石家莊至太原鐵路客運專線工程聲屏障安裝及連接方式設計

黨輝，孫鳳珍

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251)

1 主要工程內容

石太客專連接石家莊、太原兩座大型城市，作為我國較早期的客運專線，且涉及相關既有鐵路，聲屏障設計施工尚處于研究探索階段，全部采用直立、插板式結構形式，聲屏障總長度約12.2 km，其中路基地段聲屏障約6.8 km、橋梁地段聲屏障5.4 km。聲屏障工程內容主要包括基礎工程和安裝工程。路基段聲屏障采用人工挖孔樁基礎，區間箱型橋梁段在預制遮板時預埋地角螺栓與聲屏障H型鋼立柱連接，樞紐內T型橋梁段采用槽鋼與橋梁支架焊接，聲屏障H型鋼立柱與槽鋼焊接的連接方式。聲屏障單元板與H型鋼立柱采用承插式柔性連接，聲屏障單元板通過聚丁橡膠條與H型鋼立柱連接。上下單元板間扣接，并墊有橡膠材料。

2 項目的設計難點和特點

2.1 聲屏障形式多樣

石太客運專線鐵路在區間路段具有250 km/h客專的特點，在兩端樞紐具有常規鐵路的特點，因此聲屏障的形式較多，既有客運專線250 km/h金屬插板式聲屏障，又有T型橋梁段金屬插板式聲屏障;既有路基段非金屬插板式聲屏障，又有涵洞段、框構橋段金屬插板式聲屏障，基本上涵蓋了目前聲屏障設計中采用的連接方式，詳見圖1～3。

圖1 T型橋梁插板式聲屏障圖

2.2 高速段聲屏障設計的難點

石太客運專線是我國第一條開工建設250 km/h的客運專線，存在設計標準高、技術難度大，無成熟的設計和建設經驗等難題。位于高速段的石太客專東山過境特大橋聲屏障的設計同樣遇到了難題:無現成的聲屏障設計規范、無250 km/h高速鐵路聲學特性研究成果、無聲屏障結構受列車運行脈動力影響的動力學特性研究成果，無客運專線聲屏障投產驗證結論，因此聲屏障荷載的確定以及聲屏障采用的連接方式，成為設計的難點。設計前期采用資料搜集、調查研究的方式，設計過程中結合本工程的技術標準，對聲屏障立柱與基礎的連接進行了大量的結構計算，并綜合考慮工程造價、施工安裝、景觀要求等，最終確定采用金屬插板吸聲式聲屏障，詳見圖4。

圖2 涵洞段插板式聲屏障安裝圖

圖3 路基段插板式聲屏障基礎圖

圖4 東山過境特大橋橋梁遮板處聲屏障連接圖

2.3 樞紐內聲屏障設置條件復雜、施工處理難度大

石太客運專線接入石家莊樞紐、太原樞紐兩大人口密集區，多處聲屏障需要設置在既有石太鐵路最外側股道邊，因此增加了基礎施工的難度。在現場施工處理中遇到了與既有管溝、電纜、擋墻、接觸網墜坨、通信房屋等發生干擾的情況，設計均結合現場實際特點提出處理方案，特別是白龍廟小區位于右 K228+900～右 K229+370右側，現狀鐵路最外側軌道距小區的距離為15.5～16.7 m，高度約4～5 m，線路坡腳距居民區6.5 m，增加一股道后，最外側軌道距小區的距離為10.2～11.4 m，線路坡腳距居民區2.5 m，居民強烈反對鐵路的建設，設計中進行了優化，采用設置擋墻收坡，在擋墻上設置3m高的聲屏障。設計圖見圖5。

圖5 白龍廟小區聲屏障基礎設計圖

3 運營效果

開通運營以來，聲屏障降噪效果良好、結構安全可靠、景觀效果較好、達到了設計的預期效果。根據2011年2月國家環境保護部環境工程評估中心《新建鐵路石家莊至太原客運專線工程竣工環境保護驗收調查報告》結論:在兩端樞紐區域內，安裝了聲屏障的路段，鐵路兩側全部區域晝間可滿足4類標準70 dB(A)的要求;從監測結果分析可知，從垂直測點來看，聲屏障約可降低5 dB(A)(1、2層受屏障的保護，比3、4層監測值低約5 dB);從水平角度來看，晝間約可降噪2～3 dB(A)、夜間約可降噪4～5 dB(A)。

4 設計經驗與關注的問題

通過解決工程實施中遇到的以下具體問題，為今后聲屏障設計積累了經驗:

(1)太鋼特大橋聲屏障安裝后影響電纜槽檢修:太鋼特大橋為T型梁，為了降低橋梁支架的荷載，聲屏障布置于電纜槽的內側，目前電纜槽一旦發生故障需要維修只能通過拆卸聲屏障單元板來解決，增加了維修難度。

(2)太鋼特大橋7號和46號橋墩處聲屏障與接觸網的補償墜砣發生了沖突，使墜砣不能往下移動，縮短了補償距離，為了保證行車安全，設計中將墜砣正下方的聲屏障降低到避車臺欄桿面。

(3)T型橋梁地段聲屏障部分的橋面密閉防護，設計中采用鋪橡膠皮進行密封，冬季積水成冰打滑影響維修人員通行，施工過程中根據實際情況改用柏油瀝青材料灌縫密封，但仍有人行道板與瀝青不能牢固固定現象。

(4)總結經驗，深化研究。石太客專總結出的經驗，目前已經在其他項目中得到關注并推廣應用。如:某項目的聲屏障設計中，橋梁專業牽頭，環保、接觸網、通信等專業會簽，形成簡支 T梁橋上聲屏障支柱基礎通用圖，系統考慮了聲屏障、接觸網、電纜槽等相互干擾問題。