俞 萍
由于在橋面上通過(guò)和安裝的各種設(shè)施較多,且涉及諸多專業(yè),因此橋面附屬設(shè)施的布置與構(gòu)造形式不僅直接影響到橋梁的梁部結(jié)構(gòu)、墩臺(tái)及其基礎(chǔ)的尺寸,而且與橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和養(yǎng)護(hù)維修有著密切的關(guān)系。本設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、耐久、美觀的角度出發(fā),結(jié)合哈大客專沈哈段所處的環(huán)境特點(diǎn),同時(shí)借鑒了目前國(guó)內(nèi)在建的部分客運(yùn)專線橋面系實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行橋面附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)。
橋面附屬設(shè)施主要包括:人行道欄桿、遮板、電纜槽、防水體系、排水體系等。本文將主要對(duì)這幾個(gè)部分分別進(jìn)行闡述。
鐵路橋梁人行道欄桿從使用材料來(lái)分主要有四種:鋼筋混凝土欄桿、鋼欄桿、無(wú)機(jī)復(fù)合水泥基欄桿、RPC欄桿。前兩種為傳統(tǒng)鐵路橋梁上的人行道欄桿,鋼筋混凝土欄桿預(yù)制施工方便,造價(jià)較低,應(yīng)用較多,但耐久性、美觀性較差;鋼欄桿在普速鐵路多為人行道角鋼支架欄桿,后期養(yǎng)護(hù)工作量較大,美觀性也不是太好。近年來(lái)隨著建筑材料應(yīng)用的研究及客運(yùn)專線的大量建設(shè),逐漸推出了樣式新穎的耐候型鋼欄桿、無(wú)機(jī)復(fù)合水泥基欄桿、RPC欄桿。
新型鋼欄桿主要采用了耐候鋼及碳素鋼等需較少后期養(yǎng)護(hù)工作量,且采用板材及管材增加其美觀性,式樣新穎,但造價(jià)較高,一般應(yīng)用于對(duì)美觀性要求較高的區(qū)段,如跨越人口密集的村鎮(zhèn)、城區(qū)等。
無(wú)機(jī)復(fù)合水泥基欄桿具有強(qiáng)度高、抗沖擊性和耐久性好、防火、環(huán)保、裝飾性強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點(diǎn),由于進(jìn)行了專業(yè)化的開(kāi)發(fā),又具有形式多樣(如欄柵式、海鷗式、花瓶式),美觀性較好,后期養(yǎng)護(hù)工作量小等特點(diǎn),水泥基欄桿已在京津城際、鄭西線、武廣線等應(yīng)用,使用效果良好。
哈大線為我國(guó)第一條高緯度嚴(yán)寒地區(qū)的鐵路,環(huán)境條件惡劣,為保證工程的耐久性,哈大客運(yùn)專線沈哈段一般區(qū)間采用海鷗式C60無(wú)機(jī)復(fù)合水泥基欄桿(見(jiàn)圖1),經(jīng)濟(jì)實(shí)用、造型美觀。城區(qū)地段采用美觀性較好的新型鋼欄桿。在居民區(qū)欄桿換為聲屏障以保證噪聲環(huán)境要求。
遮板是連接欄桿和梁的主要部件,同時(shí)遮板將梁懸臂端包裹,起到保護(hù)和防水作用。
在無(wú)聲屏障區(qū)段,根據(jù)橋面寬度采用不同高度形式的遮板。橋面寬12.0 m梁遮板高度為730 mm;橋面寬13.4 m梁遮板高度為662 mm。為了造型美觀和防止鋼板及螺栓銹蝕,在欄桿立柱處,遮板設(shè)置深70 mm的凹槽,欄桿立柱加高,在欄桿安裝完成后,用M40水泥砂漿填實(shí)。
電纜槽由豎墻和蓋板組成。根據(jù)通信、信號(hào)、電力專業(yè)需要,梁寬為12.0 m時(shí)在防護(hù)墻外側(cè)分別設(shè)置通信、信號(hào)和電力兩個(gè)電纜槽,一般寬度為350 mm,650 mm;在全橋?qū)挒?3.4 m時(shí)需設(shè)置通信、信號(hào)、電力三個(gè)電纜槽,一般寬度為400 mm,400 mm,350 mm(見(jiàn)圖2);在與橋面寬12.0 m相接的橋面寬13.4 m的箱梁,防護(hù)墻距線路中心線位置與橋面寬12.0 m的一致,兩側(cè)均設(shè)三個(gè)電纜槽,一般寬度為350 mm,650 mm,600 mm,其中最外側(cè)預(yù)留槽不設(shè)置電纜通過(guò),在梁端封堵,上設(shè)欄桿順接。
豎墻兼有分割電纜槽、連接遮板和支承電纜槽蓋板的作用,豎墻在梁體吊裝或現(xiàn)澆完成后在橋面上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌注,梁體施工時(shí)應(yīng)在電纜槽豎墻相應(yīng)部位預(yù)埋鋼筋,使豎墻與梁體連接為一體,以保證電纜槽豎墻在橋面上的穩(wěn)定性。豎墻按2m一段設(shè)置,在有接觸網(wǎng)支柱等基礎(chǔ)時(shí),豎墻長(zhǎng)度可適當(dāng)調(diào)整,為保證電纜槽內(nèi)排水,間隔2 m在豎墻下方設(shè)置一個(gè)100 mm×150 mm的過(guò)水孔。豎墻施工時(shí)應(yīng)注意各豎墻頂面的高度一致,并在豎墻頂面鋪設(shè)5 mm厚的水泥砂漿墊層,以保證電纜槽蓋板平穩(wěn)、受力均勻。
本設(shè)計(jì)中蓋板材料采用R130級(jí)RPC混凝土,應(yīng)符合《客運(yùn)專線活性粉末混凝土(RPC)材料人行道擋板、蓋板暫行技術(shù)條件》(科技基[2006]129號(hào))的相關(guān)規(guī)定。
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,簡(jiǎn)稱 RPC)是一種超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久、體積穩(wěn)定性良好的新型材料,RPC應(yīng)用在工程結(jié)構(gòu)中,可以解決普通混凝土構(gòu)件抗拉強(qiáng)度低、脆性大、體積穩(wěn)定性不良等缺點(diǎn),同時(shí)還具有美觀性好、易于造型、施工方便等特點(diǎn)。
RPC蓋板已在青藏線、襄渝線、鄭西線等應(yīng)用,使用效果良好。
本設(shè)計(jì)中一般RPC蓋板厚25 mm。由于橋面寬13.4 m最外側(cè)電纜槽蓋板上要通行檢修車,所以蓋板設(shè)計(jì)厚60 mm。蓋板表面可根據(jù)防滑需要制成表面防滑紋便于冬季安全通行。
橋梁結(jié)構(gòu)的防水體系是提高橋涵結(jié)構(gòu)耐久性的技術(shù)手段,其組成部分包括防水層和保護(hù)層。
本設(shè)計(jì)采用聚氨酯防水涂料及高聚物改性瀝青防水卷材作為防水層材料,均應(yīng)滿足《客運(yùn)專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件(修訂版)》(科技基[2007]56號(hào))的有關(guān)要求。保護(hù)層采用添加纖維素纖維的C40細(xì)石混凝土。
在本設(shè)計(jì)中,無(wú)碴軌道板底不設(shè)置防水體系,只在兩承軌臺(tái)間及防護(hù)墻與承軌臺(tái)間設(shè)置防水體系。防護(hù)墻內(nèi)側(cè)防水層采用高聚物改性瀝青防水卷材,厚度為4.5 mm,其下采用高聚物改性瀝青基層處理劑,其上加設(shè)纖維混凝土保護(hù)層至少厚6 cm;防護(hù)墻外側(cè)防水層采用直接用于作防水層的聚氨酯防水涂料,其上加設(shè)纖維混凝土保護(hù)層至少厚4 cm。保護(hù)層與防護(hù)墻及電纜槽豎墻接縫處用聚氨酯防水涂料進(jìn)行封邊處理,不再上卷,封邊高度不小于8 cm。
橋梁結(jié)構(gòu)除了設(shè)置防水體系外,還需設(shè)置必要的排水體系。
在本設(shè)計(jì)中,橋面排水方式為三列排水,在兩側(cè)防護(hù)墻與承軌臺(tái)間各設(shè)置一列泄水管,另在兩線承軌臺(tái)間距梁端1.75 m處設(shè)置泄水管。在對(duì)應(yīng)泄水管的防護(hù)墻上設(shè)置150 mm×200 mm的排水孔,使電纜槽內(nèi)水通過(guò)該排水孔流入防護(hù)墻內(nèi)側(cè)的泄水管中。
在立交、城區(qū)及住宅密集區(qū),采用集中排水方式,防護(hù)墻與承軌臺(tái)間的泄水管由縱向排水管集中至距梁端1.75 m處的泄水管后再由橋墩的豎向排水管引至橋下集中排出。在野外一般地段,橋面排水采用直接排水的方式,橋面泄水管伸出梁底相應(yīng)位置10 cm,不設(shè)置縱向排水管以及橋墩處的豎向排水管,橋面水匯入泄水管后,直接排至地面。
本文通過(guò)對(duì)哈大客專沈哈段無(wú)碴軌道橋面附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)介紹,較系統(tǒng)的說(shuō)明了橋面附屬設(shè)施各部分的組成形式、材料、結(jié)構(gòu)、安裝等各方面的設(shè)計(jì)。其中還介紹了新型材料無(wú)機(jī)復(fù)合水泥基和RPC混凝土,希望對(duì)同類設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。
[1] 鐵建設(shè)[2007]47號(hào),新建時(shí)速300~350公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定(上、下)[S].
[2] TB 10002,1-TB 10002.5-2005,鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[3] 科技基[2006]129號(hào),客運(yùn)專線活性粉末混凝土(RPC)材料人行道擋板、蓋板暫行技術(shù)條件[S].
[4] 科技基[2007]56號(hào),客運(yùn)專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件(修訂版)[S].
[5] GT/T 19250-2005,聚氨酯防水涂料[S].
[6] 張 軍.客運(yùn)專線橋面附屬設(shè)施設(shè)計(jì)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007(2):54-56.