石家庄至太原铁路客运专线工程声屏障安装及连接方式设计

党辉，孙凤珍

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

1 主要工程内容

石太客专连接石家庄、太原两座大型城市，作为我国较早期的客运专线，且涉及相关既有铁路，声屏障设计施工尚处于研究探索阶段，全部采用直立、插板式结构形式，声屏障总长度约12.2 km，其中路基地段声屏障约6.8 km、桥梁地段声屏障5.4 km。声屏障工程内容主要包括基础工程和安装工程。路基段声屏障采用人工挖孔桩基础，区间箱型桥梁段在预制遮板时预埋地角螺栓与声屏障H型钢立柱连接，枢纽内T型桥梁段采用槽钢与桥梁支架焊接，声屏障H型钢立柱与槽钢焊接的连接方式。声屏障单元板与H型钢立柱采用承插式柔性连接，声屏障单元板通过聚丁橡胶条与H型钢立柱连接。上下单元板间扣接，并垫有橡胶材料。

2 项目的设计难点和特点

2.1 声屏障形式多样

石太客运专线铁路在区间路段具有250 km/h客专的特点，在两端枢纽具有常规铁路的特点，因此声屏障的形式较多，既有客运专线250 km/h金属插板式声屏障，又有T型桥梁段金属插板式声屏障;既有路基段非金属插板式声屏障，又有涵洞段、框构桥段金属插板式声屏障，基本上涵盖了目前声屏障设计中采用的连接方式，详见图1～3。

图1 T型桥梁插板式声屏障图

2.2 高速段声屏障设计的难点

石太客运专线是我国第一条开工建设250 km/h的客运专线，存在设计标准高、技术难度大，无成熟的设计和建设经验等难题。位于高速段的石太客专东山过境特大桥声屏障的设计同样遇到了难题:无现成的声屏障设计规范、无250 km/h高速铁路声学特性研究成果、无声屏障结构受列车运行脉动力影响的动力学特性研究成果，无客运专线声屏障投产验证结论，因此声屏障荷载的确定以及声屏障采用的连接方式，成为设计的难点。设计前期采用资料搜集、调查研究的方式，设计过程中结合本工程的技术标准，对声屏障立柱与基础的连接进行了大量的结构计算，并综合考虑工程造价、施工安装、景观要求等，最终确定采用金属插板吸声式声屏障，详见图4。

图2 涵洞段插板式声屏障安装图

图3 路基段插板式声屏障基础图

图4 东山过境特大桥桥梁遮板处声屏障连接图

2.3 枢纽内声屏障设置条件复杂、施工处理难度大

石太客运专线接入石家庄枢纽、太原枢纽两大人口密集区，多处声屏障需要设置在既有石太铁路最外侧股道边，因此增加了基础施工的难度。在现场施工处理中遇到了与既有管沟、电缆、挡墙、接触网坠坨、通信房屋等发生干扰的情况，设计均结合现场实际特点提出处理方案，特别是白龙庙小区位于右 K228+900～右 K229+370右侧，现状铁路最外侧轨道距小区的距离为15.5～16.7 m，高度约4～5 m，线路坡脚距居民区6.5 m，增加一股道后，最外侧轨道距小区的距离为10.2～11.4 m，线路坡脚距居民区2.5 m，居民强烈反对铁路的建设，设计中进行了优化，采用设置挡墙收坡，在挡墙上设置3m高的声屏障。设计图见图5。

图5 白龙庙小区声屏障基础设计图

3 运营效果

开通运营以来，声屏障降噪效果良好、结构安全可靠、景观效果较好、达到了设计的预期效果。根据2011年2月国家环境保护部环境工程评估中心《新建铁路石家庄至太原客运专线工程竣工环境保护验收调查报告》结论:在两端枢纽区域内，安装了声屏障的路段，铁路两侧全部区域昼间可满足4类标准70 dB(A)的要求;从监测结果分析可知，从垂直测点来看，声屏障约可降低5 dB(A)(1、2层受屏障的保护，比3、4层监测值低约5 dB);从水平角度来看，昼间约可降噪2～3 dB(A)、夜间约可降噪4～5 dB(A)。

4 设计经验与关注的问题

通过解决工程实施中遇到的以下具体问题，为今后声屏障设计积累了经验:

(1)太钢特大桥声屏障安装后影响电缆槽检修:太钢特大桥为T型梁，为了降低桥梁支架的荷载，声屏障布置于电缆槽的内侧，目前电缆槽一旦发生故障需要维修只能通过拆卸声屏障单元板来解决，增加了维修难度。

(2)太钢特大桥7号和46号桥墩处声屏障与接触网的补偿坠砣发生了冲突，使坠砣不能往下移动，缩短了补偿距离，为了保证行车安全，设计中将坠砣正下方的声屏障降低到避车台栏杆面。

(3)T型桥梁地段声屏障部分的桥面密闭防护，设计中采用铺橡胶皮进行密封，冬季积水成冰打滑影响维修人员通行，施工过程中根据实际情况改用柏油沥青材料灌缝密封，但仍有人行道板与沥青不能牢固固定现象。

(4)总结经验，深化研究。石太客专总结出的经验，目前已经在其他项目中得到关注并推广应用。如:某项目的声屏障设计中，桥梁专业牵头，环保、接触网、通信等专业会签，形成简支 T梁桥上声屏障支柱基础通用图，系统考虑了声屏障、接触网、电缆槽等相互干扰问题。