浅析铁路路基声屏障结构设计

2017年 第 3 期
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抗弯强度满足要求。
2.2.3 H 型钢顶挠度验算
〇
e
艺 9
VQ = w x i k i 7. 5 mm < V[ Q ] = 15 mm
(2)
式 中 ：犎 为 H 型钢立柱高度；犈为弹性模量； I 为
惯性矩。
b) 立柱与基础连接纵向剖面图
图 3 H 型 钢 立 柱 与 基 础 连 接 图 （单 位 ：m m )
华东二通道芜湖至宣城段位于安徽省中东 部 ，经芜湖、宣 城 2 市 ，属于既有线电气化改造项
目。本 文 研 究 范 围 为 皖 赣 线 K24 + 050—K24 + 4 0 0 右侧路基声屏障，既 有 路 基 填 高 4. 5m ，场地
地层主要为粉质粘土。
1 工程设计
1. 1 声屏障高度及长度范围的确定 根 据 现 场 情 况 ，需 在 铁 路 沿 线 与 住 宅 楼 之 间
总 第 282期 2〇17年第3 期
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技 &
Technology
DO I 10 .3963/j .issn.1671-7570 .2017 .03 .034
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浅析铁路路基声屏障结构设计
白楷
( 中 铁 上 海 设 计 院 集 团 有 限 公 司 上 海 200070)
性 ，声屏障高度为3 m ，长 度 为 350 m 时达到设计
目标值的最优方案。
收 稿 日 期 ：017-01-12
图 2 路 基 声 屏 障 横 断 面 示 意 图 （单 位 :m m ) a) 立 柱 与 基 础 连 接 横 向 剖 面 图
112
白 楷 ：浅 析 铁 路 路 基 声 屏 障 结 构 设 计
摘 要 铁 路 声 屏 障 主 要 承 受 重 力 荷 载 和 风 荷 载 作 用 ，从 声 衰 减 理 论 入 手 确 定 声 屏 障 的 高 度 和 长 度 ，验 算 在 荷 载 作 用 下 H 型 钢 立 柱 强 度 、挠 度 和 稳 定 性 、柱 脚 连 接 强 度 及 下 部 桩 基 承 载 力 等 指 标 ， 介绍了铁路路基声屏障设计原理。 关 键 词 路基声屏障强度结构设计
钢筋混凝土护壁。所有钢构件表面采用热镀浸锌 防腐处理。主要构造见图2 、图 3 。
_
主朴及基础屮心至线路
~
|
中心线的距离S
该 住 宅 楼 敏 感 点 高 度 6 m ，根据设计目标值
可以确定几组声屏障的长度、高 度 ，采用绕射声衰 减 公 式 计 算 点 声 源 的 绕 射 声 衰 减 ，综 合 考 虑 经 济
声 屏 障 横 向 风 荷 载 全 部 由 立 柱 承 受 ，通常情 况 下 ，立柱构成一个单悬臂梁，受力最危险部位在
其根部，承 受 水 平 荷 载 产 生 的 弯 矩 M 、水 平 力 V 和垂直力N ，可 按 弯 曲 杆 件 验 算 截 面 强 度 、立柱
挠度和稳定性[2]。
2.2.1 H 型钢柱底内力
设 置 声 屏 障 ，声 屏 障 的 高 度 根 据 要 求 的 噪 声 衰 减 量 、屏障的长度、屏障与声源接受点之间的相对位 置等因素决定。声屏障隔声原理见图1。
1 . 2 设计方案
声 屏 障 设 置 于 线 路 外 侧 ，中 心 线 距 最 外 侧 线
路 中 心 5 m ，与线 路 平 行 。声屏障屏体为插板式 轻质高强水泥吸隔声板，H 型钢支柱和桩基间距 均 为 4. 0 m 。系 梁截面0. 5 m X 0. 5 m ，立柱柱脚 通 过 连 接 底 板 M1 (尺 寸 为 350 m m X 30 mmX 350 mm)定 位 钢 板 M2(尺 寸 为 350 m m X 16 mm X 350 mm)及 预 埋 螺 栓 M2 0 与底梁及桩基连接， 声屏障基础为人工挖孔桩，桩 基 开 挖 时 采 用 C30
随 着 我 国 铁 路 建 设 的 快 速 发 展 ，列 车 运 行 速 度 不 断 提 高 ，铁 路 噪 声 污 染 问 题 日 渐 突 出 ，为建设 环 境 友 好 的 绿 色 铁 路 ，应 最 大 限 度 地 降 低 对 沿 线 居 民 的 影 响 ，在 铁 路 边 设 置 具 有 一 定 高 度 的 声 屏 障是有效的保护措施。声屏障承受各种荷载，需 对声屏障进行结构设计，以保证声屏障稳定。
声屏障基础结构主要承受风荷载和结构自重 荷载 。风荷载按《建筑结构荷载规范》计 算 ，地面
粗 糙 度 取 B 类 ，基 本 风 压 按 1 0 0 年 一 遇 ，取 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ. 4 kPa[1]。
根据基本风压计算得风荷载为1.105 kP a。 根 据 H 型钢尺寸和隔声板单位面积自重，计 算得立柱自重为G 为 1. 1 8 k N ，屏 体 自 重 仏 为 21.17 k N 。 2.2 H 型钢立柱计算
2 ) 桩 基 。人 工 挖 孔 灌 注 桩 ，桩
长 5.5 m 。
径
1.
0
m
，桩式 中 P
x
(3 )
为稳定系数;/?mx为等效弯矩系数;Mx 为
x 对轴最大弯矩；犠1X为 对 x 轴 截 面 模 量 ；NEX为
2 结构计算
为保障声屏障结构安全，在荷载作用下，通常 考 虑 3 个 部 位 的 结 构 验 算 ：立 柱 结 构 的 强 度 、刚 度 、稳定性;柱脚连接构件的强度；基础承载力。 2. 1 荷载计算
H 型钢顶部挠度满足要求。
1. 3 设计参数
1)
H 型钢立柱。H 型 钢
规格米用 HW 175 mmX 175 mmX
采 7.
用 Q235B 钢 5 mmX 11
2 . 2 . 4 弯矩作用平面内稳定验算
材 ，(pNx犃
十
Yx犠 -(1 -
°
8 X N犈犡)
89
kPa
<
215 kPa
m m ，立 柱 高 度 3.0 m ，间 距 4.0 m 。
根 据 风 荷 载 、屏 体 及 立 柱 自 重 ，计算得柱底垂
直力设计值N 为 26.82 k N ;柱底水平力设计值V 这 18.56 k N ;柱底弯矩设计值M 为 27.85 kN • m。
计算参数。 平面内稳定满足要求。
2 . 2 . 5 整体稳定性验算
139. 4 < [ ] = 150 (4)