客专桥梁无机复合型栏杆施工技术

保国斌BAO Guo-bin

（中铁十二局集团第一工程有限公司，西安 710038）

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

0 引言

随着铁路建设的飞速发展，我国新建了符合现代化经济需求的客运专线及城际轨道交通。防护栏杆是铁路桥梁、站场、路基（线路）的附属构件不可分割的一部分，其材质、造型、质量直接影响到主体线路的安全及对外形象。铁路现有钢栏杆容易锈蚀，易被偷盗，每年需去锈上漆，维护成本高；不锈钢栏杆壁薄，易弯曲变形，成本较高；PVC 栏杆抗冲击性能差，冬天易脆裂；预制板式栏杆外形笨重，桥梁负载大，不美观。且上述几种栏杆结构、色调都比较单一。根据客运专线桥梁防护栏杆设计要求，无机复合型（水泥基）栏杆彻底解决了传统水泥制品依赖模具生产，表面不平、误差大、形成接缝错台等弊端。无机复合型（水泥基）栏杆吸收了钢栏杆、预制板式栏杆的长处，具有坚固耐用、绿色环保、综合成本低等显著优势，目前广泛应用于铁路、电力、市政、城乡绿化带等场所。

1 工程概况

吉图珲客运专线嘎呀河特大桥和后安山大桥原设计桥梁人行道栏杆采用钢栏杆，但钢栏杆耐久性等技术标准不能满足验标要求，如果采用无机复合型（水泥基）栏杆，其生产在施工现场工厂化施工，不但从技术标准满足设计和验标要求，而且经济实用，施工简单方便。

2 无机复合型（水泥基）栏杆特点

与传统铁路桥梁用钢栏杆相比较，无机复合型（水泥基）栏杆具有以下特点：①强度高，抗冲击性强：该产品以水泥基为主材料，以钢筋为骨架，另加PP 纤维、粉煤灰、外加剂等其它复合材料，以提高它的密实度、抗折强度，稳固性能好，耐久性好，抗冲击性强，确保强度等同于或超过其它材料栏杆。②绿色环保：不生锈，无辐射，产品采用水泥基无机复合材料，对空气环境、人体无害，符合绿色铁路的要求。③施工方便：花瓶柱、分隔柱、连杆、底座设计合理，以构件组装形式，不需特殊工具，不受任何条件限制。④防盗：无机复合（水泥基）栏杆采用水泥连体制作，无回收利用价值，不会丢失，既降低了维修费用，又无偷盗价值，彻底解决了被盗现象。⑤维护费用低：该产品抗老化性强，耐腐蚀，韧性强，使用寿命长，不用年年维护。⑥生产效率高：新技术、新工艺、工厂机械化作业、流水线生产、产出效率高、价格便宜。⑦装饰性强：品种多，色彩丰富，可与各种环境融合，可根据区域环境选择不同规格尺寸及款式。⑧艺术感强：产品线条流畅，造型精美，时尚气派，古朴典雅，稳重大气。

3 技术标准

根据客专8388 桥梁通用图设计要求，人行道栏杆一扇总长2000mm，立柱高度1190mm，直径100mm，立柱与桥梁遮板螺栓连接，立柱侧面推力1.0kN；横梁侧面推力1.0kN；立柱与立柱间距标准段为2000mm，两端根据梁跨进行调整，每延米推力0.75kN；下横梁离遮板顶面高度230mm，耐久性和其它物理力学性能应符合相关标准要求。

无机复合型（水泥基）栏杆一扇总长2000mm；立柱高度1220mm，直径140mm；栏杆扇片高1100mm，下横梁离遮板顶面高度100mm。立柱下端预制钢板，预留圆孔与桥梁遮板预埋螺栓连接，立柱侧面推力1.2kN；横梁侧面推力1.2kN；花瓶柱推力0.8kN；耐久性和其它物理力学性能均符合相关标准要求。

经以上技术标准对比，采用无机复合型（水泥基）栏杆各种技术指标均满足设计和相关标准要求。

4 无机复合型（水泥基）栏杆设计说明

4.1 适用范围 适用于时速≥200km/h 的客运专线铁路桥梁专用栏杆，客货共线铁路和其它等级铁路桥梁也可参照执行。

4.2 适用条件 无机复合型（水泥基）栏杆具有强度高、抗冲击性和耐久性好、防火、环保、装饰性强、施工方便等特点，适用于铁路、城市、野外等环境下的轨道交通桥梁栏杆。

栏杆上横梁距离桥面遮板顶高度为1.20m，每一单元（相邻两柱中心距离）一般按照2.0m 设计，遇到梁端、逃生门等设置时，可根据实际情况予以调整。

4.3 结构设计说明 无机复合型（水泥基）栏杆由立柱、上横梁、下横梁、花瓶柱及柱帽组成。立柱、上下横梁、柱帽强度≥C40 混凝土，花瓶柱强度≥C30 混凝土。

立柱截面尺寸为140mm×140mm，高度1220mm；下端两侧设置100mm 牛腿，连接下横梁，上、下横梁高100mm，宽130mm，横梁与花瓶柱连接表面设置花瓶柱安装插槽，插槽深度35mm，满足花瓶柱安装后，端部位于横梁内配置纵向钢筋的下部，同时插槽处箍筋加强，防止出现裂纹。

上横梁在立柱处连接，横梁端部预留钢筋，立柱顶部设置横梁卡槽，卡槽深度120mm，宽65mm，同时柱顶预埋钢筋，外露长度230mm，上横梁通过卡槽与立柱固定，并通过柱顶预埋钢筋连接两侧横梁及柱帽，钢筋埋入立柱深度满足锚固要求。

立柱与桥梁遮板通过预埋钢板连接，立柱下采用预埋Q235 钢板，厚δ=10mm，钢板与立柱主筋焊接，焊接采用手工电弧焊，外露钢板防腐防锈处理。

5 施工工艺

5.1 生产工艺及运输堆放要求 ①立柱、上下横梁及柱帽均预制完成，按照相应规范、规程养护，表面均应光滑平整，不得有麻面、掉皮。脱模时强度不得低于设计要求。②立柱尺寸精度要求：立柱截面长度及宽度误差≤2.0mm，立柱高度误差≤2.0mm，立柱中预埋构件（钢板、钢筋等）位置误差≤2.0mm。栏杆中牛腿支撑及其上横梁的立柱卡槽的位置及尺寸误差≤2.0mm。③栏杆的上下横梁、柱帽及预留立柱插槽等各部位尺寸误差应≤2.0mm。④花瓶柱制备为机械化作业，采用“滚动-挤压-吸湿”成型工艺，脱模后进行养护，出厂时，基材强度不得低于设计强度的80%，花瓶柱内空心应进行灌浆处理。⑤立柱、上下横梁及柱帽运输中应有保护措施，可于其间夹草席、稻草、锯末或其它缓冲防振材料，平行堆码层数不超过10 层，高度不超过1500mm；花瓶柱应采用缓冲柔性材料进行包装，花瓶柱应以立式堆放为主，若平行堆码，层数不应超过3 层；避免磕碰造成的构件掉边、掉角等现象的发生。

5.2 安装方案 ①安装顺序：立柱锚固→安装下横梁→校正立柱（拧紧螺母）→插入花瓶柱→安装上横梁→柱顶灌浆→固定柱帽。②安装采用流水作业的方式，操作人员分工明确，按照安装顺序确定人员。③校正立柱必须是有专业技术人员操作。立柱校正是安装过程中一个重要环节，必须对每一个立柱的垂直度进行校正，并且要校正好。立柱校正好后，每个螺丝安装两个螺母，并且拧紧。④安装花瓶柱时，上、下横梁的孔内要抹浆，抹浆量的控制以砂浆不被挤出孔外为宜。安装后，花瓶柱与横梁间的缝隙不宜超过1mm。⑤砂浆配制用的水泥宜用膨胀水泥，水泥和黄砂按1：2 的比例配制；或用水泥拌制胶水。柱顶灌浆可配制C40 的细石混凝土，水泥也是用膨胀水泥。⑥安装时操作人员必须做好必要的安全防护，戴好安全带。

5.3 施工安装及注意事项 ①在安装前应检验其各构件的完好性，不允许使用破损构件。同时应对连接构件，如立柱下端连接钢板的孔位、桥梁遮板上预埋螺栓以及各预埋等按照要求进行精度修正，以保证安装的顺利、准确。②立柱锚固安装，应保持立柱的垂直度，保证立柱下钢板平整，与桥梁遮板上预留钢板应紧贴，孔位误差控制应≤1.5mm。立柱钢板与主筋采用手工电弧焊满焊，焊缝和强度满足规范要求，无漏焊现象。③下横梁与立柱之间通过立柱牛腿卡入下横梁安装插槽内完成，插槽内应灌浆，水泥浆强度应同母体强度。④花瓶柱与上下横梁通过预留插槽连接，插槽精度应在规定范围内，安装前应在插槽内灌注水泥浆，强度同母体强度，同时保证花瓶柱安装的精度。花瓶柱与插槽连接应密实，保证其上下两端与横梁连接的牢固性。⑤上横梁在立柱顶的卡槽内进行连接，将两侧横梁端头预留钢筋及立柱预留钢筋在柱顶进行连接，并浇注封端材料，然后安装柱帽，安装就位后，通过柱帽预留孔位灌入水泥浆。两侧横梁的安装应保证其平顺性。

6 技术经济比较

6.1 技术对比 无机复合型（水泥基）栏杆、预制板式栏杆及钢栏杆技术对比见表1。

表1 技术对比表

6.2 成本对比 现浇板式栏杆由于其结构特点（外形笨重），现场施工中对线形要求较高，会发生较高的施工成本；钢栏杆目前设计一般要求进行防腐处理（多为热浸铝工艺），而热浸铝工艺费用较高，且会发生较高的运输成本；而无机复合型（水泥基）栏杆最大限度地解决了以上难点，其一是不存在防腐处理的问题；其二是便于安装，使得结构线形可得到有效控制，进而有效地降低了施工成本。

根据吉图珲客运专线全线栏杆施工成本调查分析：无机复合型（水泥基）栏杆成本较低，现浇板式栏杆成本较高，钢栏杆（采用热浸铝工艺）成本最高。

7 结束语

吉图珲客运专线嘎呀河特大桥和后安山大桥桥梁采用无机复合型（水泥基）栏杆，不但满足了设计和验标要求，而且具有施工简单方便、综合成本低、耐久性好等优点，2013 年8 月份全桥栏杆已施工完毕，得到了业主和相关单位的认可与好评，并在其他标段和客专桥梁上推广使用。

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