一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构及其施工方法与流程

本发明涉及铁路桥梁领域，具体涉及一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构及其施工方法。

背景技术：

和高速铁路不同，普速及重载铁路运营速度相对较小，其桥面设置的挡砟墙主要起挡砟、保持道床稳定的作用，不承受列车可能出现的脱轨荷载。挡砟墙常采用混凝土制作，其高度和相应位置道砟厚度有关。

目前国内重载铁路桥梁建设中广泛采用混凝土桥梁，主要包括工厂标准化预制的混凝土T梁、箱梁或采用在桥位现浇的混凝土桥梁。在混凝土梁现浇或预制时需要预埋挡砟墙钢筋，挡砟墙混凝土在桥位现场进行二期浇筑，需等混凝土达到一定强度后才能进行道砟铺设。但是，预埋的钢筋长期暴露在外，极易锈蚀，若采取防锈措施则会增加相应投入，另外，在干旱缺水地区或混凝土供应不足，价格较高的地区，采用混凝土挡砟墙施工质量往往得不到保证或不经济，且会占用一定桥面系施工工期。如果能取消混凝土梁现浇或预制时外露的挡砟墙预埋钢筋或采用其他形式的挡砟墙及锚固构造，不仅能解决模板和施工质量的问题，又能提高施工效率，减少现场工序，缩短桥面系施工工期，实现挡砟墙的工厂化、装配化施工。

技术实现要素：

为解决上述结束问题，本发明提供一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构及其施工方法，波形钢腹板挡砟墙采用钢质构件，工厂化生产，可与混凝土梁预制或现浇同步进行，预埋U形钢筋及套筒位于梁体混凝土内，无外露部分，不需要进行防锈处理，不仅节省了模板，还省去了混凝土挡砟墙现场绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、养生等工序，缩短了桥面系施工工期，施工速度快。同时，在满足了挡砟要求的同时，采用本发明中的波形钢腹板挡砟墙还可以减轻桥面系自重，增加挡砟墙纵向分节长度，进一步提高现场施工效率，降低工程造价。本发明的技术方案如下：

作为本发明的第一方面，提供一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构，包括顺桥向设置的波形钢腹板挡砟墙和预埋在混凝土梁体内的连接件，所述波形钢腹板挡砟墙通过所述连接件安装于所述混凝土梁体上；

其中，所述波形钢腹板挡砟墙包括顺桥向设置的波形钢腹板和连接于所述波形钢腹板底部的钢翼板，所述连接件上端面与所述混凝土梁体表面平齐，无外露部分，所述连接件上端位于波形钢腹板两侧均具有螺纹孔，所述钢翼板位于所述连接件上，所述钢翼板上根据所述连接件上螺纹孔设计位置和数量开设有对应的通孔，并通过配套螺栓将钢翼板与所述连接件紧固连接。

进一步地，所述波形钢腹板和钢翼板通过焊接连接成为一个整体。

进一步地，所述钢翼板与所述连接件之间设置有橡胶板。

进一步地，所述波形钢腹板挡砟墙为采用不锈钢、耐候钢或普通碳素钢材质的波形钢腹板挡砟墙。

进一步地，所述连接件包括预埋U形钢筋和分别连接于所述U形钢筋两端的套筒，所述套筒上端面与混凝土梁体表面平齐，所述U形钢筋两端分别位于波形钢腹板挡砟墙两侧，所述U形钢筋的两端均具有端头车丝，所述套筒具有内螺纹通孔，所述U形钢筋的端头车丝与所述套筒下端螺纹连接，所述螺栓与所述套筒上端螺纹连接。

进一步地，所述套筒外壁还具有外螺纹，用以增强与混凝土的粘结力。

作为本发明的第二方面，提供一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构的施工方法，所述方法包括：

在钢结构厂制造如上述任一种所述的波形钢腹板挡砟墙；

梁体混凝土浇筑前，预埋如上述任一种所述的连接件，使其与梁体钢筋绑扎，进行定位，定位好后，进行梁体混凝土浇筑；

将制好的波形钢腹板挡砟墙运抵梁体现场后，采用配套螺栓将波形钢腹板挡砟墙的钢翼板与混凝土梁体内预埋的连接件进行连接，完成挡砟墙的安装。

进一步地，所述方法还包括：在进行梁体混凝土浇筑之前，先用防护帽临时堵塞所述连接件的套筒，以防止混凝土浇筑时堵塞套筒。

进一步地，所述钢翼板与所述连接件之间设置有橡胶板，所述橡胶板上位于钢翼板通孔相对位置处开有圆孔。

本发明具有以下有益效果：

1.相比于传统的混凝土挡砟墙，与混凝土桥面的连接更方便，省去了现场绑扎钢筋、立模浇筑混凝土及养生的工序，安装完后即可进行道砟铺设及铺轨工作，可缩短桥面系施工工期。

2、可减轻桥梁二期恒载：以一段20cm(宽)×35cm(高)×240cm(长)混凝土挡砟墙和同样长度(240cm长)、波高20cm，竖向高度35cm，钢板厚度10mm的波形钢腹板挡砟墙相比，混凝土挡砟墙重量为4.2kN，波形钢腹板挡砟墙重量为1.28kN，混凝土挡砟墙横向抗弯刚度为波形钢腹板挡墙的1.613倍，但其重量为波形钢腹板挡砟墙重量的3.28倍，在满足档砟要求的同时可在一定程度上减少二期恒载。

3、混凝土挡砟墙通常2m左右设置一断缝，以防止挡砟墙和梁体共同受力。波形钢腹板具有“手风琴效应”，轴向刚度极小，不与梁体共同受力，可采用较大的分节长度进行工厂化生产，现场施工效率较高。

4、后期可更换、回收再利用，较为经济环保。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构的横桥向断面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的波形钢腹板挡砟墙及连接件的横桥向断面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构的顺桥向断面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的是波形钢腹板挡砟墙的俯视图；

图5为本发明实施例提供的预埋套筒及相应防护帽结构图。

附图标记说明：1、波形钢腹板，2、钢翼板，3、橡胶板，4、U形钢筋，5、套筒，6、螺栓，7、混凝土梁体，8、防护帽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，作为本发明的第一实施例，提供一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构，包括顺桥向设置的波形钢腹板挡砟墙和预埋在混凝土梁体7内的连接件，所述波形钢腹板挡砟墙通过所述连接件安装于所述混凝土梁体7上；

其中，所述波形钢腹板挡砟墙包括顺桥向设置的波形钢腹板1和连接于所述波形钢腹板1底部的钢翼板2，所述连接件上端面与所述混凝土梁体7表面平齐，无外露部分，所述连接件上端位于波形钢腹板1两侧均具有螺纹孔，所述钢翼板2位于所述连接件上，所述钢翼板2上根据所述连接件上螺纹孔设计位置和数量开设有对应的通孔，并通过配套螺栓6将钢翼板2与所述连接件紧固连接。

其中，所述波形钢腹板挡砟墙为采用不锈钢、耐候钢或普通碳素钢材质的波形钢腹板挡砟墙，采用普通碳素钢制作时应进行防腐处理。

其中，所述波形钢腹板1和钢翼板2通过焊接连接成为一个整体。

如图3和4所示，所述钢翼板2为矩形，所述波形钢腹板1垂直焊接连接于所述钢翼板2表面，所述钢翼板2位于所述波形钢腹板1两侧沿顺桥向方向间隔开设有多个通孔，每个钢翼板2通过多个所述连接件安装于所述混凝土梁体7上。

优选地，所述钢翼板2与所述连接件之间设置有橡胶板3，所述橡胶板3上位于钢翼板2通孔相对位置处开有圆孔，通过橡胶板3可增加钢翼板2与混凝土梁体7之间的摩擦力，又可起到一定的减振降噪作用。

优选地，所述连接件包括预埋U形钢筋4和分别连接于所述U形钢筋4两端的套筒5，所述套筒5上端面与混凝土梁体7表面平齐，所述U形钢筋4两端分别位于波形钢腹板挡砟墙两侧，所述U形钢筋4的两端均具有端头车丝，所述套筒5具有内螺纹通孔，所述U形钢筋4的端头车丝与所述套筒5下端螺纹连接，所述螺栓6与所述套筒5上端螺纹连接。

优选地，所述套筒5外壁还具有外螺纹，用以增强与混凝土的粘结力。

作为本发明的第二实施例，提供一种普速及重载铁路波形钢腹板挡砟墙结构的施工方法，所述方法包括：

在钢结构厂制造如上述任一种所述的波形钢腹板挡砟墙；

梁体混凝土浇筑前，预埋如上述任一种所述的连接件，使其与梁体钢筋绑扎，进行定位，定位好后，进行梁体混凝土浇筑，使连接件与混凝土梁体7表面平齐；

将制好的波形钢腹板挡砟墙运抵梁体现场后，采用配套螺栓6将波形钢腹板挡砟墙的钢翼板2与混凝土梁体7内预埋的连接件进行连接，完成挡砟墙的安装。

如图5所示，优选地，在进行梁体混凝土浇筑之前，先用防护帽8临时堵塞所述连接件的套筒5，以防止混凝土浇筑时堵塞套筒5，防护帽8可采用成本较低的材料，多为橡胶或树脂材料，另外套筒5可同时兼做现场吊装时的吊点使用。

优选地，在所述钢翼板2下铺设有橡胶板3，所述橡胶板3在钢翼板2通孔相对位置开有圆孔在，通过橡胶板3可增加钢翼板2与混凝土梁体7之间的摩擦力，又可起到一定的减振降噪作用。

本发明提供了一种普速及重载铁路混凝土桥梁的波形钢腹板挡砟墙结构及其施工方法，波形钢腹板挡砟墙在工厂制作，带内螺纹的套筒5及预埋U形钢筋4在混凝土梁预制或现浇时进行预埋和定位，波形钢腹板挡砟墙运抵桥位现场后，通过螺栓6及配套垫片将钢翼板2与套筒5连接，完成挡砟墙的现场安装。采用工厂制造的钢制构件，不仅施工质量可靠，施工速度快，还可以标准化生产，便于后期维修和更换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。