張維成，張學(xué)坤，姜海軍，王京保，樊慶春

（1.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 環(huán)境與航務(wù)工程設(shè)計(jì)研究院，北京 102600；2.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 橋梁設(shè)計(jì)研究院，北京 102600；3.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 電化通號設(shè)計(jì)研究院，北京 102600；4.中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司 寧夏工程建設(shè)指揮部，寧夏 銀川 750021）

1 概述

為滿足鐵路建設(shè)需要，根據(jù)《鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)管理辦法》(鐵建設(shè)〔2004〕146號)的規(guī)定，鐵路組織完成了時速250 km和350 km客運(yùn)專線鐵路路基、橋梁插板式聲屏障通用參考圖的編制工作，并于2018年11月發(fā)布實(shí)施[1-3]，系統(tǒng)解決了長期以來路基、橋梁工程中聲屏障與接觸網(wǎng)相互干擾的問題[4]。在進(jìn)行西北地區(qū)鐵路橋梁段聲屏障建設(shè)中發(fā)現(xiàn)，由于橋梁聲屏障通用圖H型鋼立柱中心線間距一般不大于2 000 mm，單元板長為1 960 mm，聲屏障H鋼基礎(chǔ)在線路方向的長度為350 mm，因而H鋼基座沿線路方向有效空間為1 650 mm，接觸網(wǎng)基座帶墜砣時沿線路方向占用有效空間約為1 850 mm，理論上現(xiàn)有橋梁段聲屏障H鋼基座與接觸網(wǎng)及相關(guān)設(shè)施存在相互干擾的可能。

在南方地區(qū)，由于溫差變化相對較小使接觸網(wǎng)墜砣下降行程變化有限，一般情況下不會產(chǎn)生干擾，亦不會對行車安全產(chǎn)生影響，但在溫差較大的西北地區(qū)，橋梁聲屏障基礎(chǔ)與接觸網(wǎng)下錨拉線、墜砣及隔離開關(guān)操作箱可能會產(chǎn)生干擾，基礎(chǔ)會限制接觸網(wǎng)墜砣下降至橋面極限狀態(tài)的情況。本文研究了現(xiàn)有金屬聲屏障單元板加長至2 260 mm、加筋亞克力通透板、加寬聲屏障H鋼翼緣并焊接腹板3種情況。經(jīng)分析，通用金屬聲屏障板材加長方案由于板材受力檢算受控因素較多而存在一定的不確定性，在無試驗(yàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下不建議選用，其余2種方案理論可解決上述干擾問題。

鐵路聲屏障是建于鐵道線路兩側(cè)用以降低列車運(yùn)行噪聲對聲環(huán)境產(chǎn)生影響的構(gòu)筑物[5]。根據(jù)《時速250公里、350公里高速鐵路橋梁插板式金屬聲屏障安裝圖》(通環(huán)(2018)8323)的要求，聲屏障H型鋼立柱中心線間距不得大于2 000 mm，單元板長度為1 960 mm，橋梁地段接觸網(wǎng)基礎(chǔ)位于橋梁遮板內(nèi)側(cè)，一般橋梁段50 m設(shè)置1根接觸網(wǎng)桿，接觸網(wǎng)支柱的布置需要考慮與聲屏障H鋼基座的關(guān)系。聲屏障、接觸網(wǎng)及墜砣平面設(shè)計(jì)如圖1和圖2所示。

圖1 一般橋梁段聲屏障平面設(shè)計(jì)圖(單位：mm)

圖2 接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)及墜砣平面設(shè)計(jì)圖(單位：mm)

2 接觸網(wǎng)墜砣與聲屏障基礎(chǔ)避讓措施研究

2.1 采用加長通透性隔聲板避讓措施

為有效落實(shí)繞避措施，將插板式聲屏障單元板由鋁合金復(fù)合吸聲板調(diào)整為通透隔聲板，通透隔聲板規(guī)格為2 260 mm×1 000 mm×20 mm(長×寬×厚)。通透隔聲板采用厚度不小于20 mm的加筋亞克力板，具有防撞擊、防破損保護(hù)措施，通透隔聲板設(shè)置防鳥撞擊標(biāo)志，四周均需加鋁合金框，由于受力結(jié)構(gòu)基本為四周鋁合金框圍合結(jié)構(gòu)，經(jīng)測算在一般風(fēng)速地區(qū)工況下，通透板整體性能符合《鐵路聲屏障聲學(xué)構(gòu)件》(TB/T 3122—2019)要求，但宜根據(jù)情況加厚鋁合金型材。通透隔聲板與鋁合金框間設(shè)墊橡膠條，鋁合金框的抗疲勞及其他力學(xué)性能同鋁合金復(fù)合吸聲板，金屬框的表面要求光滑、無明顯缺陷，質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，使用年限不應(yīng)小于25年，防腐年限不小于25年，鋁合金框與H型鋼立柱間采用插入式柔性連接，通透隔聲板與接觸網(wǎng)基礎(chǔ)及墜砣位置關(guān)系如圖3所示。

2.2 采用加寬聲屏障H鋼翼緣并焊接腹板避讓措施

采用加寬聲屏障H鋼翼緣并焊接腹板的避讓措施需對有接觸網(wǎng)下錨、隔離開關(guān)安裝位置的聲屏障H型鋼立柱等進(jìn)行局部調(diào)整，避免與接觸網(wǎng)墜砣、下錨拉線及隔離開關(guān)操作箱干擾。對接觸網(wǎng)下錨支柱順線路方向橋梁區(qū)段聲屏障H型鋼立柱應(yīng)避開接觸網(wǎng)下錨支柱基礎(chǔ)，即以基礎(chǔ)中心為起點(diǎn)，下錨方向(墜坨側(cè))1 350 mm、非下錨方向500 mm范圍內(nèi)。豎直方向，以支柱中心為起點(diǎn)，下錨方向1 350 mm范圍內(nèi)，豎墻不加高，與接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)面平齊，接觸網(wǎng)下錨支柱處與聲屏障相對位置關(guān)系示意如圖4所示。異形柱加焊鋼立柱腹板、翼緣板厚度同HW175型鋼，寬度為140 mm。HW175×175型鋼立柱與加焊鋼立柱滿焊，并應(yīng)在廠內(nèi)整體進(jìn)行熱鍍鋅防腐處理，H鋼頂部加蓋扣板，聲屏障單元板規(guī)格可保持不變，即單塊單元板規(guī)格仍為1 960 mm×500 mm×140 mm。

圖3 加長通透性隔聲板與接觸網(wǎng)基礎(chǔ)及墜砣位置關(guān)系

圖4 H鋼立柱加寬方案接觸網(wǎng)下錨支柱處與聲屏障位置關(guān)系

2.3 橋梁遮板聲屏障預(yù)制基礎(chǔ)調(diào)整方案

為避免墜砣與豎墻、遮板和聲屏障基礎(chǔ)預(yù)埋件沖突，加長亞克力板避讓措施和加寬聲屏障H鋼翼緣并焊接腹板避讓措施均需調(diào)整H型鋼立柱位置，采取的方案一致，即墜砣范圍內(nèi)豎墻A3c高度調(diào)整至412 cm，與接觸網(wǎng)基礎(chǔ)同高，墜砣和接觸網(wǎng)基礎(chǔ)范圍內(nèi)遮板H5a、H5b、H5c、H5d、H5e橫向?qū)挾冉y(tǒng)一為250 cm。采用加長通透隔聲板材料時H型鋼立柱位置的調(diào)整方案與H鋼翼緣并焊接腹板避讓措施方案一致。施工時應(yīng)注意墜砣和拉線基礎(chǔ)不得位于接觸網(wǎng)立柱同側(cè)，對原通用圖接觸網(wǎng)立柱兩側(cè)各兩塊遮板尺寸進(jìn)行調(diào)整。由于調(diào)整后接觸立柱位置不在遮板交接處，故墜砣在跨中側(cè)和梁端側(cè)遮板和豎墻布置不同，具體如圖5至圖10所示。

3 結(jié)論

現(xiàn)有金屬聲屏障單元板從1 960 mm加長至2 260 mm、采用加長加筋通透亞克力隔聲板、加焊H型鋼立柱3種方案進(jìn)行研究。結(jié)果表明：現(xiàn)有金屬聲屏障單元板從1 960 mm加長至2 260 mm方案力學(xué)特性需進(jìn)一步開展試驗(yàn)研究，存在一定不確定性，其余2個方案均可以解決溫差變化較大地區(qū)橋梁段接觸網(wǎng)墜砣與聲屏障H鋼基礎(chǔ)的干擾問題。

（1）現(xiàn)有金屬聲屏障單元板從1 960 mm加長至2 260 mm方案，因板材受力檢算受控因素較多，存在一定不確定性，在無試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的情況下不建議選用。

（2）采用加筋亞克力通透板方案，單元板材料撓度、抗力等可通過加強(qiáng)鋁合金框厚度等滿足受力要求，但會增強(qiáng)聲屏障單元板的異質(zhì)性而影響其整體景觀效果，同時大量隔聲板的使用會降低聲屏障降噪效果，不利于鐵路噪聲的控制，但局部使用影響可控。

（3）采用加寬聲屏障H鋼翼緣并焊接腹板的方案可維持聲屏障單元板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，未改變原聲屏障單元板的長度和氣動力布局，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度未降低，安全性能有保障，技術(shù)經(jīng)濟(jì)上有一定優(yōu)勢，可作為解決溫差變化較大地區(qū)橋梁段接觸網(wǎng)墜砣與聲屏障H鋼基礎(chǔ)干擾的推薦方案。

綜上，橋梁遮板埋設(shè)聲屏障基礎(chǔ)時需要充分考慮接觸網(wǎng)支柱，特別是帶墜砣的接觸網(wǎng)支柱及拉線基礎(chǔ)處的布置形式等綜合性影響。研究提出加寬聲屏障H鋼翼緣并焊接腹板的方案存在部分翼緣懸空及螺栓被占壓問題，異形立柱安裝需預(yù)留孔窗，后續(xù)將根據(jù)相關(guān)項(xiàng)目應(yīng)用及運(yùn)營檢驗(yàn)等予以進(jìn)一步優(yōu)化。

圖5 拉線基礎(chǔ)位于橋梁中側(cè)遮板聲屏障基礎(chǔ)布置(單位：mm)

圖6 拉線基礎(chǔ)靠近橋梁端側(cè)遮板聲屏障基礎(chǔ)布置(單位：mm)

圖7 A-A斷面(單位：mm)

圖8 B-B斷面(單位：mm)

圖9 C-C斷面(單位：mm)

圖10 D-D斷面(單位：mm)