高速铁路非金属声屏障单元板结构性能分析
摘要：随着高速铁路的快速发展，轨道噪声不可避免的对沿线居民造成一定的影响，设置声屏障是有效控制噪声的手段。非金属声屏障单元板由于其造价低，耐久性能好，正逐渐替代金属声屏障，广泛应用在铁路声屏障建设中。由于非金属声屏障单元板材质及结构多样化，通过对铁路上常见的三种非金属结构进行有限元模拟计算，分析各类结构的安全性并给出相应的优化建议。
关键词：高速铁；声屏障；非金属声屏障单元板；有限元分析；结构优化
伴随着铁路建设的快速发展，高速铁路带来的噪声也影响着沿线的居民，需要大量设置声屏障控制轨道噪声。和金属单元板相比较，非金属单元板具有造价低、耐久性好的特点，正逐渐替代金属声屏障，广泛应用在铁路声屏障建设中。但非金属单元板质量问题层出不穷，安装运营后开裂破损现象较多，其安全性及耐久性能否满足高速铁路的气动荷载有待商榷。由于非金属单元板材质及结构的多样性，目前高速铁路上常见的非金属单元板分为三种：挤拉板，与建筑工程中墙面板工艺类似，没有配备钢筋；双层复合板，通常结构为混凝土背层复合轻质吸声面层；现浇中空板，结构形式通
长为20～30mm混凝土面板与背板，结构中空，内填吸声材料。本文利用ANSYS有限元软件对以上三种结构进行有限元模拟计算，对三种非金属结构进行安全分析。
1 声屏障荷载
本声屏障单元板考虑的设计荷载有自重、列车脉动力、自然风荷载和地震力等，本文主要研究在以上荷载作用下声屏障单元板的抗弯能力分析。根据《时速350km客运专线铁路路基插板式非金属声屏障》（铁路工程建设通用参考图，通环（2009）8326），声屏障单元板的抗弯曲断裂荷载如下表1：
抗弯曲断裂荷载台风地区≥7kPa
一般风速地区≥3.5kPa
2 声屏障基础参数设置
两种声屏障单元板均为由面板、背板、竖肋构成的中空预制C40普通钢筋混凝土板，面（背）板厚度和竖肋宽度均为20mm；面板上布置吸音孔，背板无吸音孔，吸音孔布置按降噪要求进行设计；中间填充或内嵌网格布、岩棉吸声材料；单元板嵌插在H型钢立柱上，按两边简支分析；具体构造如下表2：
声屏障类型配筋外观尺寸竖肋个数
SPZ1 无1960*500*140 6
SPZ2 3960*500*140 3
通过有限元模拟软件ANSYS对声屏障单元板进行模拟，对声屏障单元板的挠度和应力等进行抗弯分析。混凝土采用SOLID65单元，弹性模量E=3.25E4，泊松比λ=0.2，混凝土裂缝张开的剪力传递系数为0.45，裂缝闭合的剪力传递系数为0.9，抗拉强度为2.39，由于不考虑混凝土抗压破坏，取单轴抗压强度为-1；钢筋采用PIPE16单元钢筋的弹性模量E=2E5，泊松比λ=0.3。
3 声屏障单元板模拟分析
声屏障SPZ1模拟分析（台风地区、抗弯曲断裂荷载
7kPa）：
单元板变形
混凝土拉应力
该单元板竖肋较多，通过增大截面尺寸来增强截面的抗弯能力。在台风地区，抗弯曲断裂荷载7kPa的情况下，单元板跨中最大挠度仅为0.28mm远少于规定限值ω≤15mm；混凝土最大拉应力为1.474N/mm2也少于C40混凝土抗拉强度设计值ft=1.71N/mm2，此时声屏障单元板上没有裂缝。该板能满足7kPa抗弯曲荷载的设计要求，适用于台风地区，但考虑到素混凝土为脆性材料，应在板内配置适量的构造钢筋，且配筋率不少于规定的最少配筋率。
声屏障SPZ2模拟分析（一般风速地区、抗弯曲断裂荷载3.5kPa）：
单元板变形
混凝土拉应力
该板截面简单，自重较小且制作方便；板内配置了适量的钢筋，具有较好的抗弯能力。在一般风速地区抗弯曲断裂荷载3.5kPa的情况下，跨中最大挠度11.55mm小于规定限值ω≤15mm，满足变形要求；混凝土最大拉应力达到了2.386mm，接近混凝土的抗拉强度标准值，单元板可能已经开裂。为了使该板能适用于一般风速地区，建议使用强度等级更高的混凝土（如C60）或增大竖肋和面（背）的厚度来提高板的抗弯能力。
4 结语
声屏障SPZ1的跨度较小，抗弯曲能力强，适用于弯曲荷载较大的台风地区。声屏障SPZ1虽然自重较大，但是只配置少量钢筋更加经济。声屏障SPZ2的跨度较大，相对来说抗弯能力较弱。
参考文献
[1] JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].
[2] GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3] GB50009-2012.建筑结构规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
作者简介：谭晓燕（1965- ），女，湖南邵阳人，本科，
工程师，研究方向：土木工程结构。
高速铁路声屏障维护管理办法 第一章总则 第一条为加强运营期高速铁路声屏障维护和管理，确保高速铁路行车安全，特制定本办法。 第二条本办法适用于2公里/小时及以上铁路和2佣公里/小时以下仅运行动车组列车的铁路声屏障维护管理。 第三条声屏障是线路两侧用以降低列车运行噪声对声环境产生影响的重要设施，应纳入铁路行车设备进行管理。 第四条新建高速铁路声屏障应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。 第五条声屏障新建及更新改造应按设计文件执行，竣工后由建设单位组织施工单位与设备管理单位办理竣工验收交接手续。设备管理单位应做好竣工文件审核和工程质量验收。 第二章声屏障及其安全通道门的设置要求 第六条声屏障应按设计进行设置或增设。声屏障的安设必须符合高速铁路建筑限界的规定，安装质量和结构强度必须保证运营安全，并满足铁路设施检修和维护的要求，不得影响其他行车设备（设施）的安全使用。新安设的通信、信号光（电）缆槽道应设置在声屏障内侧。 第七条无预埋螺栓的T梁安装的声屏障原则上应采用落
地式结构，不能采用落地式结构的，维护管理单位应提前介入，与建设单位对接，对声屏障设置提出要求。在无预埋螺栓的T梁上安装的既有声屏障，应结合更新改造更换。 第八条在T形梁钢支架人行道上采用焊接方式安设的声屏障，应补强加固；对不能满足安全要求的应进行改造。 第九条声屏障安全通道门（作业门）应结合防护栅栏门和桥梁救援疏散通道门统一设置，以满足施工作业和故障应急处理要求。路桥连接段或路基声屏障连续长度大于5米时，应根据疏散和检修要求统一设置安全通道门，安全通道门外路基边坡处应具备安全通行条件。 第十条声屏障安全通道门（作业门）应加锁并由铁路局统一编号管理，安全通道门（作业门）应由线路内向外开启并满足内侧应急、外侧钥匙开启要求。 第十一条因作业需要增设声屏障安全通道门（作业门）时，按照“谁使用、谁申请、谁管理"的原则，由使用单位提出申请，经设备管理单位现场调查、核实、确认，附设计方案报铁路局声屏障设备管理部门审批，站区内还需经车务部门批准，经与声屏障设备管理单位和属地铁路公安部门办理书面手续后方可设置。声屏障安全通道门（作业门）由使用单位负责日常的检查、维护、管理。 第三章技术要求 第十二条声屏障的安设应符合通用参考图等相关技术
TG/GW277—2015 高速铁路声屏障维护管理办法 第一章总则 第一条为加强运营期高速铁路声屏障维护和管理,确保高速铁路行车安全,特制定本办法。 第二条本办法适用于200公里/小时及以上铁路和200公里/小时以下仅运行动车组列车的铁路声屏障维护管理。 第三条声屏障是线路两侧用以降低列车运行噪声对声环境产生影响的重要设施,应纳入铁路行车设备进行管理。 第四条新建高速铁路声屏障应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。 第五条声屏障新建及更新改造应按设计文件执行,竣工后由建设单位组织施工单位与设备管理单位办理竣工验收交接手续。设备管理单位应做好竣工文件审核和工程质量验收。 第二章声屏障及其安全通道门的设置要求 第六条声屏障应按设计进行设置或增设。声屏障的安设必须符合高速铁路建筑限界的规定,安装质量和结构强度必须保证运营安全,并满足铁路设施检修和维护的要求,不得影响其他行车 1 设备(设施)的安全使用。新安设的通信、信号光(电)缆槽道应设置在声屏障内侧。
第七条无预埋螺栓的T梁安装的声屏障原则上应采用落地式结构,不能采用落地式结构的,维护管理单位应提前介入,与建设单位对接,对声屏障设置提出要求。在无预埋螺栓的T梁上安装的既有声屏障,应结合更新改造更换。 第八条在T形梁钢支架人行道上采用焊接方式安设的声屏障,应补强加固;对 不能满足安全要求的应进行改造。 第九条声屏障安全通道门(作业门)应结合防护栅栏门和桥梁救援疏散通道门 统一设置,以满足施工作业和故障应急处理要求。路桥连接段或路基声屏障连续长度大于500米时,应根据疏散和检修要求统一设置安全通道门,安全通道门外路基边坡处应具备安全通行条件。 第十条声屏障安全通道门(作业门)应加锁并由铁路局统一编号管理,安全通道门(作业门)应由线路内向外开启并满足内侧应急、外侧钥匙开启要求。 第十一条因作业需要增设声屏障安全通道门(作业门)时,按照“谁使用、谁申请、谁管理”的原则,由使用单位提出申请,经设备管理单位现场调查、核实、确认,附设计方案报铁路局声屏障设备管理部门审批,站区内还需经车务部门批准,经与声屏障设备管理单位和属地铁路公安部门办理书面手续后方可设置。声屏障安全通道门(作业门)由使用单位负责日常的检查、维护、 管理。 第三章技术要求 第十二条声屏障的安设应符合通用参考图等相关技术要求,不能采用通用参考图的特殊地段应单独设计。 第十三条声屏障基础预埋高强螺栓的预紧力(扭矩)应符合设计要求。立柱与 基础连接螺栓应采用防松、防腐技术,保持螺栓紧固。声屏障螺栓应齐全有效。
第二章高速铁路有砟、无砟轨道结构及精调 第一节概述 无砟轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道碴道床而组成的轨道结构形式。由于无碴轨道具有轨道平顺性高、刚度均匀性好、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点，在各国铁路得到了迅速发展。特别是高速铁路，一些国家已把无碴轨道作为轨道的主要结构形式进行全面推广，并取得了显著的经济效益和社会效益。以下是无砟轨道的主要优势和缺点。 一、无砟轨道的优势主要有： 1、轨道结构稳定、质量均衡、变形量小，利于高速行车； 2、变形积累慢，养护维修工作量小； 3、使用寿命长—设计使用寿命60年； 二、无砟轨道的缺点主要有： 1、轨道造价高：有砟180万/km，双块式350万，１型板式450万，2型 板式500万。 2、对基础要求高因而显著提高修建成本：有砟轨道可允许15cm工后沉 降，无砟轨道允许3cm，由此引起的以桥代路及路基加固投资巨大。 3、振动噪声大：减振降噪型无砟轨道目前尚不成功，减振无砟轨道选型 存在较大困难。 4、一旦损坏整治困难：尤其是连续式无砟轨道。 第二节无砟轨道结构 一、国外铁路无碴轨道结构型式 国外铁路无碴轨道的发展，数量上经历了由少到多、技术上经历了由浅到深、品种上经历了由单一到多样、铺设范围上经历了由桥梁、隧道到路基、道岔的过程。无碴轨道已成为高速铁路的发展趋势。 1．日本 日本是发展无碴轨道最早的国家之一。早在20世纪60年代中期，日本就开始了无碴轨道的研究与试验并逐步推广应用，无碴轨道比例愈来愈大，成为高速铁路轨道结构的主要形式。据统计，日本高速铁路无碴轨道比例，在20世纪70年代达到60%以上，而90年代则达到80%以上。
技术规格书 “非金属复合吸隔声板”主要技术要求 1.非金属复合吸隔声板主要技术要求按买受人提供的图执行［图号：向莆施环—1、向莆施环－2］及声屏障的质量要求满足：GBJ－47－83标准、GBJ75－84标准、TB/T3122－2005《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》标准要求。 2．采用规范或标准 2.1 在合同履行期间，承包人应严格执行中华人民共和国强制性标准，执行现行的行业标准、规范。 2.2在合同履行期间,如有新颁中华人民共和国国家标准及行业标准、规范时,招标人认为有必要采用时,则应向投标人发出变更指令。 采用有关规范（包括但不限于）： 1) TB/T3122-2005《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》 2) GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 3) TB10210-2001 J118-2001《铁路混凝土与砌体工程施工规范》 4) GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》 5) HJ/T90-2004《声屏障声学设计和测量规范》 6) TB10501-98《铁路工程环境保护设计规范》 7) GB12525-90《铁路边界噪声限值及其测量方法》 8) JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》 9) JGJ82-91《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》 10) GB50210-2001《建筑装饰、装修工程质量验收规范》 11) GB50300-2001《建筑工程质量统一验收标准》 12）铁建设[2005]140号《新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定》（上、下） 13) JGJ94-94《建筑桩基技术规范》 施工安全技术规程： TB10401.1-2003 《铁路工程施工安全技术规程》(上册)
铁路噪声声屏障设计 1、项目概况 1．1项目设计背景： 以下情况为我国拟建邯郸至黄骅港铁路线经过王庄时的基本情况。噪声源强：货车的速度为80km/h，噪声源强为81.9dB，长度为890m；客车的速度为120 km/h，噪声源强为78.9dB，长度为432m。车流量为：近期，货车44列/日，客车4列/日；远期，货车58列/日，客车6列/日。 现状监测值见下表： 现场示意图如下： 监测点 现状（Leq/dB）标准值（Leq/dB） 备注 昼间夜间昼间夜间 8-1 41.6 39.9 60 50 临路第一排，距铁路 外轨中心线距离30m 8-2 40.5 38.0 60 50 45m处 8-3 43.4 39 60 50 60m处
图一敏感点情况图 1．2项目设计意义： 铁路以其速度快、运能大、能耗低等一系列的技术优势适应了现代社会经济发展的新需求，铁路客运向高速、舒适、安全的方向发展，已成为世界铁路发展的总趋势。1994年我国第一条准高速铁路．广深线(160km／h)式投入运营。2003年12月顺利开通了第一条时速达200km／h的秦沈快速客运专线，2008年4月，设计速度达300 km／h京沪高速铁路正式开工建设，08年8月我国第一条具有自主知识产权、同时也是世界第一个营运速度达至U350 km／h的京津城际铁路正式开通运营，标志着我国高速铁路技术达到世界先进水平。但与此同时高速铁路的建设也带来了一系列的环境问题，如振动、噪声及电波干扰等，其中以噪声的社会影响最大。 设置声屏障是控制噪声特别是交通噪声的重要措旋，国外对穿过市区和居住区的高速公路、轨道交通、高架桥、铁路等交通干线的两侧都普遍设有声屏障，实现了其他降噪手段所不能代替的效果。从广义上讲，铁路又是一个系统工程，其中规划、管理、铁路结构(包括轨道、轨枕、道床等)又是解决噪声问题的另一方面，而铁路声屏障是一种设置于铁路交通噪声源和两侧受保护地区(或噪声敏感点)之间的声学障板，它是降低铁路交通噪声对交通线路两侧区域局部环境污染的重要措施之一。 声屏障是位于声源与受声点之间的具有足够面密度的声遮挡结构，利用声源两侧局部地区建造的有限长声屏障可使声源的运行噪声在传播过程中有一显著的附加衰减，从而减弱接收者所在的一定区域内的噪声影响，以改善周围环境的声环境质量。这样的设施就称为声屏障。声屏障的作用是阻挡直达声的传播，隔离透射声，使绕射声有足够的衰减。目前，声屏障己发展成多种多样的，按降噪功能可分为扩散反射型声屏障、吸收共振型声屏障、有源降噪声屏障：按结构类型有直立式、折壁式、表面倾斜式、半封闭或全封闭式等；根据不同顶端类型又有倒L型、T型、Y型、圆弧型、鹿角型等。 1．3项目设计要求： 设计隔声屏障，对敏感点进行保护，使该处声环境达标；同时达到经济合理、环保、经久耐用、景观协调等综合要求。
1、根据《中长期铁路网规划（2008年调整）》，中国将规划建设“四纵四横”客运专线，客车速度目标值达到每小时200公里以上。 4、CRTS I型板式无砟轨道由钢轨、扣件、垫板、轨道板、CA砂浆垫层、混凝土底座、凸形挡台及其周围填充树脂等组成。 7、按照轨道板连接方式不同，路基地段CRTS Ⅲ型板式无砟轨道有后张预应力纵向连接、普通纵向连接和单元式三种结构型式。 10、桥上CRTS II型板式无砟轨道与路基上的无砟轨道过渡时，应根据设计要求，在台后路基上设置摩擦板、过渡板和端刺。 11、桥上CRTS II型板式无砟轨道结构在简支梁的固定端设置了剪力齿槽，将部分纵向力传递至墩台。 12、CRTS I型板式无砟轨道线路曲线超高设置在底座板上，采用外轨抬高方式，并在缓和曲线区段按线性变化完成过渡。 13、无缝线路是用标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，它既是轨道结构技术进步的重要标志，也是高速重载轨道的最优选择。 15、外轨超过度是指曲线地段外轨顶面与内轨顶面水平高度之差。在设置外轨超过时，主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种。
1、在目前已建成的京沪高速铁路中，主要采用（B）无砟轨道。 A CRTS I型板式 B CRTS II型板式 C CRTS III型板式 D CRTS I型双块式 2、已建成的京沪高速铁路的总里程是（B）。 A1069公里B1318公里C1776公里D1956公里 3、CRTS II型板式无砟轨道所用轨道板的长度是（D）。 A 4.95米 B 5.50米 C 6.00米 D 6.45米 4、在目前已建成的成都至都江堰的“成灌快速铁路”中，主要采用（C）无砟轨道。 A CRTS I型板式 B CRTS II型板式 C CRTS III型板式 D CRTS I型双块式 5、京沪高速铁路中，使用数量最大的扣件形式是（D）。 A弹条III型B WJ-7扣件C WJ-8扣件D V ossloh-300 6、CRTS I型板式无砟轨道技术是在“引进、吸收、消化”（A）板式轨道技术的基础上经过再创新研发的。 A日本B德国C法国D荷兰 7、路基地段CRTS Ⅲ型板式无砟轨道轨道板下的结构层为（D）。 A底座板B支撑层C CA砂浆D自密实混凝土 8、CRTS III型轨道板铺设放样施工时，在CPⅢ网布设完成后进行粗铺控制点布设，每次设站放样距离不大于（C）。 A40 B60 C80 D100 9、CRTS III型轨道板精调完成后，采用扭力扳手，将普通连接器连接相邻两块轨道板的预应力钢筋上，扭力应达到（B）。 A30KN B40KN C50KN D60KN 10、下图是施工中的轨道结构，该轨道结构形式是（B）。 A CRTS I型板式 B CRTS II型板式 C CRTS III型板式 D CRTS I型双块式
1 总则 1.0.1 为统一高速铁路设计技术标准，使高速铁路设计符合安全适用、 技术先进、经济合理的要求，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于旅客列车设计行车速度250～350km/h 的高速铁路，近期兼顾货运的高速铁路还应执行相关规范。 1.0.3 高速铁路设计应遵循以下原则： （1）贯彻“以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的建设理念； （2）采用先进、成熟、经济、实用、可靠的技术； （3）体现高速度、高密度、高安全、高舒适的技术要求； （4）符合数字化铁路的需求。 1.0.4 高速铁路设计速度应按高速车、跨线车匹配原则进行选择，并应考虑不同速度共线运行的兼容性。 1.0.5 高速铁路设计年度宜分近、远两期。近期为交付运营后第十年；远期为交付运营后第二十年。 对铁路基础设施及不易改、扩建的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质设计，并适应长远发展要求。 易改、扩建的建筑物和设备，可按近期运量和运输性质设计，并预留远期发展条件。
随运输需求变化而增减的运营设备，可按交付运营后第五年运量进行设计。 1.0.6 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸应符合图的规定，曲线 地段限界加宽应根据计算确定。 7250 5500 4000 2440 1700 1750 1250 650 ③ ① ② ④ ⑤ 1700 25 1250 ①轨面
②区间及站内正线（无站台）建筑限界 ③有站台时建筑限界 ④轨面以上最大高度 ⑤线路中心线至站台边缘的距离（正线不适用） 图1.0.6 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸（单位：mm） 1.0.7 高速铁路列车设计活载应采用ZK 活载。 ZK 活载为列车竖向静活载，ZK 标准活载如图1.0.7-1 所示，ZK 特种 活载如图1.0.7-2 所示。 图1.0.7-1 ZK 标准活载图式 图1.0.7-2 ZK 特种活载图式 1.0.8 高速铁路应按全封闭、全立交设计。 1.0.9 高速铁路设计应执行国家节约能源、节约用水、节约材料、节省用地、保护环境等有关法律、法规。 1.0.10 高速铁路结构物的抗震设计应符合《铁路工程抗震设计规范》（GB 50111）及国家现行有关规定。 1.0.11 高速铁路设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准 的规定。 2 术语和符号
单位工程质量验收记录表 单位工程名称平齐铁路电气化改造工程路基声屏障 开工日期竣工日期 施工单位中铁城建集团有限公司平齐铁路电气化改造工程项目经理部 项目负责人梁喜文项目技术负责人陈亮项目质量负责人王玉玺序号项目验收记录验收结论 1 分部工程 共分部 经查符合标准规定及设计要求分部 2 质量控制资料核查 共项 经查符合要求项不符合要求项 3 安全和主要使用功能核查及 抽查结果 共核查、抽查项 符合要求项 不符合要求项 4 观感质量验收 共检查项 评定为合格的项评定为差的项 5 综合验收结论 验收单 位 施工单位监理单位勘察设计单位建设单位 中铁城建集团有限公司平齐 铁路电气化改造工程项目经理 部 （公章）单位负责人：年月 日 北京铁研建设监理有限责任 公司平齐铁路电气化改造工 程监理部 （公章）总监理工程师： 年月日 铁道第三勘察设计院集团有 限公司 （公章）项目负责人：年 月日 哈尔滨铁路局平齐铁路电气 化改造工程建设指挥部 （公章）项目负责人：年月 日路基声屏障基础分部工程质量验收记录表 单位工程名称平齐铁路电气化改造工程路基声屏障 施工单位中铁城建集团有限公司平齐铁路电气化改造工程项目经理部 项目负责人梁喜文项目技术负责人陈亮项目质量负责人王玉玺序号分项工程名称检验批数施工单位检查评定结果监理单位验收结论 1 桩基础（成孔）符合要求 2 桩基础（钢筋）符合要求 3 桩基础（混凝土）符合要求 4 桩基础（预埋件）符合要求
5 底梁（模板与支架）符合要求 6 底梁（钢筋）符合要求 7 底梁（混凝土）符合要求 8 底梁（预埋件）符合要求9 质量控制资料 安全和功能检验（检测）报告 验收单位 施工单位项目负责人年月日勘察设计单位 项目负责人年月日监理单位 监理工程师 年月日插板式声屏障分部工程质量验收记录表 单位工程名称平齐铁路电气化改造工程路基声屏障 施工单位中铁城建集团有限公司平齐铁路电气化改造工程项目经理部 项目负责人梁喜文项目技术负责人陈亮项目质量负责人王玉玺序号分项工程名称检验批数施工单位检查评定结果监理单位验收结论 1 立柱符合要求 2 非金属符合吸（隔）声板 符合要求 3 4 5 6 7 8 9 质量控制资料 安全和功能检验（检测）报告
高速铁路声屏障应用现状 摘要：通过在声源与接收点之间设置声屏障，利用声屏障材料吸收与反射声波，降低噪声。对比与其他降噪措施，声屏障因具有制作简单、拆装方便、对周围建 筑设施的影响较小、降噪效果明显等优点，成为高速铁路首选降噪措施。本文就 高铁铁路声屏障结构形式进行了系统的阐述。 关键词：高速铁路；声屏障；结构；插入损失 1 引言 近年来，随着高速铁路及城市化进程的快速发展，致使更多铁路贯穿于城市 之中，造成城市噪声愈加突出。因此，为了保障人们正常生活，必须对噪声进行 治理。根据《铁路工程环境保护设计规范》（TB10501-2016），铁路噪声污染防 治设计应从降低声源强、阻隔传播途径和受声点防护等方面提出工程治理或综合 防治措施。其中，采用声屏障对高速铁路沿线的噪声敏感点进行保护，是解决高 速铁路噪声污染的重要举措之一[1-2]。声屏障防治技术最基本出发点是阻断受声 点至声源间的传播途径，进而达到降低铁路噪声影响的目的[3]。本文拟从我国高 速铁路声屏障常用结构形式进行介绍。 2 直立式声屏障 直立式声屏障是当前我国高速铁路声屏障的最主要结构形式，包括插板式声 屏障、整体式声屏障和砌体式声屏障等形式。 2.1 插板式声屏障 铁路工程建设通用参考图2009年版、2016年版及2018年版等均以插板式声 屏障结构形式进行设计。根据以上参考图插板式声屏障根据使用位置可分为路基 插板式声屏障和桥梁插板式声屏障，根据使用材料可分为插板式金属声屏障和插 板式非金属声屏障，根据高速铁路运行速度可分为时速250km客运专线铁路声屏 障和时速350km客运专线铁路声屏障。插板式声屏障是我国高速铁路常用形式， 其中插板式金属声屏障是最广泛使用的结构形式，约占声屏障总数的90%以上[4]，又以京沪高速铁路和合福高速铁路最为典型。 辜小安等[5]测试结果表明：对于设有0.7m高防护墙条件下，当高速列车以 时速350km通过2.15m高桥梁插板式金属声屏障时，距离线路中心线25m与轨 面等高位置处，插入损失值为5-8dB（A）；在设有1m高防护墙条件下，同样位 置处的插入损失值为3-7dB（A）。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: 在石太客运专线两端枢纽区域内，安装了插板式金属声屏障的路段，铁路两侧全 部区域昼间可满足 4 类标准 70 dB( A) 的要求[6]。 2.2 整体式声屏障 整体式声屏障主要采用非金属类材料制作，最典型的为水泥混凝土类制品。 早在十年前，原铁道部经济规划研究院就发布了铁路工程建设通用参考图《时速350km客运专线铁路桥梁整体式预制混凝土声屏障》（图号：通环（2007）8321）及《客运专线铁路路基整体式混凝土声屏障》（图号：通环（2008）8322）将整 体式声屏障分为钢筋混凝土单元板和预应力混凝土单元板2种结构类型。但时至 今日，整体式声屏障仅在福厦客运专线、厦深铁路、海南东环、海南西环、甬台 温铁路等少数沿海线路上应用。 常喆[7]等研究表明：采用整体式声屏障不仅减少了声屏障与桥梁连接的缝隙 同时也加强了声屏障与桥梁的连接，隔音效果大大提高。RPC（活性粉末混凝土）
京沪高速铁路插板式金属声屏障施工方案
京沪高速铁路 插板式金属声屏障施工方案 编制： 审核： 批准： 二〇一一年一月十九日
目录 一、编制依据 (1) 二、工程概况 (1) 三、施工组织 (1) 四、施工进度安排 (3) 五、路基声屏障基础施工方案及方法 (3) 1、工程简介 ......................................... 错误！未定义书签。 2、施工工艺 ......................................... 错误！未定义书签。 3、测量放线 (4) 4、桩基成孔 ......................................... 错误！未定义书签。 5、制作、安装钢筋笼.................................. 错误！未定义书签。 6、安装地脚螺栓...................................... 错误！未定义书签。 7、安装桩体上部模板、校正地脚螺栓.................... 错误！未定义书签。 8、浇注桩体混凝土.................................... 错误！未定义书签。 9、安装底梁底模...................................... 错误！未定义书签。 10、安装底梁钢筋、预埋件............................. 错误！未定义书签。 11、安装底梁侧模板................................... 错误！未定义书签。 12、地脚螺栓位置校正................................. 错误！未定义书签。 13、浇注底梁混凝土................................... 错误！未定义书签。 14、底梁混凝土养护................................... 错误！未定义书签。 15、底梁拆模 ........................................ 错误！未定义书签。 六、声屏障安装施工方案及方法 ............................... 错误！未定义书签。 1、工程简介 ......................................... 错误！未定义书签。 2、安装工艺 ......................................... 错误！未定义书签。 3、吊装H型钢立柱.................................... 错误！未定义书签。 4、浇注重力式砂浆.................................... 错误！未定义书签。 5、搭设操作平台...................................... 错误！未定义书签。 6、粘贴单管橡胶垫.................................... 错误！未定义书签。 7、吊装声屏障单元板.................................. 错误！未定义书签。 8、安装接地扁钢...................................... 错误！未定义书签。 七、施工注意事项........................................... 错误！未定义书签。 八、质量保证措施及主要控制标准 ............................. 错误！未定义书签。 九、工期保证措施 (10) 十、安全保证措施 (10) 十一、文明施工与环境保护措施 ............................... 错误！未定义书签。
行业发展SPECIAL REPORT 高速铁路和城市轨道线路 橡胶减震制品的现状和发展 宋传江 (株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲 412007) 摘要:橡胶减震制品的应用是轨道线路减振最有效的方法之一。随着我国铁路行 业的跨越式发展,特别是高速铁路和城市轨道交通的快速发展,对轨道线路的减振和降 噪要求也越来越高,因此轨道减震器在高速铁路和城市轨道上得到快速的应用。本文 就轨道线路橡胶减震制品 轨道减震器的现状和发展情况做一个简单的概述。 关键词:轨道线路;轨道橡胶减震制品;减振;降噪 国务院于2006年审议通过了国家 中长期铁路网规划 ,其发展目标为:到2020年,全国铁路营业里程达到10万km,主要繁忙干线实现客货分线,复线率和电化率均达到50%以上。在2006~2010年我国将完成9800km客运专线建设任务。 城市轨道交通主要由城市地铁、市郊铁路、城市轻轨3大部分组成,具有运量大、速度快、节能、舒适以及污染小的优点,是解决城市交通问题的最佳选择。国外许多城市的轨道交通已经成为城市交通骨干,客运量占整个城市客运量的50%以上,有些甚至达到80%。我国将从现在开始用30~50年的时间,建成覆盖主要大城市的现代化轨道交通网,里程达到2000km以上,为此每年需要建成40~70km的地铁或轻轨。 高速轨道及城市轨道交通不仅能有效地改善交通环境,而且还有助于带动城乡建设和经济发展,具有显著的经济和社会效益。但是也应该承认,轨道交通系统也会不可避免地给环境带来诸如噪声、振动、电磁辐射等问题,其中以列车行驶中的噪声和振动影响尤为突出。过量的噪声和振动将严重影响乘客和轨道沿线人们的正常生活;另一方面,噪声和振动还可能引起有关设备和结构以及周边建筑物的疲劳损坏,缩短使用寿命。因此,控制轨道交通噪声和振动是改善乘客舒适性和环境保护的重要课题。减小列车的振动和降低噪声,在轨道交通区段采取相应的减振降噪措施,已成为轨道交通系统建设中的一个关键。 1 轨道交通的振动与噪声种类 针对轨道交通的振动和噪声控制问题,国内外先后进行过大量的研究。大量研究结果表明,轨道交通的振动与噪声源主要包括以下几方面。 1.主要振动源:列车与结构的动态相互作用;车辆动力系统振动;轨道结构振动;轮轨不平顺。 2.主要噪声源:轮轨噪声包括滚动噪声、冲击噪声、摩擦噪声、结构噪声(由于轮轨表面相互作用产生的振动通过轨道、桥梁和地基等传递,导致相应结构振动而辐射噪声);车辆动力设备噪声包括牵引电机、通风机、压缩机受电弓等设备噪声和车辆运行时的空气动力噪声。 轨道交通噪声通常具有宽带特性,频率范围在0~6kH z之间,其中对环境影响大的频率在0.1~1kH z范围。从理论上讲,控制振源与声源是最根本的方法,但目前就我国的实际情况来看,开展这一工作还存在一定困难。本文主要对改善轨道线路振动和降低噪声的方法进行概述。
50 施工技术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2012年9月上第41卷第372期 高速铁路CRTS Ⅰ型轨道板快速封锚技术研究 谭盐宾，朱长华，谢永江，李化建 （中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081） ［摘要］针对高速铁路CRTS Ⅰ型轨道板传统封锚工艺效率低、工序繁琐、质量差、易脱落等问题，提出了一种全新的快速封锚施工技术。该工艺具有封锚材料生产工厂化和封锚施工操作标准化的特点，采用半机械化施工，可将轨道板封锚施工时间缩短为传统工艺的1/6，且能确保封锚质量，满足轨道板快速生产工艺要求。工程应用情况表明，该技术能大幅提高轨道板封锚施工效率，缩短轨道板生产周期，保证轨道板封锚施工的标准化。［关键词］铁路工程；轨道板；封锚；施工技术［中图分类号］TU757；U213.244 ［文献标识码］A ［文章编号］1002-8498（2012）17-0050-03 Research on Rapid Anchor Sealing Technology for CRTS ⅠTrack Slab Used in High Speed Railway Tan Yanbin ，Zhu Changhua ，Xie Yongjiang ，Li Huajian （Railway Engineering Research Institute ，China Academy of Railway Sciences ，Beijing 100081，China ） Abstract ：Traditional anchor sealing method for CRTS-I track slab used in High Speed Railway was featured by inefficiency ，complicacy ，poor construction quality and being easy to fall off．This paper proposed a new anchor sealing method with which ，half of the anchor materials are manufactured in factory and the anchor sealing operation is standardized．Therefore ，with the new anchor sealing method ，semi-automatic construction can be adopted and construction time for the track slab anchor sealing can be shortened to one-sixth of traditional values．Additionally ，the quality of anchor sealing can be better ensured．Field application shows that the new anchor sealing technology can significantly improve the efficiency of track slab anchor sealing construction ，shorten the track slab production period ，and ensure standardized construction． Key words ：railway engineering ；track slabs ；anchor sealing ；construction ［收稿日期］2012-01-31 ［基金项目］中国铁道科学研究院院基金项目（2009YJ19）［作者简介］谭盐宾，助理研究员， E-mail ：ybtan1981@126．com 板式无砟轨道是我国高速铁路轨道结构的主要结构形式之一，其以预制轨道板为结构核心。预制轨道板主要可分为CRTS Ⅰ型轨道板和CRTS Ⅱ型轨道板，二者间一大不同之处即在于前者为后张法预应力结构， 在预应力施加完毕后需对锚穴孔进行封锚处理；而后者为先张法预应力结构，不存在封锚处理要求。在部分采用CRTS Ⅰ型轨道板结构的铁路运营过程中， 表现突出的问题就是锚穴封锚材料的脱落问题， 因为封锚材料脱落就会失去保护轨道板预应力钢棒免遭雨水等有害介质侵蚀的作用。本文针对CRTS Ⅰ型轨道板传统封锚施工工艺存在的问题，研究提出了一种新的快速封锚工艺，对相关施工工艺进行了介绍，以期为广大工程技术 人员提供参考。1 CRTS Ⅰ型轨道板锚穴结构特点 CRTS Ⅰ型轨道板为后张法预应力结构，在预应力筋设计中通常沿轨道板横向设置单排16根预应力钢棒， 沿纵向设置双排共8根预应力钢棒。当预应力钢棒张拉完成后，为保证在轨道板使用过程中预应力钢棒不受雨水或氯盐等有害离子的腐蚀，必须对张拉孔锚穴进行封闭处理。轨道板张拉孔锚穴结构如图1所示，横向锚穴孔为孔径内小外大的圆台形结构，纵向锚穴孔为孔径内小外大的长椭圆形结构，为提高封锚材料与锚穴孔的黏结力，在轨道板生产过程中会在锚穴孔内壁上预设2道凹槽。2 CRTS Ⅰ型轨道板传统封锚工艺存在的问题CRTS Ⅰ型锚穴孔分布于轨道板侧面之上，其施工状态与预制箱梁梁端锚穴极为相似。因此，早期在CRTS Ⅰ型轨道板锚穴封闭施工中， 一般采用与
铁路声屏障
单位工程质量验收记录表 单位工程名称平齐铁路电气化改造工程路基声屏障 开工日期竣工日期 施工单位中铁城建集团有限公司平齐铁路电气化改造工程项目经理部 项目负责人梁喜文项目技术负责人陈亮项目质量负责人王玉玺序号项目验收记录验收结论 1 分部工程共分部 经查符合标准规定及设计要求分部 2 质量控制资料核查 共项 经查符合要求项不符合要求项 3 安全和主要使用功能核查 及抽查结果 共核查、抽查项 符合要求项 不符合要求项 4 观感质量验收 共检查项 评定为合格的项评定为差的项 5 综合验收结论 验收单位 施工单位监理单位勘察设计单位建设单位 中铁城建集团有限公司平 齐铁路电气化改造工程项 目经理部 （公章） 单位负责人： 年月日 北京铁研建设监理有限责 任公司平齐铁路电气化改 造工程监理部 （公章） 总监理工程师： 年月日 铁道第三勘察设计院集团 有限公司 （公章） 项目负责人： 年月日 哈尔滨铁路局平齐铁路电 气化改造工程建设指挥部 （公章） 项目负责人： 年月日
路基声屏障基础分部工程质量验收记录表 单位工程名称平齐铁路电气化改造工程路基声屏障 施工单位中铁城建集团有限公司平齐铁路电气化改造工程项目经理部 项目负责人梁喜文项目技术负责人陈亮项目质量负责人王玉玺序号分项工程名称检验批数施工单位检查评定结果监理单位验收结论 1 桩基础（成孔）符合要求 2 桩基础（钢筋）符合要求 3 桩基础（混凝土）符合要求 4 桩基础（预埋件）符合要求 5 底梁（模板与支架）符合要求 6 底梁（钢筋）符合要求 7 底梁（混凝土）符合要求 8 底梁（预埋件）符合要求 9 质量控制资料 安全和功能检验（检测）报告 验收单位 施工单位 项目负责人年月日 勘察设计单位 项目负责人年月日 监理单位 监理工程师 年月日
第二节轨道结构 高速铁路的轨道结构从总体上可分为两类：一类为传统的有砟轨道；另一类为无砟轨道，实践表明，两种轨道结构均可保证高速例车的安全运营。但由于两类轨道结构存技术经济方面的差异，各国均根据自己的国情、铁路的特点合理选用，以取得最佳的技术经济效益。 一、一般规定 （一）正线轨道 1．正线及到发线轨道应按一次铺设跨区间无缝线路设计。 2.正线应根据线路速度等级和线下工程条件，经技术经济论证后合理选择轨道结构类型，轨道结构宜采用无砟轨道。无砟轨道与有砟轨道应集中成段铺设，无砟轨道与有砟轨道之间应设置轨道结构过渡段。 3．无砟轨道的结构型式应根据线下工程、环境条件等具体情况，经技术经济比较后台合理选择。同一线路可采用不同无砟轨道结构型式，同一型式的无砟轨道结构应集中铺设。 4．轨道结构部件及所用工程材料应符合国家和行业的相关标准要求。 5．无砟轨道主体结构应不少于60年设计使用年限的要求。 6．轨道结构设计应考虑减振降噪要求。 7．轨道结构应设置性能良好排水系统。 （二）站线轨道 1．正线为轨道时，与正线相邻的两条到发线宜采用无砟轨道，其他可采用混凝土宽枕的有砟轨道；高架车站或站台范围设架空层的车站到发线区段宜采用无砟轨道结构。 2．站线采用有砟轨道时，轨道结构设计应符合下列规定： (l)到发线应采用60kg/m无螺栓孔新钢轨；其他站线宜铺设
50kg/m钢轨。 (2)到发线应采用混凝土轨枕．每千米铺设1667根；当铺设混凝土宽枕时，每千米铺设1760根。其他站线每千米铺设1440根． (3)站线应采用一级碎石道砟。到发线道床顶宽3.4m，道床厚度0.35m，边坡为1：1.75;其他站线道床预宽2.9m，道床厚度0.25m，边坡为1：1.5。， (4)站线混凝土轨枕宜采用弹条Ⅱ型扣件。 二、有砟轨道 l钢轨 正线轨道应采用100m定尺长的60kg/m无螺栓孔新钢轨，其质量应符合相应速度等级的钢轨相关要求。 2．轨枕 正线有砟轨道采用2.6m长混凝土轨枕，每千米铺设1667根。道岔区段铺设混凝上岔枕． 3配件 (1)有砟轨道采用与轨枕配套的弹性扣件，其轨下弹性垫层静刚度宜为60±10kN/mm。 (2)无砟轨道采用与轨道板或双块式轨枕相配套的弹性扣件,其轨下弹性垫层静刚度宜为25±5kN/mm。 4．道床 (1)采用特级碎石道砟，道砟的物理力学性能应符合有关规定。道砟上道前进行清洗，清洁度应满足有关要求。 (2)道床顶面低于轨枕承轨面不应小于40mm，且不应高于轨枕 中部顶面。 （3）路基地段单线道床顶面宽度3.6m，道床厚度0.35m，道床边坡1：l.75，砟肩堆高0.15m。双线道床顶面宽度分别按单线设计。，石质路堑地段采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层
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。
高速铁路无砟轨道主要病害
混凝土无砟轨道病害类型及处理方法 高铁3103 第八组 组员：李红刚曾晔波张一格 马飞史琨赵凡
一、病害(缺陷)类型 目前国内高速铁路采用的 无砟轨道主要有两种, 即板式 无砟轨道与双块式无砟轨道。 图1给出的是路基段双块式无砟轨道结构病害分布示意图。图1中 a , b , c , d 4个虚圈圈定的是无砟轨道常见病害发育部位, 详细病害总结见表 1 。 表 1 高速铁路无砟轨道中的主要病害类型及其原因 病害部 位 病害类型可能原因发展结果 道床板表面裂缝设计配筋与施工 质量等 上下贯穿裂 缝 道床板内部不密实、空 隙、空洞、 钢筋异常 施工捣固不均等 配筋大小不一或 错位 承载力过 低、道床板 破裂 道床板承载 力不均、破 损 道床板 与空隙、脱 空、抗剪销 凿毛、去渣, 干 缩, 道床板裂缝 承载力过 低、道床板
支撑层间钉缺失等 未做抗剪销钉 破裂、支承 层破裂 道床板挠曲 变形、层间 空隙, 道床 板破裂 支撑层表层空隙、起伏找平或道床板下 部破坏摩擦引发 道床板、支 撑层整体破 损、破裂 支撑层内部空隙、不密 实、破裂 捣固不均, 异物 掺杂等 支撑层破 损、破裂 级配碎石下沉地基下沉等道床整体下 沉、破损等 双块轨枕周边空隙、裂缝捣固不均、干缩 等 道床板裂缝 等 二、病害(缺陷)处理方法 针对无砟轨道质量缺陷检测, 包含地质雷达法、瞬变电磁法、混凝土钢筋探测仪法、超声回弹法在内的多种方法可供考虑。然而, 针对无砟轨道中出现的混凝土结构层间裂隙、层内不密实或空隙、各混凝土层的破损或破裂及钢筋缺失和错位此类病害(缺