璃纤维；
c.合模夹紧；
d.向模具中注入热固性树脂；
e.树脂固化，启模，脱模；
f.抛光打磨处理，得到表面光滑的桥梁桥面支架。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明采用复合材料树脂传递成型技术，将增强材料和热固化树脂采用嵌入方式制备而成的一体桥梁桥面支架，具有强度高、密度小、质量轻、耐久性好、使用寿命长的特点，用于作为人行道步行板的支撑以及安装结构，施工非常方便，大大减少了施工以及养护维修的工作量。
附图说明
图1为本发明所述支架的结构示意图。
其中：1.圆管固定板，2.平衡部，3.圆管过孔，4.步行板连接板，5.立式支撑板，6.交汇处，7.加强筋，8.桥梁预埋件连接板。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架，其结构如图1所示，圆管固定板1和立式支撑板5，圆管固定板1和立式支撑板5位于同一立面上且相互垂直设置；立式支撑板5的顶沿水平设置，立式支撑板5的底沿自前端至后端成弧线形依次加高；圆管固定板1为上窄下宽的梯形结构，圆管固定板的顶沿弧形设置。本发明中，圆管固定板1的前侧沿、后侧沿和顶沿以及立式支撑板5的顶沿、前侧沿和底沿处均设置有朝向左右两侧并对称的翅边，从而使整个支架呈现为左右对称的工字型结构。本实施例中，支架整体的水平长度和竖直高度约2m，翅边的宽度约10cm。
立式支撑板的内端为连接部，用于安装步行板；立式支撑板的外端为平衡部2，用于其加强和平衡作用，同时还可为通讯、信号等线缆提供安装通道；体现在本实施例中，也即立式支撑板的内端高度大于立式支撑板的外端高度，如图1所示。
立式支撑板连接部的顶端面上水平设置有步行板连接板4，步行板连接板4上开设有若干通孔，步行板连接板4通过穿过通孔的螺栓与步行板连接。本发明中，步行板连接板加厚设置，厚度设置约为3cm，以增加连接强度。
立式支撑板的内端设置有桥梁预埋件连接板8，桥梁预埋件连接板8共设置两块，两块桥梁预埋件连接板8分别固定在立式支撑板5后部的顶端和底端，如图1所示，桥梁预埋件连接板8上也开设有贯穿立式支撑板的通孔，立式支撑板通过穿过桥梁预埋件连接板8的螺栓与桥梁预埋钢件连接。
为起到加强支撑的作用，本发明中，立式支撑板5的连接部设置了竖直方向的加强筋7，加强筋的宽度小于翅边的宽度，加强筋的整体厚度约3cm。
圆管固定板1上以及圆管固定板1和立式支撑板5的交汇处设置有若干圆管过孔3，圆管过孔3用于穿过圆管以连接相邻支架，本发明中所有圆管过孔匀布设置并位于圆管固定板的中轴线上，如图1所示。
为提高圆管的安装强度，本发明在圆管固定板1上设置圆管过孔3的位置均做加厚处理，加厚处板的厚度大于圆管固定板的厚度并小于翅边的宽度，约3cm。
本发明中，圆管固定板1、立式支撑板5和翅边由热固性树脂一次浇注成型，热固性树脂中嵌装有增强材料，热固性树脂为乙烯基树脂或聚氨酯树脂，增强材料选用玻璃纤维。所述热固性树脂的重量含量为25～35%、增强材料的重量含量为65～75%。
上述一种轻质高强复合材料铁路桥梁桥面支架的成型方法，主要是在闭合模腔中预先铺覆好增强材料，然后将热固性树脂注入到模腔内，浸润其中的增强材料，树脂在室温或升温条件下固化脱模，必要时再对脱模后的制品进行表面抛光、打磨等后处理，得到表面光滑制品。该方法具体包括以下步骤。
a.模具清理。本发明用于生产桥梁桥面支架的模具主要由四部分组成，包括相互配合以形成支架模腔的上模、中模、下模和盖板，其中盖板和下模上分别设置有出胶口和注胶口。在进行合模前，需要对模具进行清洁并涂覆脱模剂，从而保证成型支架的表面性能，并方便脱模。
b.在模具中安放玻璃纤维；在形成模腔的过程中，安放玻璃纤维。
首先，安放下模，下模上具有与支架形状相应的凸台，在凸台上面和侧面铺设适当层数的玻璃纤维；其次，将中模放置在下模上，中模上设置有支架形状的中空结构，该中空结构配装在下模的凸台上，在中空结构的侧面铺设适当层数的玻璃纤维；然后，将上模放置在中模上，上模上具有与支架形状相应的凸台，在凸台的上面和侧面铺设适当层数的玻璃纤维，并将玻璃纤维的一面塞入到中模中至下模的正上面。
c.合模夹紧；玻璃纤维安放完毕后，将盖板盖装在中模上面，用螺栓将整套模具夹紧。并将盖板上所有的出胶口汇合至一个口，并通过注胶管与真空泵连接。
d.向模具中注入热固性树脂；采用注胶工艺流程，启动真空泵抽真空，并用注射机向模具形成的模腔中注入热固性树脂，并浸润模腔中的玻璃纤维。
e.树脂固化；在室温下至少固化6h后，启模脱模。
f.对脱模后的制品进行表面抛光、打磨处理，得到表面光滑的桥梁桥面支架。
本发明制备的桥梁桥面支架，因其主要采用质量较轻的热固化树脂制备而成，因此整体重量较轻；热固化树脂中嵌装的增强材料可大大提高固化后的产品强度，并通过对与其他连接的部位采用加厚处理方式，也可提高支架的安装强度和支撑力；另外，由于本发明的主要材料采用热固化树脂，因此制备的支架无需进行防锈处理，可避免环境的侵蚀，甚至做到免维护，大大减少了桥面附属设施的养护维修工作量。