大连周水子立交桥安装隔声屏后原结构复核

王培杰

(沈阳市市政工程设计研究院)

大连周水子立交桥安装隔声屏后原结构复核

王培杰

(沈阳市市政工程设计研究院)

本文通过对大连市周水子立交桥安装隔声屏后原结构的复核计算，分析了在原有旧的桥体结构上加装隔音屏的安全性与可行性。计算时考虑了声屏障两侧分别为迎风面的可能，并且为了保证结构安全度计算时采用的设计基本风速分别采用50年与100年一遇分别进行计算。

隔音屏 旧桥结构复核 风荷载计算

一、情况说明

大连周水子立交桥建于1986年，上跨铁路线及东纬路。目前桥梁正常营运，通行此桥车辆众多，噪声较大，已经严重影响大连汇文中学日常教学及师生休息。为了降低行车噪音对大连周水子立交桥附近学校及居民的噪音污染，准备在大连周水子立交桥西侧设置3m高隔音屏。由于在安装隔音屏以后，隔音屏的迎风面积较大，这样大大增加了结构承受风荷载的效应，对隔音屏基础的受力将十分不利。

二、设计依据

1、《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）

2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）

3、《大连周水子立交工程》

三、隔音屏设计情况

要在桥上设置隔音屏，必须为隔音屏设置基础。针对周水子立交桥具体情况，我们决定将隔音屏基础设在人行道中间（T梁边梁肋板上方），这种情况下保证隔音屏基础的稳定性。

1、隔音屏基础设计。隔音屏基础结构尺寸为宽30cm，高40cm，采用C50混凝土。隔音屏基础与T梁边梁通过植筋连接，所植钢筋采用Φ12钢筋，植入深度为12cm，纵桥向植筋间距为10cm。详见隔音屏基础配筋图，图中N1为所植钢筋，N2为基础构造钢筋。

2、隔音屏基础预埋件。隔音屏基础通过预埋件与声障屏立柱连接，为此需要为隔音屏立柱设置预埋件在基础中。预埋件由钢板及预埋螺栓构成，每组预埋件1块钢板4个预埋螺栓，每个立柱下设一组预埋件。立柱的间距为2.5m。

预埋钢板结构尺寸为22x22x2cm钢板，预埋螺栓采用Φ20钢筋，预埋深度为22cm。详见隔音屏基础预埋件图，图中N3为预埋螺栓，M1为预埋钢板。

四、计算要点

本次计算按图纸理想状态计算，未对材料强度进行折减，且在计算时我们按预埋钢筋锚固可靠考虑。对各构件强度验算时采用的材料强度均采用构件设计时使用的相应规范强度。

五、计算过程

在计算时采用的设计基本风速按50年一遇及100年一遇分别计算；地表粗糙程度取为D类；计算位置离桥面高度取1.5米；计算时计算宽度取29.5米（灯柱间距为29.5米）；计算时分别考虑隔音屏两侧分别为迎风面的可能，对隔音屏基础进行承载能力验算。计算过程如下：

5.1风荷载按50年一遇计算，基本风速取32.7m/s 。

5.1.1 、风荷载计算

5.1.2 、隔音屏基础预埋螺栓验算。

由于在风荷载的作用下隔音屏有绕底座外侧转动的趋势，所以我们对隔音屏底座外侧取矩，验算螺栓的拉力。并且由于隔音屏两侧风荷载对基础产生的效应是相同的，指示方向相反而已，故计算中只选取一种情况考虑，暂按隔音屏外侧为迎风面计算。

在设计文件中隔音屏计算宽度29.5米内共设12根立柱，每根立柱4个螺栓，内外侧各两个，这样计算宽度内隔音屏基础内外侧各有24个螺栓。

简化计算只考虑迎风侧螺栓受力，则：

螺栓的最大允许拉力为=314X210=65.9KN＞F螺栓=41.25KN

螺栓的拉应力允许值取 210Mpa（5.6级的 A级螺栓，参照钢结构设计规范-GB50017-2003）。

5.2风荷载按100年一遇计算, 基本风速取35.2m/s。

5.2.1 、风荷载计算

5.2.2 、隔音屏基础预埋螺栓验算。由于在风荷载的作用下隔音屏有绕底座外侧转动的趋势，所以我们对隔音屏底座外侧取矩，验算螺栓的拉力。并且由于隔音屏两侧风荷载对基础产生的效应是相同的，指示方向相反而已，故计算中只选取一种情况考虑，暂按隔音屏外侧为迎风面计算。

在设计文件中隔音屏计算宽度29.5米内共设12根立柱，每根立柱4个螺栓，内外侧各两个，这样计算宽度内隔音屏基础内外侧各有24个螺栓。

简化计算只考虑迎风侧螺栓受力，则：

螺栓的最大允许拉力为=314X210=65.9KN＞F螺栓=47.8KN

螺栓的拉应力允许值取 210Mpa（5.6级的 A级螺栓，参照钢结构设计规范-GB50017-2003）。

5.3隔音屏基础验算。隔音屏基础采用植筋方式与T梁连接。基础受力钢筋为由于受力钢筋配筋面积远大于隔音屏预埋螺栓面积，故基础配筋满足要求，无需验算。

六、结束语

在上世纪80年代初期至2005年以前正是我国交通事业起步阶段，很多大城市市区内新建了很多立交桥，跨线桥，这些桥梁兴建在闹市区，同时也临近居民住宅及企事业单位。由于近年来汽车日益增多，交通量不断增大，噪音扰民问题日益严重，本文通过对一座旧桥加装隔音屏的工程实例很好地解决了这类问题，实际应用效果很好，希望在日后在旧桥改造工作中广泛应用。

[1]《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）. 人民交通出版社

[2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）

[3]《材料力学》，孙训方，方孝淑，关来泰 .高等教育出版社

G322

B

1007-6344（2015）03-0349-02

王培杰（1982.01），男，汉，职称：道桥工程师高级职称，学历：工学学士，研究方向：道路与桥梁结构设计、旧桥检测与加固，单位：沈阳市市政工程设计研究院。