高速铁路捅板式声屏障立柱‘ｊ桥梁连接技术
高速铁路插板式声屏障立柱与桥梁连接技术
朱正清苏卫青孙风珍
（铁道第三勘察设计院集团有限公司机械环工处，３００１４２）
１．
概述
德国、法国、日本、韩国等高速铁路均建造有声屏障，既有成功的经验，也有失败的教
训。各国声屏障在设计、施工等过程中，只有德国在２００５年后建设的高速铁路考虑列车运行脉动力的影响。虽然除德国外，其他国家的声屏障并未因脉动力作用而遭破坏，这是因为脉动力的大小与列车速度、列车流线形状及长度、声屏障与轨道的距离等有关，未遭到脉动力影响破坏的声屏障可能是因为上述影响因素综合影响效果不明显的原因，但脉动力的实际作用是存在的。
近年来，德国ＤＢ吸取了科隆至法兰克福线声屏障遭破坏的教训，开展高速列车运行动应力对声屏障的影响研究，并取得相关成果。客运专线声屏障设计在我国尚属首次，为解决客运专线声屏障建设中脉动力检算等若干技术难题，本着“引进一消化．吸收．再创新”理念，我院专门组团考察了德国、韩国、日本高速铁路声屏障建设情况，并与国内外相关科研、咨询、材料制造单位进行了广泛的技术交流，在京津城际铁路声屏障建设中采取了多项连接安装新技术。
２．
高速铁路声屏障的结构计算简介
２．１列车运行脉动力的确定
列车脉动力与列车速度、车型、声屏障位置、高度等因素有关，需根据工点具体情况逐一计算确定。通过与德国联合设计引进了准静力替代负荷公式、委托北京航空航天大学完成客运专线声屏障结构动力学性能模拟仿真分析，验证、解决了声屏障固有频率计算、脉动力检算问题。
计算和仿真分析表明，声屏障立柱根部受到的作用力和弯矩最大，必须采取有效措施保证声屏障立柱底部连接的强度和抗疲劳性能。２．２结构设计计算
依据列车运行脉动力影响的模拟仿真分析结果，结合高速铁路声屏障自身的构造要求、经济技术条件，在结构计算的基础上，以从提高连接安装结构的强度、连接部抗疲劳性能为出发点，我们提出了合理的声屏障单元跨度、立柱与桥梁遮板连接构造、立柱与单元板连接方式等接口及安装设计。
主体结构的强度（包括桥梁翼缘板、竖墙、遮板、立柱等）及构件的疲劳计算按桥梁设计规范计算，钢柱的挠度及螺栓、焊缝强度、路基段的基础按建筑设计规范计算。
荷载组合按以下三种工况进行分析：１）结构白重＋列车脉动力
２）结构白重＋列车脉动力＋风荷载（２５ｍ／ｓ）
５４
中国铁道学会环保委员会噪声振动学组年会交流论文集
岛速铁路插板式声Ｄ＃障口柱‘ｊ桥梁连接技术
３）结构自重＋风荷载（ｎ＝１００年）计算表明构件的疲劳检算控制构件结构。
３．
京津城际铁路声屏障立柱与桥梁连接技术
高速铁路插板式声屏障立柱与桥梁连接方式，如图１所示，主要包括桥梁遮板预留接口
与上部安装两部分。利用预埋在桥梁遮板内的Ｕ型高强度螺栓和上部的闹得牢防松垫圈及固定双螺母，将声屏障立柱底部焊接钢板与桥梁遮板固定连接，并通过在卢屏障立柱底部钢板上设置的浇注孔浇注流动砂浆使钢板以一Ｆ部件浇注成整体，桥梁遮板通过二次浇筑的竖墙与桥梁翼缘板连成一体，使高速铁路声屏障立柱与桥梁遮板连接坚固，抗疲劳性能强、耐久性高、安装方便、安全可靠。
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图中标记说明：
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ｌ、桥梁遮板２、Ｕ型高强度
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螺栓
３、预埋钢板４、流动砂浆５、调平螺母６、弹性垫圈７、立柱底板８、防松垫圈
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９、固定双螺母ｌＯ、声屏障立柱１１、声屏障单元板１２、螺栓孔１３、浇注孔
图ｌ
声屏障立柱与桥梁遮板连接图
３．１桥梁遮板预留接口
京沣城际桥梁卢屏障标准横断面如图２。
中国铁道学会环保委员会噪声振动学ｌｕ年会交流论文集
５５
目４＃％＊《Ａ卢』Ｊ『＊ｔ牲’Ｊ桥粱墟接拉术
蝌２桥粱卢屏障横断面图
３．１．１桥粱遮扳形式
埘ｒ桥梁遮板，按照声屏障的构造要求需要增加尺寸，顶宽由原米般栏柑处的０
２ｍ
加宽为０．３５ｍ，经计算，遮板截面中较一般栏杆处遮板麻增加Ｎ３钢筋直径，由原来ｍ１０ｍｍ战为０１２ｒａｍ，单侧每延米增加混凝十０，０８２ｍ３，钢筋３２６ｋｇ。卢屏障处遮扳与一般地段遮扳可通过一个预制遮板段过渡，见圈３。
旷怍㈦¨怍止
阿３遮扳顶变宽示意图（单位川）
３．１．２预埋连接件
预埋连接竹包括预埋住桥粱遮扳内的Ｕ型高强度螺栓和预埋钢扳。
桥梁遮板制作时设置预目凹槽，预留凹褙ＦＮ遮板内预埋Ｕ型高强度螺栓和预埋钢板。
预埔－ｕＪ“高强度螺栓以满足锚同＆度噩求：预埋钢板水平设置、同定螺栓，保证预制遮板
浇筑混凝ｌ埘螺栓的垂直度、横向自ｌ纵向丰；ｊ度要求。
３．２安装部分
安装部分包括捌平螺母、弹性垫罔、卢屏障立¨底板、阉得牛（Ｎｏｒｄ］ｏｃｋ）防松垫圈、【月定以螺母和历浇注重力式流动砂浆。
卢肝障Ｈｌ“钢立Ｈ与底部钢扳来川坡ｎ蚪连接成齄体可以提高焊缝强度。
卢肝障立杵底部的焊接钢板通过Ｕ刑＾强艘螺栓与桥粱遮扳川定连接任一起，｛月定般螺ｑ在焊接钢板上面。。蝶栓紧Ⅲ，州定般螺母Ｆ面仃套往螺拴｝的防橙垫圈。口十Ｆ底部焊接
１１日＃ｍ｛ｅＨ、＊§＊０《十Ｋ，∞｛ｍ４０２ｍ＊ｉ《
商逮铁路插拉Ｅ声群障宅牲％桥梁《接技丰
钢板顶面与遮扳面齐甲，焊接钢板的下面设置谓甲螺母，调平螺母旋接在螺栓上，Ｈｊ于纠正
预埋螺栓的细微偏差．保持钢立柱的垂直度和焊接钢板横向、纵向的平面水平度。
立柱底部焊接钳扳上设置浇注孔，浇注孔贯通焊接钢板，用于在钢立柱和底扳就位以及
高施丁安装的精度－
３启示与思考
¨，悼。…腓，……¨．
目前，京津城际铁路已开通运营，测试表明声屏障结构的自振频率远大丁动车组气动力的激励频率；作用于声屏障的列车脉动力最大正压值≤０７０ＫＰＲ、最人负压值≤Ｏ６０ＫＰａ均
低于ｊ殳计值．声屏障位移最丈值≤０９４ｍｍ，在设计允许值范围内，声屏障的连接安装设计
是成功的。实战表明采用引进消化吸收再创新的设计思路可以快速提高我们的设计水平。
在交流中，我们还了解到日本新干线户屏障基本上结合桥梁防护栏建设．Ｈ钢柱与底部
现浇混凝土一起施工，桥粱主体施工时预埋直径１４的竖筋和直径１６的削以吲定Ｈ钢柱的钢筋，水平钢筋穿过Ｈ钢柱使钢柱固定在混凝土中，以承受上
部荷载。德国路基地段声屏障立柱与桩基础采用插入式连接，这不仅有利于防腐，而且也避免了国内常用的螺栓连接抗剪切
薄弱的不足．提高了立柱与基础连接的稳定性、耐久性。这些做法对于我们夸后不断改进卢屏障连接安装设计、进一步提高连接部的疲劳强度问题都是有益的启发。
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高速铁路捅板式声屏障立柱‘ｊ桥梁连接技术
高速铁路插板式声屏障立柱与桥梁连接技术
朱正清苏卫青孙风珍
（铁道第三勘察设计院集团有限公司机械环工处，３００１４２）
１．
概述
德国、法国、日本、韩国等高速铁路均建造有声屏障，既有成功的经验，也有失败的教
训。各国声屏障在设计、施工等过程中，只有德国在２００５年后建设的高速铁路考虑列车运行脉动力的影响。虽然除德国外，其他国家的声屏障并未因脉动力作用而遭破坏，这是因为脉动力的大小与列车速度、列车流线形状及长度、声屏障与轨道的距离等有关，未遭到脉动力影响破坏的声屏障可能是因为上述影响因素综合影响效果不明显的原因，但脉动力的实际作用是存在的。
近年来，德国ＤＢ吸取了科隆至法兰克福线声屏障遭破坏的教训，开展高速列车运行动应力对声屏障的影响研究，并取得相关成果。客运专线声屏障设计在我国尚属首次，为解决客运专线声屏障建设中脉动力检算等若干技术难题，本着“引进一消化．吸收．再创新”理念，我院专门组团考察了德国、韩国、日本高速铁路声屏障建设情况，并与国内外相关科研、咨询、材料制造单位进行了广泛的技术交流，在京津城际铁路声屏障建设中采取了多项连接安装新技术。
２．
高速铁路声屏障的结构计算简介
２．１列车运行脉动力的确定
列车脉动力与列车速度、车型、声屏障位置、高度等因素有关，需根据工点具体情况逐一计算确定。通过与德国联合设计引进了准静力替代负荷公式、委托北京航空航天大学完成客运专线声屏障结构动力学性能模拟仿真分析，验证、解决了声屏障固有频率计算、脉动力检算问题。
计算和仿真分析表明，声屏障立柱根部受到的作用力和弯矩最大，必须采取有效措施保证声屏障立柱底部连接的强度和抗疲劳性能。２．２结构设计计算
依据列车运行脉动力影响的模拟仿真分析结果，结合高速铁路声屏障自身的构造要求、经济技术条件，在结构计算的基础上，以从提高连接安装结构的强度、连接部抗疲劳性能为出发点，我们提出了合理的声屏障单元跨度、立柱与桥梁遮板连接构造、立柱与单元板连接方式等接口及安装设计。
主体结构的强度（包括桥梁翼缘板、竖墙、遮板、立柱等）及构件的疲劳计算按桥梁设计规范计算，钢柱的挠度及螺栓、焊缝强度、路基段的基础按建筑设计规范计算。
荷载组合按以下三种工况进行分析：１）结构白重＋列车脉动力
２）结构白重＋列车脉动力＋风荷载（２５ｍ／ｓ）
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中国铁道学会环保委员会噪声振动学组年会交流论文集
岛速铁路插板式声Ｄ＃障口柱‘ｊ桥梁连接技术
３）结构自重＋风荷载（ｎ＝１００年）计算表明构件的疲劳检算控制构件结构。
３．
京津城际铁路声屏障立柱与桥梁连接技术
高速铁路插板式声屏障立柱与桥梁连接方式，如图１所示，主要包括桥梁遮板预留接口
与上部安装两部分。利用预埋在桥梁遮板内的Ｕ型高强度螺栓和上部的闹得牢防松垫圈及固定双螺母，将声屏障立柱底部焊接钢板与桥梁遮板固定连接，并通过在卢屏障立柱底部钢板上设置的浇注孔浇注流动砂浆使钢板以一Ｆ部件浇注成整体，桥梁遮板通过二次浇筑的竖墙与桥梁翼缘板连成一体，使高速铁路声屏障立柱与桥梁遮板连接坚固，抗疲劳性能强、耐久性高、安装方便、安全可靠。
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京沣城际桥梁卢屏障标准横断面如图２。
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５５
目４＃％＊《Ａ卢』Ｊ『＊ｔ牲’Ｊ桥粱墟接拉术
蝌２桥粱卢屏障横断面图
３．１．１桥粱遮扳形式
埘ｒ桥梁遮板，按照声屏障的构造要求需要增加尺寸，顶宽由原米般栏柑处的０
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３．１．２预埋连接件
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３．２安装部分
安装部分包括捌平螺母、弹性垫罔、卢屏障立¨底板、阉得牛（Ｎｏｒｄ］ｏｃｋ）防松垫圈、【月定以螺母和历浇注重力式流动砂浆。
卢肝障Ｈｌ“钢立Ｈ与底部钢扳来川坡ｎ蚪连接成齄体可以提高焊缝强度。
卢肝障立杵底部的焊接钢板通过Ｕ刑＾强艘螺栓与桥粱遮扳川定连接任一起，｛月定般螺ｑ在焊接钢板上面。。蝶栓紧Ⅲ，州定般螺母Ｆ面仃套往螺拴｝的防橙垫圈。口十Ｆ底部焊接
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商逮铁路插拉Ｅ声群障宅牲％桥梁《接技丰
钢板顶面与遮扳面齐甲，焊接钢板的下面设置谓甲螺母，调平螺母旋接在螺栓上，Ｈｊ于纠正
预埋螺栓的细微偏差．保持钢立柱的垂直度和焊接钢板横向、纵向的平面水平度。
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¨，悼。…腓，……¨．
目前，京津城际铁路已开通运营，测试表明声屏障结构的自振频率远大丁动车组气动力的激励频率；作用于声屏障的列车脉动力最大正压值≤０７０ＫＰＲ、最人负压值≤Ｏ６０ＫＰａ均
低于ｊ殳计值．声屏障位移最丈值≤０９４ｍｍ，在设计允许值范围内，声屏障的连接安装设计
是成功的。实战表明采用引进消化吸收再创新的设计思路可以快速提高我们的设计水平。
在交流中，我们还了解到日本新干线户屏障基本上结合桥梁防护栏建设．Ｈ钢柱与底部
现浇混凝土一起施工，桥粱主体施工时预埋直径１４的竖筋和直径１６的削以吲定Ｈ钢柱的钢筋，水平钢筋穿过Ｈ钢柱使钢柱固定在混凝土中，以承受上
部荷载。德国路基地段声屏障立柱与桩基础采用插入式连接，这不仅有利于防腐，而且也避免了国内常用的螺栓连接抗剪切
薄弱的不足．提高了立柱与基础连接的稳定性、耐久性。这些做法对于我们夸后不断改进卢屏障连接安装设计、进一步提高连接部的疲劳强度问题都是有益的启发。
中日＃逋学台Ｗ保委员套《声振动学Ⅲ年会变“【论立￥
５７