客專橋梁無機復合型欄桿施工技術

保國斌BAO Guo-bin

（中鐵十二局集團第一工程有限公司，西安 710038）

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

0 引言

隨著鐵路建設的飛速發展，我國新建了符合現代化經濟需求的客運專線及城際軌道交通。防護欄桿是鐵路橋梁、站場、路基（線路）的附屬構件不可分割的一部分，其材質、造型、質量直接影響到主體線路的安全及對外形象。鐵路現有鋼欄桿容易銹蝕，易被偷盜，每年需去銹上漆，維護成本高；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；預制板式欄桿外形笨重，橋梁負載大，不美觀。且上述幾種欄桿結構、色調都比較單一。根據客運專線橋梁防護欄桿設計要求，無機復合型（水泥基）欄桿徹底解決了傳統水泥制品依賴模具生產，表面不平、誤差大、形成接縫錯臺等弊端。無機復合型（水泥基）欄桿吸收了鋼欄桿、預制板式欄桿的長處，具有堅固耐用、綠色環保、綜合成本低等顯著優勢，目前廣泛應用于鐵路、電力、市政、城鄉綠化帶等場所。

1 工程概況

吉圖琿客運專線嘎呀河特大橋和后安山大橋原設計橋梁人行道欄桿采用鋼欄桿，但鋼欄桿耐久性等技術標準不能滿足驗標要求，如果采用無機復合型（水泥基）欄桿，其生產在施工現場工廠化施工，不但從技術標準滿足設計和驗標要求，而且經濟實用，施工簡單方便。

2 無機復合型（水泥基）欄桿特點

與傳統鐵路橋梁用鋼欄桿相比較，無機復合型（水泥基）欄桿具有以下特點：①強度高，抗沖擊性強：該產品以水泥基為主材料，以鋼筋為骨架，另加PP 纖維、粉煤灰、外加劑等其它復合材料，以提高它的密實度、抗折強度，穩固性能好，耐久性好，抗沖擊性強，確保強度等同于或超過其它材料欄桿。②綠色環保：不生銹，無輻射，產品采用水泥基無機復合材料，對空氣環境、人體無害，符合綠色鐵路的要求。③施工方便：花瓶柱、分隔柱、連桿、底座設計合理，以構件組裝形式，不需特殊工具，不受任何條件限制。④防盜：無機復合（水泥基）欄桿采用水泥連體制作，無回收利用價值，不會丟失，既降低了維修費用，又無偷盜價值，徹底解決了被盜現象。⑤維護費用低：該產品抗老化性強，耐腐蝕，韌性強，使用壽命長，不用年年維護。⑥生產效率高：新技術、新工藝、工廠機械化作業、流水線生產、產出效率高、價格便宜。⑦裝飾性強：品種多，色彩豐富，可與各種環境融合，可根據區域環境選擇不同規格尺寸及款式。⑧藝術感強：產品線條流暢，造型精美，時尚氣派，古樸典雅，穩重大氣。

3 技術標準

根據客專8388 橋梁通用圖設計要求，人行道欄桿一扇總長2000mm，立柱高度1190mm，直徑100mm，立柱與橋梁遮板螺栓連接，立柱側面推力1.0kN；橫梁側面推力1.0kN；立柱與立柱間距標準段為2000mm，兩端根據梁跨進行調整，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性能應符合相關標準要求。

無機復合型（水泥基）欄桿一扇總長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。立柱下端預制鋼板，預留圓孔與橋梁遮板預埋螺栓連接，立柱側面推力1.2kN；橫梁側面推力1.2kN；花瓶柱推力0.8kN；耐久性和其它物理力學性能均符合相關標準要求。

經以上技術標準對比，采用無機復合型（水泥基）欄桿各種技術指標均滿足設計和相關標準要求。

4 無機復合型（水泥基）欄桿設計說明

4.1 適用范圍 適用于時速≥200km/h 的客運專線鐵路橋梁專用欄桿，客貨共線鐵路和其它等級鐵路橋梁也可參照執行。

4.2 適用條件 無機復合型（水泥基）欄桿具有強度高、抗沖擊性和耐久性好、防火、環保、裝飾性強、施工方便等特點，適用于鐵路、城市、野外等環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 設計，遇到梁端、逃生門等設置時，可根據實際情況予以調整。

4.3 結構設計說明 無機復合型（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、柱帽強度≥C40 混凝土，花瓶柱強度≥C30 混凝土。

立柱截面尺寸為140mm×140mm，高度1220mm；下端兩側設置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置花瓶柱安裝插槽，插槽深度35mm，滿足花瓶柱安裝后，端部位于橫梁內配置縱向鋼筋的下部，同時插槽處箍筋加強，防止出現裂紋。

上橫梁在立柱處連接，橫梁端部預留鋼筋，立柱頂部設置橫梁卡槽，卡槽深度120mm，寬65mm，同時柱頂預埋鋼筋，外露長度230mm，上橫梁通過卡槽與立柱固定，并通過柱頂預埋鋼筋連接兩側橫梁及柱帽，鋼筋埋入立柱深度滿足錨固要求。

立柱與橋梁遮板通過預埋鋼板連接，立柱下采用預埋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 生產工藝及運輸堆放要求 ①立柱、上下橫梁及柱帽均預制完成，按照相應規范、規程養護，表面均應光滑平整，不得有麻面、掉皮。脫模時強度不得低于設計要求。②立柱尺寸精度要求：立柱截面長度及寬度誤差≤2.0mm，立柱高度誤差≤2.0mm，立柱中預埋構件（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、柱帽及預留立柱插槽等各部位尺寸誤差應≤2.0mm。④花瓶柱制備為機械化作業，采用“滾動-擠壓-吸濕”成型工藝，脫模后進行養護，出廠時，基材強度不得低于設計強度的80%，花瓶柱內空心應進行灌漿處理。⑤立柱、上下橫梁及柱帽運輸中應有保護措施，可于其間夾草席、稻草、鋸末或其它緩沖防振材料，平行堆碼層數不超過10 層，高度不超過1500mm；花瓶柱應采用緩沖柔性材料進行包裝，花瓶柱應以立式堆放為主，若平行堆碼，層數不應超過3 層；避免磕碰造成的構件掉邊、掉角等現象的發生。

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業技術人員操作。立柱校正是安裝過程中一個重要環節，必須對每一個立柱的垂直度進行校正，并且要校正好。立柱校正好后，每個螺絲安裝兩個螺母，并且擰緊。④安裝花瓶柱時，上、下橫梁的孔內要抹漿，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 的細石混凝土，水泥也是用膨脹水泥。⑥安裝時操作人員必須做好必要的安全防護，戴好安全帶。

5.3 施工安裝及注意事項 ①在安裝前應檢驗其各構件的完好性，不允許使用破損構件。同時應對連接構件，如立柱下端連接鋼板的孔位、橋梁遮板上預埋螺栓以及各預埋等按照要求進行精度修正，以保證安裝的順利、準確。②立柱錨固安裝，應保持立柱的垂直度，保證立柱下鋼板平整，與橋梁遮板上預留鋼板應緊貼，孔位誤差控制應≤1.5mm。立柱鋼板與主筋采用手工電弧焊滿焊，焊縫和強度滿足規范要求，無漏焊現象。③下橫梁與立柱之間通過立柱牛腿卡入下橫梁安裝插槽內完成，插槽內應灌漿，水泥漿強度應同母體強度。④花瓶柱與上下橫梁通過預留插槽連接，插槽精度應在規定范圍內，安裝前應在插槽內灌注水泥漿，強度同母體強度，同時保證花瓶柱安裝的精度。花瓶柱與插槽連接應密實，保證其上下兩端與橫梁連接的牢固性。⑤上橫梁在立柱頂的卡槽內進行連接，將兩側橫梁端頭預留鋼筋及立柱預留鋼筋在柱頂進行連接，并澆注封端材料，然后安裝柱帽，安裝就位后，通過柱帽預留孔位灌入水泥漿。兩側橫梁的安裝應保證其平順性。

6 技術經濟比較

6.1 技術對比 無機復合型（水泥基）欄桿、預制板式欄桿及鋼欄桿技術對比見表1。

表1 技術對比表

6.2 成本對比 現澆板式欄桿由于其結構特點（外形笨重），現場施工中對線形要求較高，會發生較高的施工成本；鋼欄桿目前設計一般要求進行防腐處理（多為熱浸鋁工藝），而熱浸鋁工藝費用較高，且會發生較高的運輸成本；而無機復合型（水泥基）欄桿最大限度地解決了以上難點，其一是不存在防腐處理的問題；其二是便于安裝，使得結構線形可得到有效控制，進而有效地降低了施工成本。

根據吉圖琿客運專線全線欄桿施工成本調查分析：無機復合型（水泥基）欄桿成本較低，現澆板式欄桿成本較高，鋼欄桿（采用熱浸鋁工藝）成本最高。

7 結束語

吉圖琿客運專線嘎呀河特大橋和后安山大橋橋梁采用無機復合型（水泥基）欄桿，不但滿足了設計和驗標要求，而且具有施工簡單方便、綜合成本低、耐久性好等優點，2013 年8 月份全橋欄桿已施工完畢，得到了業主和相關單位的認可與好評，并在其他標段和客專橋梁上推廣使用。

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