路基声屏障吸声板简易吊装支架的设计与应用

晏雄成

(中铁六局集团桥隧分公司，北京 100036)

随着铁路建设水平的不断提高，铁路运营对周边环境产生的影响越来越被人们关注，为降低铁路运营噪声对周边环境产生的影响，采用声屏障措施降低火车运营产生的噪声。目前，国内铁路声屏障设计类型多样，吸声板种类繁多。

1 工程概况

昆明枢纽铁路既有昆阳支线为单线非电气化铁路，全长39．3 km，设计时速为60 km/h，改造后为双线电气化无缝线路，设计时速为120 km/h。由于新建铁路基本与既有铁路并行，且沿线村镇企业密集，与铁路距离较近，改造设计时考虑行车噪声对沿线居民影响，沿线设置路基声屏障共计6．7 km。其中，吸声式声屏障6．2 km，隔声式0．5 km。路基声屏障为直壁式，分为吸、隔声声屏障两种，设置于线路外侧路肩处，并与线路平行，其内缘距轨道中心4．2 m。声屏障共分为桩基础、连续地梁、墙身立柱、声屏障屏体、顶梁、吸声板及涂面7部分。桩基础采用钢筋混凝土圆桩结构，直径1 m，桩长6 m，桩间距6 m;连续地梁断面尺寸为40 cm×50 cm，立柱尺寸为30 cm×30 cm，立柱间距3．0 m;顶梁尺寸24 cm×20 cm;桩基、立柱、连续地梁、顶梁均为C30钢筋混凝土结构，声屏障高为路肩以上3．02 m。连续地梁及顶梁每33m长设置一个变形缝。声屏障屏体位于路肩连续地梁上，采用240 mm砖砌体，屏体砌筑采用MU10普通砖、M10混合砂浆砌筑，1∶2水泥砂浆抹面。以立柱间距为一个施工单元，每个施工单元安装珍珠岩陶粒吸声板5块，单块吸声板结构尺寸为75 mm×500 mm×3 000 mm，单块重量为150 kg。具体形式见图1。

2 吸声板吊装支架的设计

2．1 模型制作

支架呈梯形结构，主杆采用两根壁厚3．5 mm直径42 mm无缝钢管作为主要受力杆件，每根钢管长3．46 m，顶部采用两根0．4 m长直径42 mm斜向钢管及角钢斜撑在已施工完毕的钢筋混凝土顶梁上，使支架受力传递至地面及顶梁。两根主杆采用5根直径42 mm无缝钢管进行横向连接，钢管连接处采用焊接牢固，顶部横向钢管伸出主杆两侧各25 cm，端头处焊接斜向钢管，斜向钢管端头焊接角钢，在斜向钢管与主杆间采用直径22 mm螺纹钢筋进行加强;为防止地面不平，影响支架稳定，底部采用可调支腿与主杆进行焊接。为确保吸声板吊装空间及支架稳定，确保机具不侵入行车界限，支架主杆与地面呈75°角，距线路中心距离为3 m。

图1 路基声屏障

电动卷扬机固定在最下部两根横杆之间，为便于人员操作及电动卷扬机固定，下部两根横梁距地面高度分别为1．1 m，1．35 m，上部三根横杆中部安装定滑轮对悬吊钢丝绳进行定位。钢丝绳与吸声板间采用横向吊杆、U形件及插杆进行连接，横向吊杆采用直径42 mm无缝钢管制成;U形件采用直径20 mm U形螺栓制作，内部宽度9 m，保证吸声板放入，顶部与横向钢管在内弯处焊接，U形件端部制成圆形孔口，插杆采用直径10 mm螺栓，见图2。

图2 吸声板安装支架

2．2 支架材料

支架材料规格见表1。

表1 支架材料规格表

3 吸声板吊装支架的应用

1)施工准备。声屏障抹面施工完毕后方可进行吸声板安装，安装前需对墙体高度、抹面平整度及连续地梁平整度进行检查，对墙体抹面及连系地梁顶部不平处进行砂浆找平或采用手持砂轮进行打磨。在待安装墙体上做出安装长度标识，将吸声板放置于待安装墙体安装侧，且不能影响吸声板安装支架的放置，防止二次搬运。

2)吸声板安装。a．安装顺序。连续声屏障吸声板以墙体一侧端头为准逐步向另一侧按顺序进行施工，每个单元吸声板施工完毕后采用人工将安装支架移至下一施工单元进行施工。每个单元吸声板由下至上进行逐块安装，上部吸声板与下部吸声板贴合紧密，使吸声板重量逐步向下传递至连系地梁顶部。b．吸声板吊装。由吊装人员将吸声板插入U形件内，并将吸声板膨胀螺栓安装孔与U形件插孔口对准，将10螺栓插件插入U形件插孔与吸声板安装孔。c．吸声板固定。吸声板吊运至安装高度后，由施工人员手扶至安装位置，拔出吊装插件。司钻工对准吸声板安装孔进行钻孔，钻孔过程中保证钻杆垂直于墙体及吸声板，钻孔至设计深度后，电锤反复冲孔2次，以清除孔内杂物，安装紧固膨胀螺栓。对由于膨胀螺栓不能安放至设计深度的，采用手锤轻轻打入，若不能打入，则需拔出进行二次钻孔或扩孔。声屏障下单元最下部2块吸声板，施工人员可直接站在地面进行安装，上部3块吸声板由于高度较高，为便于人员安装，设置人工作业台架。作业台架由φ22圆钢及φ16螺纹钢筋弯制、焊接而成，上铺7 cm厚木板，见图3。

图3 人工作业台架平面图

3)人员配置。每个吊装支架配备共7名施工人员，其中吸声板吊装2人，司钻2人，安装膨胀螺栓2人，卷扬机操作工1人。

4 安全质量控制

1)对施工人员进行既有线施工培训，培训合格后方可上岗，进场前对施工人员进行安全技术交底。2)为高处作业施工人员配备安全带，卷扬机由专业人员操作;为防止联电，电动卷扬机与安装支架横杆间采用绝缘垫绝缘，电动机设置接地。3)为防止施工过程中机具侵限，在施工点两侧安排防护人员进行防护并配备相应安全防护用品，在铁路侧拉设警示带。4)对支架各杆件进行检查，确保杆件完好无裂纹、防止严重锈蚀等，焊接必须牢固，无砂眼、假焊现象。5)严格控制吸声板吊装速度，钻孔需垂直于吸声板安装孔进行钻进，防止吊装及钻孔损坏吸声板。

5 实施效果

对采用自行设计简易吊装支架吸声板安装效果进行检查，并与采用人工抬装从安装速度、安装人员以及吸声板损坏率方面进行了对比，具体如表2所示。

表2 人工安装与支架吊装对比表

6 结语

昆明枢纽项目吸声式声屏障共计6．2 km，安装吸声板1万多块，采用自行设计简易吊装支架进行施工，加快了安装速度，降低了施工成本，降低了吸声板损坏率，安装质量全部达到设计要求。