在建城际铁路桥梁增设全封闭声屏障方案研究

李佳佳

摘要：通过在建城际铁路桥梁建设设置全封闭声屏障方案进行研究，其防腐性能、抗风稳定性、减噪性能、几何适应性、景观效果几方面综合分析桥梁建设的备选方案，通过数据分析得出全封闭声屏障为最佳推荐方案。 由于全封闭声屏障所遭受到列车气动力与列车的風荷载产生共同作用，因此声屏障感受荷载通过声屏障立柱作用与桥梁结构相关。分析出增设全封闭声屏障和梁体纵向受力、梁体抗倾覆的稳定性、桥梁设计荷载、梁体翼缘板受力、梁体支反力、桥梁下部结构受力等几种因素相关，同时提出对应的解决方案和外覆式全封闭声屏障的养护建议供行业参考。

关键词：城际铁路;桥梁;全封闭声屏障;养护措施

1.工程概况

广州—佛山环城际铁路 （简称广佛城际） 的佛山西站—广州南站段位于广州市和佛山市境内，未来将为沿线居民提供更方便快捷的出行方式。在建期间，地方政府提出某城际高架车站区域结合地铁项目需进行TOD开发，周边规划有居民区、办公区、商业区等。这种开发模式可以使公共交通的使用最大化，但同时为了提升周围土地价值和改善人居环境，需降低轨道测试，分析主要噪声来源，结合实测资料对声屏障减噪效果进行评价， 分析考虑列车-轨道-桥梁和声屏障共同作用下高速铁路半封闭式声屏障的动力响应。

2.声屏障方案比选

2.1 方案概况

常用声屏障有3种结构：全封闭声屏障、半封闭声屏障和直立式声屏障，其中全封闭和半封闭声屏障又分为外覆式全（半）封闭、插入式全（半）封闭和折臂式全（半）封闭声屏障。结合建筑限界、声屏障结构形式和材料等，提出以下3种全封闭声屏障方案：

（1） 方案1：外覆式全封闭声屏障。高度约9.7 m，采用底部吸声板+中间透光板+上部吸声板+顶部透光板形式，从内往外分别由铝镁合金板、铝方管龙骨、玻璃布+镀锌钢丝网、吸音棉和屋面板组成。

（2） 方案 2：圆弧形插入式全封闭声屏障。高度不透光板形式，主要由吸声板、隔声板 （夹层玻璃、聚碳酸酯板）、立柱、连接件等组成。

（3） 方案 3：折顶形插入式全封闭声屏障。高度9.0 m，采用底部吸声板+中间透光板+上部吸声板+顶部透光板或吸声板形式，主要由吸声板、隔声板 （夹层玻璃、聚碳酸酯板）、立柱、连接件等组成。

2. 2 方案比较及推荐

从减噪性能、防腐性能、几何适应性、抗风稳定性、景观效果等各方面对 3 种方案进行综合比选 （见表 1），确定该项工程宜采用方案 1：外覆式全封闭声屏障。

3 在建桥梁结构影响分析

3. 1 分析基础

广佛城际主要技术标准：铁路等级为城际铁路;正线数目为双线;速度目标值为200 km/h;正线间距4.4 m;轨道为无砟轨道;设计荷载为ZC荷载;地震峰值加速度为0.1g。施工现场为配合研究 TOD 开发方案，该段桥梁工程未施工。按照外覆式全封闭声屏障方案，参考本段桥梁结构施工图设计方案进行影响分析。

3. 2 影响分析

3. 2. 1 梁体设计荷载

梁体设置外覆式全封闭声屏障，设计风速 60 m/s;声屏障骨架采用门形钢架（钢架跨度14.2 m，纵向间距2 m），钢架柱脚按刚性柱脚设计，由此引起梁体外荷在变化：二期恒载。按全封闭声屏障结构方案，结构二期恒载由原设计142 kN/m增加为172 kN/m。声屏障荷载。

3. 2. 2 梁体纵向受力

设置全封闭声屏障结构后，梁体承受的二期恒载 增加 21.1%，需对预应力钢束布置进行调整，经检算，主要设计指标见表2

3. 2. 3 梁体翼缘板受力

声屏障立柱间距2 m，声屏障荷载通过立柱传递到梁体，在立柱处取横向1 m板进行翼缘板受力分析。列车气动力分正在和负压，对翼缘板的弯矩作用方向相反，故分别按仅考虑列车气动力、考虑列车气动力与风荷载同时作用的工况进行分析。

4. 结束语

基于在建广佛城际铁路桥梁工程现状，对部分桥梁段落增设全包式声屏障方案进行比选，推荐采用外覆式全封闭声屏障方案。本线设计批复的声屏障结果 检算风速为60 m/s，桥梁采用全封闭式声屏障对结构受力影响较大，按施工图设计及施工现状提出了结构补强措施。针对桥梁全封闭式声屏障结构特点，提出其运营养护措施建议。

参考文献

[1]李小珍，赵秋晨，张迅，等. 高速铁路半封闭式声屏障降噪效果测试与分析[J]. 西南交通大学学报，2018（4）：661-669.

[2]王少林. 考虑列车-轨道-桥梁/声屏障相互作用的高速铁路半封闭式声屏障动力响应分析[J]. 铁道标准设计，2017（1）：149-153.