鐵路箱內行車全封閉式箱梁的製作方法

2023-06-04 11:26:02

本發明涉及一種鐵路及公路具有隔音降噪或擋風需求地段的橋梁，具體是一種鐵路箱內行車全封閉式箱梁。

背景技術：

目前國內外尚未在常規鐵路或高速鐵路上建有全封閉式聲屏障，僅有個別半封閉式聲屏障投入應用。例如滬杭客專採用半封閉式聲屏障，該類型聲屏障結構由箱梁、鋼棚架、吸聲板和隔音板組合而成，一般用於隔音、降噪要求較高的環境敏感點，隔音降噪吸音效果相對要好；對於城市道路及城市軌道交通聲屏障，多採用與前述鐵路半封閉式相同的形式，其結構高度比鐵路小，受風面積小，且無高速列車氣動力效應及振動問題，此外養護維修對交通影響比鐵路小；再如澳門西灣大橋箱內行車箱梁，採用分離式雙主梁，箱梁內部設置下層車道，僅在颱風期間上層橋面被封閉時才會開放使用。雖然半封閉式聲屏障和箱內行車箱梁在公路及鐵路中已投入了應用，但其中存在的問題也十分突出：

1.半封閉式聲屏障一般採用鋼結構骨架，其造價高，後期養護維修量大，且隔音效果欠佳；

2.城市道路及城市軌道交通半封閉式聲屏障結構高度要比鐵路小，無列車風氣動力問題，且相比鐵路來說養護維修對交通影響小，因此很難應用於鐵路中；

3.與澳門西灣大橋類似的箱內行車箱梁方案雖然很好地起著擋風的作用，但其梁底較寬，因此下部結構工程量也較大；

4.整體式箱內行車箱梁體量過大，施工方法只能選擇現澆，工程造價高且對環境影響大。

技術實現要素：

針對現有半封閉式聲屏障及箱內行車箱梁在高架橋梁上應用存在的一系列問題，本發明的目的在於提供一種既能達到非常好的隔音效果，又能提高材料利用率降低工程造價、對交通幹擾小、施工便捷、具有抗風性能的鐵路箱內行車全封閉式箱梁。

為達到上述目的，本發明設計的鐵路箱內行車全封閉式箱梁，其特徵在於：包括圍成截面為矩形的頂板、底板和兩個側板；所述側板包括端部相連的隔板和箱型腹板；所述頂板和所述隔板為一體結構，所述底板和所述箱型腹板為一體結構；所述隔板沿軸向間隔設有多個採光孔，每個所述採光孔中均設有一透光隔音板。這樣，採用全封閉式的箱室結構，將列車設置於箱體內部，在不拉高鐵路標高的前提下，大大加大了梁高，從而具備了更大的跨越能力，可減少了橋墩數量約60％。

優選的，所述頂板和所述隔板的連接處設有局部加厚區；所述頂板、隔板和局部加厚區內布置應力筋，採用現澆一體成型。這樣，當下半部分也即是底板和箱型腹板施工完成後，即可直接在其上澆築上半部分(也即是頂板、隔板和局部加厚區)，如此省去了常規現澆梁的支架並避免了對橋下交通的幹擾，施工便捷；同時，上半部分可以起到聲屏障的作用，且為厚實的混凝土材料，不僅省去了昂貴的金屬或通透板聲屏障費用，而且比常規的聲屏障的隔音效果更好，耐久性更好。

優選的，梁端處所述底板的厚度大於跨中處所述底板的厚度。

作為優選方案，所述箱型腹板包括第一腹板和第二腹板；所述第一腹板一端與所述第二腹板一端連接，所述第一腹板另一端與底板端部連接，所述第二腹板的另一端與所述底板頂面連接。

優選的，所述第一腹板和第二腹板之間呈銳角夾角，所述第一腹板與所述底板之間呈鈍角夾角。

進一步優選的，所述第一腹板、第二腹板和底板內布置應力筋，採用現澆或預製一體成型。

進一步優選的，所述第二腹板沿軸向間隔設有多個通風孔，所述通風孔將頂板、隔板、第二腹板和底板圍成的空間和第一腹板、第二腹板和底板圍成的空間連通。通風孔增加了箱梁體內的空氣流通，平衡了箱梁內外的氣壓差並起到了箱內通風的作用

進一步優選的，所述頂板、隔板、第一腹板和底板圍成兩端為開口的且截面為矩形的封閉空間。全封閉式的結構可使得列車免受大風的影響，避免颱風天氣時列車停運或限速。

優選的，所述第二腹板的側壁設有檢查走道。

進一步優選的，所述檢查走道在豎直方向上位於通風孔的上方。

本發明的有益效果是：一、採用全封閉式的箱室結構，將列車設置於箱體內部，在不拉高鐵路標高的前提下，大大加大了梁高，從而具備了更大的跨越能力，可減少了橋墩數量約60％；二、箱體分為上下兩部分，下半部分可採用預製的槽型梁，將槽型梁架設後再在騎上澆築上半部分，且兩個部分一起參與整體受力計算，使得箱梁整體剛度和穩定性大大增強，並且省去了常規現澆梁的支架，也避免了對橋下交通的幹擾，施工比便捷；第三、上半部分主要包括頂板和隔板，為厚實的混凝土材料，共同起到聲屏障的作用，相比現有技術大大省去了昂貴的金屬或通透板聲屏障的費用，而且取得了更好的隔音效果，同是也提高了耐久性；第四、全封閉式的結構使得列車免受大風的影響，避免颱風天氣時列車停運或限速。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖

圖2是圖1中A-A的局部剖視示意圖

圖中：頂板1、底板2、側板3、隔板4、箱型腹板5(第一腹板5.1、第二腹板5.2)、透光隔音板6、局部加厚區7、通風孔8、檢查走道9。

具體實施方式

下面通過圖1～圖2以及列舉本發明的一些可選實施例的方式，對本發明的技術方案(包括優選技術方案)做進一步的詳細描述，本實施例內的任何技術特徵以及任何技術方案均不限制本發明的保護範圍。

如圖1和圖2所示，本發明設計的鐵路箱內行車全封閉式箱梁，包括圍成截面為矩形的頂板1、底板2和兩個側板3，優選的，梁端處底板2的厚度大於跨中處底板2的厚度；所述側板3包括端部相連的隔板4和箱型腹板5；所述頂板1和所述隔板4為一體結構，所述底板2和所述箱型腹板5為一體結構；所述隔板4沿軸向間隔設有多個採光孔，每個所述採光孔中均設有一透光隔音板6。全封閉式的結構使得列車受到的側向風壓大大減小且有著極其好的消音降噪效果，能更好地應用在高架鐵路中

如圖1所示，所述頂板1和所述隔板4的連接處設有局部加厚區7；所述頂板1、隔板4和局部加厚區7內布置應力筋，採用現澆一體成型。

如圖1所示，作為優選方案，所述箱型腹板5包括第一腹板5.1和第二腹板5.2；所述第一腹板5.1一端與所述第二腹板5.2一端連接，所述第一腹板5.1另一端與底板2端部連接，所述第二腹板5.2的另一端與所述底板2頂面連接。優選的，所述第一腹板5.1和第二腹板5.2之間呈銳角夾角，所述第一腹板5.1與所述底板2之間呈鈍角夾角；所述第一腹板5.1、第二腹板5.2和底板2內布置應力筋，採用現澆或預製一體成型。

如圖2所示，優選的，所述第二腹板5.2沿軸向間隔設有多個通風孔8，所述通風孔8將頂板1、隔板4、第二腹板5.2和底板2圍成的空間和第一腹板5.1、第二腹板5.2和底板2圍成的空間連通。通風孔8增加了箱梁體內的空氣流通，平衡了箱梁內外的氣壓差並起到了箱內通風的作用

優選的，所述頂板1、隔板4、第一腹板5.1和底板2圍成兩端為開口的且截面為矩形的封閉空間。

再如圖1所示，所述第二腹板5.2的側壁設有檢查走道9，所述檢查走道9在豎直方向上位於通風孔8的上方。

本領域技術人員容易理解，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不以限制本發明，凡在本發明的精神和原則下所做的任何修改、組合、替換、改進等均包含在本發明的保護範圍之內。