大連周水子立交橋安裝隔聲屏后原結(jié)構(gòu)復(fù)核

王培杰

(沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院)

大連周水子立交橋安裝隔聲屏后原結(jié)構(gòu)復(fù)核

王培杰

(沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院)

本文通過(guò)對(duì)大連市周水子立交橋安裝隔聲屏后原結(jié)構(gòu)的復(fù)核計(jì)算，分析了在原有舊的橋體結(jié)構(gòu)上加裝隔音屏的安全性與可行性。計(jì)算時(shí)考慮了聲屏障兩側(cè)分別為迎風(fēng)面的可能，并且為了保證結(jié)構(gòu)安全度計(jì)算時(shí)采用的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速分別采用50年與100年一遇分別進(jìn)行計(jì)算。

隔音屏 舊橋結(jié)構(gòu)復(fù)核 風(fēng)荷載計(jì)算

一、情況說(shuō)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(yíng)運(yùn)，通行此橋車輛眾多，噪聲較大，已經(jīng)嚴(yán)重影響大連匯文中學(xué)日常教學(xué)及師生休息。為了降低行車噪音對(duì)大連周水子立交橋附近學(xué)校及居民的噪音污染，準(zhǔn)備在大連周水子立交橋西側(cè)設(shè)置3m高隔音屏。由于在安裝隔音屏以后，隔音屏的迎風(fēng)面積較大，這樣大大增加了結(jié)構(gòu)承受風(fēng)荷載的效應(yīng)，對(duì)隔音屏基礎(chǔ)的受力將十分不利。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)

1、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ 021-89）

2、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 023-85）

3、《大連周水子立交工程》

三、隔音屏設(shè)計(jì)情況

要在橋上設(shè)置隔音屏，必須為隔音屏設(shè)置基礎(chǔ)。針對(duì)周水子立交橋具體情況，我們決定將隔音屏基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)的穩(wěn)定性。

1、隔音屏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。隔音屏基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸為寬30cm，高40cm，采用C50混凝土。隔音屏基礎(chǔ)與T梁邊梁通過(guò)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(jiàn)隔音屏基礎(chǔ)配筋圖，圖中N1為所植鋼筋，N2為基礎(chǔ)構(gòu)造鋼筋。

2、隔音屏基礎(chǔ)預(yù)埋件。隔音屏基礎(chǔ)通過(guò)預(yù)埋件與聲障屏立柱連接，為此需要為隔音屏立柱設(shè)置預(yù)埋件在基礎(chǔ)中。預(yù)埋件由鋼板及預(yù)埋螺栓構(gòu)成，每組預(yù)埋件1塊鋼板4個(gè)預(yù)埋螺栓，每個(gè)立柱下設(shè)一組預(yù)埋件。立柱的間距為2.5m。

預(yù)埋鋼板結(jié)構(gòu)尺寸為22x22x2cm鋼板，預(yù)埋螺栓采用Φ20鋼筋，預(yù)埋深度為22cm。詳見(jiàn)隔音屏基礎(chǔ)預(yù)埋件圖，圖中N3為預(yù)埋螺栓，M1為預(yù)埋鋼板。

四、計(jì)算要點(diǎn)

本次計(jì)算按圖紙理想狀態(tài)計(jì)算，未對(duì)材料強(qiáng)度進(jìn)行折減，且在計(jì)算時(shí)我們按預(yù)埋鋼筋錨固可靠考慮。對(duì)各構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)采用的材料強(qiáng)度均采用構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)使用的相應(yīng)規(guī)范強(qiáng)度。

五、計(jì)算過(guò)程

在計(jì)算時(shí)采用的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速按50年一遇及100年一遇分別計(jì)算；地表粗糙程度取為D類；計(jì)算位置離橋面高度取1.5米；計(jì)算時(shí)計(jì)算寬度取29.5米（燈柱間距為29.5米）；計(jì)算時(shí)分別考慮隔音屏兩側(cè)分別為迎風(fēng)面的可能，對(duì)隔音屏基礎(chǔ)進(jìn)行承載能力驗(yàn)算。計(jì)算過(guò)程如下：

5.1風(fēng)荷載按50年一遇計(jì)算，基本風(fēng)速取32.7m/s 。

5.1.1 、風(fēng)荷載計(jì)算

5.1.2 、隔音屏基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓驗(yàn)算。

由于在風(fēng)荷載的作用下隔音屏有繞底座外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以我們對(duì)隔音屏底座外側(cè)取矩，驗(yàn)算螺栓的拉力。并且由于隔音屏兩側(cè)風(fēng)荷載對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的效應(yīng)是相同的，指示方向相反而已，故計(jì)算中只選取一種情況考慮，暫按隔音屏外側(cè)為迎風(fēng)面計(jì)算。

在設(shè)計(jì)文件中隔音屏計(jì)算寬度29.5米內(nèi)共設(shè)12根立柱，每根立柱4個(gè)螺栓，內(nèi)外側(cè)各兩個(gè)，這樣計(jì)算寬度內(nèi)隔音屏基礎(chǔ)內(nèi)外側(cè)各有24個(gè)螺栓。

簡(jiǎn)化計(jì)算只考慮迎風(fēng)側(cè)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(yīng)力允許值取 210Mpa（5.6級(jí)的 A級(jí)螺栓，參照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范-GB50017-2003）。

5.2風(fēng)荷載按100年一遇計(jì)算, 基本風(fēng)速取35.2m/s。

5.2.1 、風(fēng)荷載計(jì)算

5.2.2 、隔音屏基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓驗(yàn)算。由于在風(fēng)荷載的作用下隔音屏有繞底座外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以我們對(duì)隔音屏底座外側(cè)取矩，驗(yàn)算螺栓的拉力。并且由于隔音屏兩側(cè)風(fēng)荷載對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的效應(yīng)是相同的，指示方向相反而已，故計(jì)算中只選取一種情況考慮，暫按隔音屏外側(cè)為迎風(fēng)面計(jì)算。

在設(shè)計(jì)文件中隔音屏計(jì)算寬度29.5米內(nèi)共設(shè)12根立柱，每根立柱4個(gè)螺栓，內(nèi)外側(cè)各兩個(gè)，這樣計(jì)算寬度內(nèi)隔音屏基礎(chǔ)內(nèi)外側(cè)各有24個(gè)螺栓。

簡(jiǎn)化計(jì)算只考慮迎風(fēng)側(cè)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(yīng)力允許值取 210Mpa（5.6級(jí)的 A級(jí)螺栓，參照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范-GB50017-2003）。

5.3隔音屏基礎(chǔ)驗(yàn)算。隔音屏基礎(chǔ)采用植筋方式與T梁連接。基礎(chǔ)受力鋼筋為由于受力鋼筋配筋面積遠(yuǎn)大于隔音屏預(yù)埋螺栓面積，故基礎(chǔ)配筋滿足要求，無(wú)需驗(yàn)算。

六、結(jié)束語(yǔ)

在上世紀(jì)80年代初期至2005年以前正是我國(guó)交通事業(yè)起步階段，很多大城市市區(qū)內(nèi)新建了很多立交橋，跨線橋，這些橋梁興建在鬧市區(qū)，同時(shí)也臨近居民住宅及企事業(yè)單位。由于近年來(lái)汽車日益增多，交通量不斷增大，噪音擾民問(wèn)題日益嚴(yán)重，本文通過(guò)對(duì)一座舊橋加裝隔音屏的工程實(shí)例很好地解決了這類問(wèn)題，實(shí)際應(yīng)用效果很好，希望在日后在舊橋改造工作中廣泛應(yīng)用。

[1]《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ 021-89）. 人民交通出版社

[2]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 023-85）

[3]《材料力學(xué)》，孫訓(xùn)方，方孝淑，關(guān)來(lái)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(jí)職稱，學(xué)歷：工學(xué)學(xué)士，研究方向：道路與橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、舊橋檢測(cè)與加固，單位：沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院。