保國(guó)斌BAO Guo-bin

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，西安 710038）

（The 1st Engineering Co.，Ltd.of China Railway 12th Bureau Group，Xi'an 710038，China）

0 引言

隨著鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，我國(guó)新建了符合現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)需求的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)及城際軌道交通。防護(hù)欄桿是鐵路橋梁、站場(chǎng)、路基（線(xiàn)路）的附屬構(gòu)件不可分割的一部分，其材質(zhì)、造型、質(zhì)量直接影響到主體線(xiàn)路的安全及對(duì)外形象。鐵路現(xiàn)有鋼欄桿容易銹蝕，易被偷盜，每年需去銹上漆，維護(hù)成本高；不銹鋼欄桿壁薄，易彎曲變形，成本較高；PVC 欄桿抗沖擊性能差，冬天易脆裂；預(yù)制板式欄桿外形笨重，橋梁負(fù)載大，不美觀(guān)。且上述幾種欄桿結(jié)構(gòu)、色調(diào)都比較單一。根據(jù)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)橋梁防護(hù)欄桿設(shè)計(jì)要求，無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿徹底解決了傳統(tǒng)水泥制品依賴(lài)模具生產(chǎn)，表面不平、誤差大、形成接縫錯(cuò)臺(tái)等弊端。無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿吸收了鋼欄桿、預(yù)制板式欄桿的長(zhǎng)處，具有堅(jiān)固耐用、綠色環(huán)保、綜合成本低等顯著優(yōu)勢(shì)，目前廣泛應(yīng)用于鐵路、電力、市政、城鄉(xiāng)綠化帶等場(chǎng)所。

1 工程概況

吉圖琿客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)嘎呀河特大橋和后安山大橋原設(shè)計(jì)橋梁人行道欄桿采用鋼欄桿，但鋼欄桿耐久性等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不能滿(mǎn)足驗(yàn)標(biāo)要求，如果采用無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿，其生產(chǎn)在施工現(xiàn)場(chǎng)工廠(chǎng)化施工，不但從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和驗(yàn)標(biāo)要求，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，施工簡(jiǎn)單方便。

2 無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿特點(diǎn)

與傳統(tǒng)鐵路橋梁用鋼欄桿相比較，無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿具有以下特點(diǎn)：①?gòu)?qiáng)度高，抗沖擊性強(qiáng)：該產(chǎn)品以水泥基為主材料，以鋼筋為骨架，另加PP 纖維、粉煤灰、外加劑等其它復(fù)合材料，以提高它的密實(shí)度、抗折強(qiáng)度，穩(wěn)固性能好，耐久性好，抗沖擊性強(qiáng)，確保強(qiáng)度等同于或超過(guò)其它材料欄桿。②綠色環(huán)保：不生銹，無(wú)輻射，產(chǎn)品采用水泥基無(wú)機(jī)復(fù)合材料，對(duì)空氣環(huán)境、人體無(wú)害，符合綠色鐵路的要求。③施工方便：花瓶柱、分隔柱、連桿、底座設(shè)計(jì)合理，以構(gòu)件組裝形式，不需特殊工具，不受任何條件限制。④防盜：無(wú)機(jī)復(fù)合（水泥基）欄桿采用水泥連體制作，無(wú)回收利用價(jià)值，不會(huì)丟失，既降低了維修費(fèi)用，又無(wú)偷盜價(jià)值，徹底解決了被盜現(xiàn)象。⑤維護(hù)費(fèi)用低：該產(chǎn)品抗老化性強(qiáng)，耐腐蝕，韌性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，不用年年維護(hù)。⑥生產(chǎn)效率高：新技術(shù)、新工藝、工廠(chǎng)機(jī)械化作業(yè)、流水線(xiàn)生產(chǎn)、產(chǎn)出效率高、價(jià)格便宜。⑦裝飾性強(qiáng)：品種多，色彩豐富，可與各種環(huán)境融合，可根據(jù)區(qū)域環(huán)境選擇不同規(guī)格尺寸及款式。⑧藝術(shù)感強(qiáng)：產(chǎn)品線(xiàn)條流暢，造型精美，時(shí)尚氣派，古樸典雅，穩(wěn)重大氣。

3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)客專(zhuān)8388 橋梁通用圖設(shè)計(jì)要求，人行道欄桿一扇總長(zhǎng)2000mm，立柱高度1190mm，直徑100mm，立柱與橋梁遮板螺栓連接，立柱側(cè)面推力1.0kN；橫梁側(cè)面推力1.0kN；立柱與立柱間距標(biāo)準(zhǔn)段為2000mm，兩端根據(jù)梁跨進(jìn)行調(diào)整，每延米推力0.75kN；下橫梁離遮板頂面高度230mm，耐久性和其它物理力學(xué)性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿一扇總長(zhǎng)2000mm；立柱高度1220mm，直徑140mm；欄桿扇片高1100mm，下橫梁離遮板頂面高度100mm。立柱下端預(yù)制鋼板，預(yù)留圓孔與橋梁遮板預(yù)埋螺栓連接，立柱側(cè)面推力1.2kN；橫梁側(cè)面推力1.2kN；花瓶柱推力0.8kN；耐久性和其它物理力學(xué)性能均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

經(jīng)以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，采用無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿各種技術(shù)指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿設(shè)計(jì)說(shuō)明

4.1 適用范圍 適用于時(shí)速≥200km/h 的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路橋梁專(zhuān)用欄桿，客貨共線(xiàn)鐵路和其它等級(jí)鐵路橋梁也可參照?qǐng)?zhí)行。

4.2 適用條件 無(wú)機(jī)復(fù)合型（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)、施工方便等特點(diǎn)，適用于鐵路、城市、野外等環(huán)境下的軌道交通橋梁欄桿。

欄桿上橫梁距離橋面遮板頂高度為1.20m，每一單元（相鄰兩柱中心距離）一般按照2.0m 設(shè)計(jì)，遇到梁端、逃生門(mén)等設(shè)置時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況予以調(diào)整。

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明 無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿由立柱、上橫梁、下橫梁、花瓶柱及柱帽組成。立柱、上下橫梁、柱帽強(qiáng)度≥C40 混凝土，花瓶柱強(qiáng)度≥C30 混凝土。

立柱截面尺寸為140mm×140mm，高度1220mm；下端兩側(cè)設(shè)置100mm 牛腿，連接下橫梁，上、下橫梁高100mm，寬130mm，橫梁與花瓶柱連接表面設(shè)置花瓶柱安裝插槽，插槽深度35mm，滿(mǎn)足花瓶柱安裝后，端部位于橫梁內(nèi)配置縱向鋼筋的下部，同時(shí)插槽處箍筋加強(qiáng)，防止出現(xiàn)裂紋。

上橫梁在立柱處連接，橫梁端部預(yù)留鋼筋，立柱頂部設(shè)置橫梁卡槽，卡槽深度120mm，寬65mm，同時(shí)柱頂預(yù)埋鋼筋，外露長(zhǎng)度230mm，上橫梁通過(guò)卡槽與立柱固定，并通過(guò)柱頂預(yù)埋鋼筋連接兩側(cè)橫梁及柱帽，鋼筋埋入立柱深度滿(mǎn)足錨固要求。

立柱與橋梁遮板通過(guò)預(yù)埋鋼板連接，立柱下采用預(yù)埋Q235 鋼板，厚δ=10mm，鋼板與立柱主筋焊接，焊接采用手工電弧焊，外露鋼板防腐防銹處理。

5 施工工藝

5.1 生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸堆放要求 ①立柱、上下橫梁及柱帽均預(yù)制完成，按照相應(yīng)規(guī)范、規(guī)程養(yǎng)護(hù)，表面均應(yīng)光滑平整，不得有麻面、掉皮。脫模時(shí)強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)要求。②立柱尺寸精度要求：立柱截面長(zhǎng)度及寬度誤差≤2.0mm，立柱高度誤差≤2.0mm，立柱中預(yù)埋構(gòu)件（鋼板、鋼筋等）位置誤差≤2.0mm。欄桿中牛腿支撐及其上橫梁的立柱卡槽的位置及尺寸誤差≤2.0mm。③欄桿的上下橫梁、柱帽及預(yù)留立柱插槽等各部位尺寸誤差應(yīng)≤2.0mm。④花瓶柱制備為機(jī)械化作業(yè)，采用“滾動(dòng)-擠壓-吸濕”成型工藝，脫模后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，出廠(chǎng)時(shí)，基材強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，花瓶柱內(nèi)空心應(yīng)進(jìn)行灌漿處理。⑤立柱、上下橫梁及柱帽運(yùn)輸中應(yīng)有保護(hù)措施，可于其間夾草席、稻草、鋸末或其它緩沖防振材料，平行堆碼層數(shù)不超過(guò)10 層，高度不超過(guò)1500mm；花瓶柱應(yīng)采用緩沖柔性材料進(jìn)行包裝，花瓶柱應(yīng)以立式堆放為主，若平行堆碼，層數(shù)不應(yīng)超過(guò)3 層；避免磕碰造成的構(gòu)件掉邊、掉角等現(xiàn)象的發(fā)生。

5.2 安裝方案 ①安裝順序：立柱錨固→安裝下橫梁→校正立柱（擰緊螺母）→插入花瓶柱→安裝上橫梁→柱頂灌漿→固定柱帽。②安裝采用流水作業(yè)的方式，操作人員分工明確，按照安裝順序確定人員。③校正立柱必須是有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員操作。立柱校正是安裝過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，必須對(duì)每一個(gè)立柱的垂直度進(jìn)行校正，并且要校正好。立柱校正好后，每個(gè)螺絲安裝兩個(gè)螺母，并且擰緊。④安裝花瓶柱時(shí)，上、下橫梁的孔內(nèi)要抹漿，抹漿量的控制以砂漿不被擠出孔外為宜。安裝后，花瓶柱與橫梁間的縫隙不宜超過(guò)1mm。⑤砂漿配制用的水泥宜用膨脹水泥，水泥和黃砂按1：2 的比例配制；或用水泥拌制膠水。柱頂灌漿可配制C40 的細(xì)石混凝土，水泥也是用膨脹水泥。⑥安裝時(shí)操作人員必須做好必要的安全防護(hù)，戴好安全帶。

5.3 施工安裝及注意事項(xiàng) ①在安裝前應(yīng)檢驗(yàn)其各構(gòu)件的完好性，不允許使用破損構(gòu)件。同時(shí)應(yīng)對(duì)連接構(gòu)件，如立柱下端連接鋼板的孔位、橋梁遮板上預(yù)埋螺栓以及各預(yù)埋等按照要求進(jìn)行精度修正，以保證安裝的順利、準(zhǔn)確。②立柱錨固安裝，應(yīng)保持立柱的垂直度，保證立柱下鋼板平整，與橋梁遮板上預(yù)留鋼板應(yīng)緊貼，孔位誤差控制應(yīng)≤1.5mm。立柱鋼板與主筋采用手工電弧焊滿(mǎn)焊，焊縫和強(qiáng)度滿(mǎn)足規(guī)范要求，無(wú)漏焊現(xiàn)象。③下橫梁與立柱之間通過(guò)立柱牛腿卡入下橫梁安裝插槽內(nèi)完成，插槽內(nèi)應(yīng)灌漿，水泥漿強(qiáng)度應(yīng)同母體強(qiáng)度。④花瓶柱與上下橫梁通過(guò)預(yù)留插槽連接，插槽精度應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，安裝前應(yīng)在插槽內(nèi)灌注水泥漿，強(qiáng)度同母體強(qiáng)度，同時(shí)保證花瓶柱安裝的精度?；ㄆ恐c插槽連接應(yīng)密實(shí)，保證其上下兩端與橫梁連接的牢固性。⑤上橫梁在立柱頂?shù)目ú蹆?nèi)進(jìn)行連接，將兩側(cè)橫梁端頭預(yù)留鋼筋及立柱預(yù)留鋼筋在柱頂進(jìn)行連接，并澆注封端材料，然后安裝柱帽，安裝就位后，通過(guò)柱帽預(yù)留孔位灌入水泥漿。兩側(cè)橫梁的安裝應(yīng)保證其平順性。

6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

6.1 技術(shù)對(duì)比 無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿、預(yù)制板式欄桿及鋼欄桿技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 技術(shù)對(duì)比表

6.2 成本對(duì)比 現(xiàn)澆板式欄桿由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（外形笨重），現(xiàn)場(chǎng)施工中對(duì)線(xiàn)形要求較高，會(huì)發(fā)生較高的施工成本；鋼欄桿目前設(shè)計(jì)一般要求進(jìn)行防腐處理（多為熱浸鋁工藝），而熱浸鋁工藝費(fèi)用較高，且會(huì)發(fā)生較高的運(yùn)輸成本；而無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿最大限度地解決了以上難點(diǎn)，其一是不存在防腐處理的問(wèn)題；其二是便于安裝，使得結(jié)構(gòu)線(xiàn)形可得到有效控制，進(jìn)而有效地降低了施工成本。

根據(jù)吉圖琿客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)全線(xiàn)欄桿施工成本調(diào)查分析：無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿成本較低，現(xiàn)澆板式欄桿成本較高，鋼欄桿（采用熱浸鋁工藝）成本最高。

7 結(jié)束語(yǔ)

吉圖琿客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)嘎呀河特大橋和后安山大橋橋梁采用無(wú)機(jī)復(fù)合型（水泥基）欄桿，不但滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)和驗(yàn)標(biāo)要求，而且具有施工簡(jiǎn)單方便、綜合成本低、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，2013 年8 月份全橋欄桿已施工完畢，得到了業(yè)主和相關(guān)單位的認(rèn)可與好評(píng)，并在其他標(biāo)段和客專(zhuān)橋梁上推廣使用。

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