高速铁路半封闭声屏障螺栓病害及整治措施

李 波，郑余良，邱敏奇

(上海铁路局 杭州工务段，杭州 310009)

高速铁路半封闭声屏障螺栓病害及整治措施

李 波，郑余良，邱敏奇

(上海铁路局 杭州工务段，杭州 310009)

根据杭长高铁运营过程中发现的半封闭声屏障螺栓问题，介绍了半封闭声屏障螺栓常见的病害及其产生的原因。结合半封闭声屏障螺栓病害整治的实践经验，探索半封闭声屏障螺栓病害整治方法。采用了吊篮和特制小车上搭设脚手架的施工方法，对半封闭声屏障螺栓病害进行了整治，提高了施工的安全性和灵活性，缩短了施工工期,为今后半封闭声屏障养修及病害整治提供借鉴。

高铁铁路；声屏障；螺栓；病害

声屏障是解决高速铁路沿线噪声问题的有效设施之一。目前声屏障常用的结构形式为直立式、折角式，此外还有倒L型、顶部干涉型、内倾型、半封闭型等[1]。随着我国高速铁路的发展，声屏障也将被广泛应用[2]。为确保高速铁路的行车安全，声屏障设施应完好、结构安全[3]。然而，因设计缺陷或施工质量不达标，以及声屏障使用过程中外界环境的影响，声屏障的病害不断出现。本文以杭长高铁半封闭声屏障螺栓整治为背景，介绍半封闭声屏障螺栓病害的整治方法，为同类病害整治提供经验参考。

1 半封闭声屏障概况

杭长高铁金华枢纽，由于地方环境保护需要，建有总长1510m半封闭式声屏障，其中建在桥上有928m，路基上有582m。杭长高铁里程为K317+520～319+960，设三段断续分布。主体采用共 758榀300×300毫米H型钢组成门字形主钢架，主榀间采用80×80×1960 mm钢方管作系杆，共有16档(路基地段18档)，上行有屏体侧4档，下行无屏体侧3档，顶部9档，方管系杆与H型钢主架间采用M10×110螺栓连接。

2 半封闭声屏障螺栓病害及原因

随着杭长高铁开通运营，在高铁列车的高频震动、气候的变化以及施工等的综合影响下，主要产生了螺栓缺少、松动、锈蚀三种病害，其中缺少病害中包含无孔与松脱两种情况。

(1)螺栓缺少。此类病害数量相对较少，但危害极大，一旦两端均松脱后，对系杆缺少固定，极易造成掉杆安全隐患。此类病害多分布于半封闭声屏障下行无屏体的主榀上部第3～4档处。

(2)螺栓松动。此类病害带有普遍性，在半封闭声屏障的两侧及顶部均有发现，且多发生在栓孔偏大、缺少平垫圈以及施工偏差处所。

(3)螺栓锈蚀。此类病害主要由于施工时，未按设计要求采用防锈螺栓、防锈垫圈和螺母，发现部位多在主榀顶部的节点高强螺栓。

由于高铁半封闭声屏障项目尚无相应使用维护经验，仅根据发现的病害状态及设计和施工单位提供的资料，初步分析产生的原因如下：

(1)螺栓防松措施不到位。采用热浸锌的M10×110细长螺栓固定80×80方管系杆，由于螺栓公差配合较大，栓杆较长，结构上容易产生松动，再加上没有采用双螺母或开口销等防松措施，这样的螺栓固定方式，在结构上埋下了容易松脱的隐患。

(2)施工质量不良。从初步检查情况看，施工方对主榀和系杆的固定孔加工偏大，影响紧固效果；螺栓采用上穿式，一旦松脱，极易掉杆；弹簧垫圈缺平垫圈，造成无效防松。至于螺栓锈蚀问题，施工过程中未按设计采用防腐螺栓。

(3)高速列车运行影响。由于高速通过列车所产生的震动和气压作用，加速了螺栓产生松动的趋势。

3 半封闭声屏障整治方案

3.1 主要工程内容及数量

3.1.1 主要工程内容

声屏障系统主要包括声屏障单元板、H型钢立柱、固定限位板和活动限位板及相应的连接方钢管等，声屏障总高度为8 m。本次工程主要是对半封闭声屏障立柱顶壁、侧壁方钢管进行加强加固。具体加固方案如下：将既有螺栓卸下，将新设计的螺杆M10穿过M12加厚平垫圈、方钢管、既有角钢、M12加厚平垫圈、弹簧垫圈后拧紧双螺母至规定扭力矩(采用8.8级高强度螺栓，预紧力为22kN)，将开口销插入螺栓尾部孔内后板开。

3.1.2 主要工程数量

声屏障门式钢架立柱间距2m，分路基段和桥梁段两部分。

桥梁段声屏障门式钢架共468榀，侧壁方钢管连接螺栓共7组，顶壁方钢管连接螺栓共9组，侧壁和顶壁共计16组，每组4个连接螺栓，桥梁段需更换螺栓29952套。

路基段声屏障门式钢架共290榀，侧壁方钢管连接螺栓共7组，顶壁方钢管连接螺栓共11组，侧壁和顶壁共计18组，每组4个连接螺栓，桥梁段需更换螺栓20880套。

本次工程施工需更换螺栓共计：29952套+20880套=50832套。

3.2 施工单元划分

由于半封闭声屏障存在封闭侧和未封闭侧，根据现场实际情况，将半封闭声屏障分为4个施工单元，如图1。

图1 施工单位划分

3.3 施工方法

(1)第一单元施工方法：在接触网停电状态下，作业人员通过7m铝合金伸缩爬梯携带特制工作吊篮到达螺栓更换位置，将工作吊篮两挂钩分别挂于H型钢柱两侧方钢上，待吊篮悬挂牢固后，作业人员进入吊篮进行螺栓更换。

(2)第二单元施工方法：在接触网停电状态下，作业人员采用9m铝合金伸缩爬梯，其它工具和施工方法与第一单元相同。

(3)第三单元施工方法：在接触网停电状态下，通过12m铝合金伸缩爬梯将人、吊篮及其它工具送至门式钢架H型钢横梁顶部，将吊篮挂于门式钢架H型钢横梁上并确保悬挂牢固后，人站于吊篮内进行螺栓更换。

(4)第四单元施工方法：在靠近未封闭侧，在接触网停电状态下，通过12m铝合金伸缩爬梯将人、吊篮及其它工具送至门式钢架H型钢横梁顶部，将2个特制的可以横移的吊篮组装成一个整体在H型钢横梁上横移进行螺栓更换。在靠近封闭侧，采用特制的、可在钢轨上移动的小车上搭设脚手架，人员站在脚手架上进行更换螺栓施工。

3.4 材料与设备

主要材料和施工机具见表1、表2。

表1 主要材料

表2 主要施工机具配置表

3.5 劳力组织

科学合理的的劳力安排可以有效提高施工的工效和质量。劳动力安排要结合施工工期和施工设备，充分发挥人机效能。具体劳动力组织见表3。

表3 劳动力组织

3.6 安全注意事项

(1)整个施工作业过程中，严格贯彻“安全第一、预防为主”的方针。

(2)进入高铁通道门之前严格执行“双命令”制度，并做好人员、机具、材料的“三确认”工作，封锁开始后方准开启通道门。

(3)上道后，在接触网接地线未挂好、未得到允许施工信号前，梯子必须保持水平状态，并与接触网保持2米以上的安全距离。

(4)作业人员必须听从施工负责人的命令，分工明确，协调配合。

(5)利用梯子和挂篮作业时要扶牢、站稳，高度超过2米作业时，必须佩带安全带。

(6)现场作业时，做到工完料清；下道后，做好人员、机具、材料的“三确认”工作，确保工具、材料无遗漏。

4 结 语

高速铁路半封闭声屏障螺栓更换施工工作量大、施工难度大、安全风险大、工期紧。本次施工中创造性的采用吊篮、小车上脚手架搭设的施工方法，提高了施工的安全性和灵活性，加快了施工进度，仅用了1个月时间对1.51 km的半封闭声屏障的螺栓进行了更换，减小了施工对日常检修的影响。通过对半封闭螺栓的更换工作，解决了螺栓和系杆脱落问题，提高了高速行车的安全性，为类似声屏障的整治提供现场经验。

[1]秦建成.高速铁路声屏障[J].环境工程,2009,27(6):115-117.

[2]康健.高速列车脉动压力作用下声屏障的强度与疲劳性能分析[D].成都：西南交通大学,2015.

[3]尹皓，李晏良，刘兰华,等.高速铁路声屏障检查维护方法探讨[J].铁路节能环保与安全卫生，2015，5(6):243-246.

Diseases and Treatment in Semi-closed Sound Barrier Bolt of High Speed Railway

LI Bo，ZHENG Yu-liang，QIU Min-qi

(Hangzhou Permanent Way District Shanghai Railway Administration,Hangzhou 310009，China)

According to the problems of semi-closed sound barrier bolt in the operation process of Hang-Chang High-speed Railway, introduces the common diseases of semi-closed sound barrier bolt and the causes of the disease. Based on the practice experience of the disease control of semi-closed sound barrier bolt, explore the method of repairing the disease of semi-closed sound barrie bolt. Used the construction method by the basket and scaffold which setted up on the special car, treated the the disease of semi-closed sound barrier bolt. This method improve the safety and flexibility of construction, Shorten the construction period,and provide reference formaintenance and disease treatment of semi-closed sound barrier in the future.

high-speed railway ; sound barrier ; bolt; disease; treatment

2016-11-28

李 波(1986-)，男，浙江杭州人，工程师，硕士，E-mail: 510090772 @qq.com。

U238；TU112.59

A

10.3969/j.issn.1671-234X.2016.04.007

1671-234X(2016)04-0035-03