在建城際鐵路橋梁增設(shè)全封閉聲屏障方案研究

李佳佳

摘要：通過在建城際鐵路橋梁建設(shè)設(shè)置全封閉聲屏障方案進(jìn)行研究，其防腐性能、抗風(fēng)穩(wěn)定性、減噪性能、幾何適應(yīng)性、景觀效果幾方面綜合分析橋梁建設(shè)的備選方案，通過數(shù)據(jù)分析得出全封閉聲屏障為最佳推薦方案。 由于全封閉聲屏障所遭受到列車氣動力與列車的風(fēng)荷載產(chǎn)生共同作用，因此聲屏障感受荷載通過聲屏障立柱作用與橋梁結(jié)構(gòu)相關(guān)。分析出增設(shè)全封閉聲屏障和梁體縱向受力、梁體抗傾覆的穩(wěn)定性、橋梁設(shè)計荷載、梁體翼緣板受力、梁體支反力、橋梁下部結(jié)構(gòu)受力等幾種因素相關(guān)，同時提出對應(yīng)的解決方案和外覆式全封閉聲屏障的養(yǎng)護(hù)建議供行業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：城際鐵路;橋梁;全封閉聲屏障;養(yǎng)護(hù)措施

1.工程概況

廣州—佛山環(huán)城際鐵路 （簡稱廣佛城際） 的佛山西站—廣州南站段位于廣州市和佛山市境內(nèi)，未來將為沿線居民提供更方便快捷的出行方式。在建期間，地方政府提出某城際高架車站區(qū)域結(jié)合地鐵項(xiàng)目需進(jìn)行TOD開發(fā)，周邊規(guī)劃有居民區(qū)、辦公區(qū)、商業(yè)區(qū)等。這種開發(fā)模式可以使公共交通的使用最大化，但同時為了提升周圍土地價值和改善人居環(huán)境，需降低軌道測試，分析主要噪聲來源，結(jié)合實(shí)測資料對聲屏障減噪效果進(jìn)行評價， 分析考慮列車-軌道-橋梁和聲屏障共同作用下高速鐵路半封閉式聲屏障的動力響應(yīng)。

2.聲屏障方案比選

2.1 方案概況

常用聲屏障有3種結(jié)構(gòu)：全封閉聲屏障、半封閉聲屏障和直立式聲屏障，其中全封閉和半封閉聲屏障又分為外覆式全（半）封閉、插入式全（半）封閉和折臂式全（半）封閉聲屏障。結(jié)合建筑限界、聲屏障結(jié)構(gòu)形式和材料等，提出以下3種全封閉聲屏障方案：

（1） 方案1：外覆式全封閉聲屏障。高度約9.7 m，采用底部吸聲板+中間透光板+上部吸聲板+頂部透光板形式，從內(nèi)往外分別由鋁鎂合金板、鋁方管龍骨、玻璃布+鍍鋅鋼絲網(wǎng)、吸音棉和屋面板組成。

（2） 方案 2：圓弧形插入式全封閉聲屏障。高度不透光板形式，主要由吸聲板、隔聲板 （夾層玻璃、聚碳酸酯板）、立柱、連接件等組成。

（3） 方案 3：折頂形插入式全封閉聲屏障。高度9.0 m，采用底部吸聲板+中間透光板+上部吸聲板+頂部透光板或吸聲板形式，主要由吸聲板、隔聲板 （夾層玻璃、聚碳酸酯板）、立柱、連接件等組成。

2. 2 方案比較及推薦

從減噪性能、防腐性能、幾何適應(yīng)性、抗風(fēng)穩(wěn)定性、景觀效果等各方面對 3 種方案進(jìn)行綜合比選 （見表 1），確定該項(xiàng)工程宜采用方案 1：外覆式全封閉聲屏障。

3 在建橋梁結(jié)構(gòu)影響分析

3. 1 分析基礎(chǔ)

廣佛城際主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：鐵路等級為城際鐵路;正線數(shù)目為雙線;速度目標(biāo)值為200 km/h;正線間距4.4 m;軌道為無砟軌道;設(shè)計荷載為ZC荷載;地震峰值加速度為0.1g。施工現(xiàn)場為配合研究 TOD 開發(fā)方案，該段橋梁工程未施工。按照外覆式全封閉聲屏障方案，參考本段橋梁結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計方案進(jìn)行影響分析。

3. 2 影響分析

3. 2. 1 梁體設(shè)計荷載

梁體設(shè)置外覆式全封閉聲屏障，設(shè)計風(fēng)速 60 m/s;聲屏障骨架采用門形鋼架（鋼架跨度14.2 m，縱向間距2 m），鋼架柱腳按剛性柱腳設(shè)計，由此引起梁體外荷在變化：二期恒載。按全封閉聲屏障結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)二期恒載由原設(shè)計142 kN/m增加為172 kN/m。聲屏障荷載。

3. 2. 2 梁體縱向受力

設(shè)置全封閉聲屏障結(jié)構(gòu)后，梁體承受的二期恒載 增加 21.1%，需對預(yù)應(yīng)力鋼束布置進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)檢算，主要設(shè)計指標(biāo)見表2

3. 2. 3 梁體翼緣板受力

聲屏障立柱間距2 m，聲屏障荷載通過立柱傳遞到梁體，在立柱處取橫向1 m板進(jìn)行翼緣板受力分析。列車氣動力分正在和負(fù)壓，對翼緣板的彎矩作用方向相反，故分別按僅考慮列車氣動力、考慮列車氣動力與風(fēng)荷載同時作用的工況進(jìn)行分析。

4. 結(jié)束語

基于在建廣佛城際鐵路橋梁工程現(xiàn)狀，對部分橋梁段落增設(shè)全包式聲屏障方案進(jìn)行比選，推薦采用外覆式全封閉聲屏障方案。本線設(shè)計批復(fù)的聲屏障結(jié)果 檢算風(fēng)速為60 m/s，橋梁采用全封閉式聲屏障對結(jié)構(gòu)受力影響較大，按施工圖設(shè)計及施工現(xiàn)狀提出了結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施。針對橋梁全封閉式聲屏障結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出其運(yùn)營養(yǎng)護(hù)措施建議。

參考文獻(xiàn)

[1]李小珍，趙秋晨，張迅，等. 高速鐵路半封閉式聲屏障降噪效果測試與分析[J]. 西南交通大學(xué)學(xué)報，2018（4）：661-669.

[2]王少林. 考慮列車-軌道-橋梁/聲屏障相互作用的高速鐵路半封閉式聲屏障動力響應(yīng)分析[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2017（1）：149-153.