高速铁路风、声屏障施工技术

高速铁路风屏障施工技术浅析

王中亚，杨杰，王峥岩

（中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610066）

摘要：风屏障作为新工艺、新技术首次在京沪高铁中应用，笔者从风屏障施工技术要点、施工难点、质量控制方面进行了分析和探讨。

关键词：风屏障；拉拔检测；预紧力；工艺；

1概述

京沪高速铁路设计时速为350km/h，正线全长1318km，是目前全国乃至世界第一条真正的高速铁路，标志着中国正跨入引领世界的“高铁时代”。京沪高铁作为目前时速最快的铁路，有着许多新标准、新工艺、新技术。为了防止动力机车在高速运行中风力对机车产生较大的影响而设置风屏障。风屏障作为新工艺、新技术首次在京沪高铁中应用，笔者从风屏障施工技术要点、施工难点、质量控制方面进行了分析和探讨，为类似高速铁路风屏障施工提供了参考和借鉴。

2结构形式

桥梁、路基风屏障均采用金属插板式结构，主要由立柱和单元板组成。立柱为使用螺栓加强型H型钢立柱，单元板为铝合金复合吸声板（两侧及底部附带单管橡胶垫及解耦装置）。路基位置设置型式为：2.95m（距轨顶2.05m），≤2m为一组，每组由6块单元板组成；桥梁位置设置型式为：1.93m（距轨顶1.7m），≤2m为一组，每组由4块单元板组成。

3施工工艺及方法

3.1施工准备

3.1.1螺栓拉拔检测

为了保证风屏障抗风能力及施工质量并防止机车在高速运行中产生气流、气压对屏障结构造成影响，设计要求风屏障施加预紧力为100KN，在风屏障立柱施工前需对植筋螺栓进行拉拔检测，用扭矩力校核预紧力。根据《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》的扭力与扭矩的关系T=K*P*D=0.15*100KN/m*24mm=360N/m，式中T为扭矩力值；K为高强螺栓连接副的扭矩系数平均值,根据材料进场说明，取0.15；P为预紧力；d为螺栓直径。

检测采取随机抽样等方法，抽取数量按每批锚栓总数的1/1000计算，且不少于3根。根据JGJ145-2004《混凝土后锚固技术规程》要求，对于一般结构及非结构构件，可采用非破坏性检验；非破坏性检验荷载下，以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象，且2min持荷期间荷载降低不大于5%时为合格。当非破坏性检验为不合格时，应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。直致检测达到要求后方可进行下道工序施工。

3.1.2施工现场准备

风屏障上部结构安装施工前，应对螺栓进行清理、并去除保护膜，仔细核查螺栓位置、间距是否合适（立柱基础间距不允许＞2m），若不合适需按要求重新植螺栓。施工前材料应运至现场相应位置。在材料吊装过程中，需特别注意，不得碰撞其它物件，小心轻放，以防止掉漆及材料变形而影响安装。

图3 风屏障安装效果图 3.2施工方法

3.2.1安装H 型钢立柱

H 型钢立柱由厂家统一供应并运送至施工现场，采用汽车吊吊运至桥面或路基面，然后由人工配合小型吊装设备安装。安装前需对基础面高程测量检测，对于局部标高不合适位置需进行凿平处理。安装时，先将桥梁每片梁（路基约30m 为一段）两端的立柱顶部高程调至设计高程，过程中须随时检查立柱的垂直度，如有超限及时调整。再采用拉线法控制其他H 型钢立柱顶部高程及整体线型。

3.2.2浇筑重力式砂浆

重力式砂浆拌制时按C:W=1：0.15；水料比为0.15控制。施工时先用自制小模板对立柱周边进行封堵，再洒水湿润柱槽，然后用自制扩大口从立柱预留孔灌入重力砂浆，至另一侧有砂浆溢出为止。灌注时，应用碎布对立柱孔口及周边位置进行覆盖，以免砂浆外流污染立柱。待砂浆接近初凝时将表面多余的砂浆刮掉，抹平、压光。

3.2.3螺栓紧固

待重力式砂浆满足10天养护龄期才能对螺栓施加预紧力。施工时采用1000N · M 的扭矩扳手施加预紧力，且对螺栓现场进行标定，确保立柱底部螺丝预紧力达到100KN 的设计要求，顶面螺栓拧紧即可。

3.2.4单元板安装

单元板采用插装方式安装。先用汽车吊将

单元板吊运至桥面或路基面，然后人工安装。安

装前，在安装区段根据单元板高度在立柱外侧挂

水平控制线，确保安装完成之后，单元板美观、

整齐。安装时，按照出厂编号由上往下、两端对

称逐块插入。 效果见附图。

3.2.5综合接地

风屏障需设置接地，接地分为单元板接地和

立柱接地，接地安装后并入铁路贯通接地系统。

立柱接地在桥梁位置设置时可采用原有单

元板底部封堵槽钢+小钢板形式，并在桥头端头将立

柱与原预埋接地端子连接。路基位置设置时，采用

2087*50*4mm 的扁钢接地，扁钢布置在最上面一块单元板顶上，伸入H 型钢50mm

并与型钢

图1 立柱安装示意图

图2 立柱安装效果图

腹板紧贴，每隔500mm 采用M6自攻螺栓固定，每隔50m 左右采用接地电缆就近接入附近的接地端子。

单元板接地采用50mm2的铜导线连接相邻屏障板，采用M8T 型螺栓加（板上开孔）内、外双垫片进行固定。桥梁风屏障最下面一块单元板的50mm2铜导线接入H 型钢立柱连接螺栓的两螺母间；路基风屏障最上面一块单元板的50mm2铜导线与H 型钢立柱上部或扁钢连接。

3.3施工技术要点及特殊位置处理

3.3.1地脚螺栓校正

安装立柱前须对地脚螺栓逐一进行校正、调直。严禁采用重物打击式进行调整。

3.3.2立柱安装

立柱安装前应先检查复测安装区段混凝土顶面标高，局部标高不合适须进行处理。处理完成后，通过调平螺母调整、确定立柱法兰钢板顶面标高，进行粗调。否则将会引起上部单元板安装不顺直，立柱两边单元板标高不一致。粗调完成后，采用水平尺、吊线锤进行精调、固定。连续梁立柱安装时，因存在位移，在连续梁活动支座端应设置特殊立柱，立柱翼缘板

需加长处理以便满足连续梁位移要求。加长长度计算公式：L=I*10-5*30*I(I 为梁长）,此位

置立柱长度应为L+原立柱长度，确保梁端处金属板不顶死，不脱落（插入量不小于40mm)。

3.3.3特殊位置设置及处理

（1）接触网位置与单元板干扰情况

由于设计在此位置预留间隙过小，且接触网基础施工时容易产生较大偏差，导致在接触网立柱部位单元板无法正常安装。施工时，测量接触网基础与单元板干扰距离，根据此距离设置U 型板（见附图）。

（2）吊坠位置与单元板干扰情况

在接触网有吊坠位置，单元板安装时由于受吊坠的高度升降不稳定性（随温度变更升高或降低，距遮板高度小于风屏障设置高度时将与风屏障单元板位置冲突）及可能受风力影响发生摆动干扰单元板、施工误差等情况影响，导致单元板等无法正常安装。施工时，应根据吊坠升降高度范围判断是否与单元板冲突，若冲突此位置应采用双立柱进行调整处理（见附图）。

（3）立柱间高差不一致情况

若两立柱间高差过大，存在明显错台而无法直接安装单元板，这种情况需进行植筋浇筑混凝土单元板，现浇板应与单元板同宽，在植筋时应在较高处混凝土基础侧面以200mm 间距进行钻孔植筋，植筋深度根据现浇板长度进行调整。混凝土浇筑待强后，在混凝土表面涂刷金属色油漆，色系与风屏障底部单元板相同。

图4 接触网位置干扰处理

图5 吊坠位置干扰处理