大連周水子立交橋安裝隔聲屏后原結構復核

王培杰

(沈陽市市政工程設計研究院)

大連周水子立交橋安裝隔聲屏后原結構復核

王培杰

(沈陽市市政工程設計研究院)

本文通過對大連市周水子立交橋安裝隔聲屏后原結構的復核計算，分析了在原有舊的橋體結構上加裝隔音屏的安全性與可行性。計算時考慮了聲屏障兩側分別為迎風面的可能，并且為了保證結構安全度計算時采用的設計基本風速分別采用50年與100年一遇分別進行計算。

隔音屏 舊橋結構復核 風荷載計算

一、情況說明

大連周水子立交橋建于1986年，上跨鐵路線及東緯路。目前橋梁正常營運，通行此橋車輛眾多，噪聲較大，已經嚴重影響大連匯文中學日常教學及師生休息。為了降低行車噪音對大連周水子立交橋附近學校及居民的噪音污染，準備在大連周水子立交橋西側設置3m高隔音屏。由于在安裝隔音屏以后，隔音屏的迎風面積較大，這樣大大增加了結構承受風荷載的效應，對隔音屏基礎的受力將十分不利。

二、設計依據

1、《公路橋涵設計通用規范》（JTJ 021-89）

2、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTJ 023-85）

3、《大連周水子立交工程》

三、隔音屏設計情況

要在橋上設置隔音屏，必須為隔音屏設置基礎。針對周水子立交橋具體情況，我們決定將隔音屏基礎設在人行道中間（T梁邊梁肋板上方），這種情況下保證隔音屏基礎的穩定性。

1、隔音屏基礎設計。隔音屏基礎結構尺寸為寬30cm，高40cm，采用C50混凝土。隔音屏基礎與T梁邊梁通過植筋連接，所植鋼筋采用Φ12鋼筋，植入深度為12cm，縱橋向植筋間距為10cm。詳見隔音屏基礎配筋圖，圖中N1為所植鋼筋，N2為基礎構造鋼筋。

2、隔音屏基礎預埋件。隔音屏基礎通過預埋件與聲障屏立柱連接，為此需要為隔音屏立柱設置預埋件在基礎中。預埋件由鋼板及預埋螺栓構成，每組預埋件1塊鋼板4個預埋螺栓，每個立柱下設一組預埋件。立柱的間距為2.5m。

預埋鋼板結構尺寸為22x22x2cm鋼板，預埋螺栓采用Φ20鋼筋，預埋深度為22cm。詳見隔音屏基礎預埋件圖，圖中N3為預埋螺栓，M1為預埋鋼板。

四、計算要點

本次計算按圖紙理想狀態計算，未對材料強度進行折減，且在計算時我們按預埋鋼筋錨固可靠考慮。對各構件強度驗算時采用的材料強度均采用構件設計時使用的相應規范強度。

五、計算過程

在計算時采用的設計基本風速按50年一遇及100年一遇分別計算；地表粗糙程度取為D類；計算位置離橋面高度取1.5米；計算時計算寬度取29.5米（燈柱間距為29.5米）；計算時分別考慮隔音屏兩側分別為迎風面的可能，對隔音屏基礎進行承載能力驗算。計算過程如下：

5.1風荷載按50年一遇計算，基本風速取32.7m/s 。

5.1.1 、風荷載計算

5.1.2 、隔音屏基礎預埋螺栓驗算。

由于在風荷載的作用下隔音屏有繞底座外側轉動的趨勢，所以我們對隔音屏底座外側取矩，驗算螺栓的拉力。并且由于隔音屏兩側風荷載對基礎產生的效應是相同的，指示方向相反而已，故計算中只選取一種情況考慮，暫按隔音屏外側為迎風面計算。

在設計文件中隔音屏計算寬度29.5米內共設12根立柱，每根立柱4個螺栓，內外側各兩個，這樣計算寬度內隔音屏基礎內外側各有24個螺栓。

簡化計算只考慮迎風側螺栓受力，則：

螺栓的最大允許拉力為=314X210=65.9KN＞F螺栓=41.25KN

螺栓的拉應力允許值取 210Mpa（5.6級的 A級螺栓，參照鋼結構設計規范-GB50017-2003）。

5.2風荷載按100年一遇計算, 基本風速取35.2m/s。

5.2.1 、風荷載計算

5.2.2 、隔音屏基礎預埋螺栓驗算。由于在風荷載的作用下隔音屏有繞底座外側轉動的趨勢，所以我們對隔音屏底座外側取矩，驗算螺栓的拉力。并且由于隔音屏兩側風荷載對基礎產生的效應是相同的，指示方向相反而已，故計算中只選取一種情況考慮，暫按隔音屏外側為迎風面計算。

在設計文件中隔音屏計算寬度29.5米內共設12根立柱，每根立柱4個螺栓，內外側各兩個，這樣計算寬度內隔音屏基礎內外側各有24個螺栓。

簡化計算只考慮迎風側螺栓受力，則：

螺栓的最大允許拉力為=314X210=65.9KN＞F螺栓=47.8KN

螺栓的拉應力允許值取 210Mpa（5.6級的 A級螺栓，參照鋼結構設計規范-GB50017-2003）。

5.3隔音屏基礎驗算。隔音屏基礎采用植筋方式與T梁連接。基礎受力鋼筋為由于受力鋼筋配筋面積遠大于隔音屏預埋螺栓面積，故基礎配筋滿足要求，無需驗算。

六、結束語

在上世紀80年代初期至2005年以前正是我國交通事業起步階段，很多大城市市區內新建了很多立交橋，跨線橋，這些橋梁興建在鬧市區，同時也臨近居民住宅及企事業單位。由于近年來汽車日益增多，交通量不斷增大，噪音擾民問題日益嚴重，本文通過對一座舊橋加裝隔音屏的工程實例很好地解決了這類問題，實際應用效果很好，希望在日后在舊橋改造工作中廣泛應用。

[1]《公路橋涵設計通用規范》（JTJ 021-89）. 人民交通出版社

[2]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTJ 023-85）

[3]《材料力學》，孫訓方，方孝淑，關來泰 .高等教育出版社

G322

B

1007-6344（2015）03-0349-02

王培杰（1982.01），男，漢，職稱：道橋工程師高級職稱，學歷：工學學士，研究方向：道路與橋梁結構設計、舊橋檢測與加固，單位：沈陽市市政工程設計研究院。