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声屏障承重结构设计

浏览次数: 发布时间:2015-10-25 13:01:58
    声屏障如何安置到选定位置,并稳定、安全的屹立在那里,经受各种恶劣环境的考验,这是承重结构设计的范畴。承重结构设计主要包括三个部分:1声屏障本身结构的强度和刚度;2)立柱结构的强度和刚度;3)声屏障的连接构件的强度。
冷却塔声屏障
冷却塔声屏障
高铁声屏障
高铁声屏障
大弧形声屏障
大弧形声屏障
凹凸穿孔声屏障
凹凸穿孔声屏障





































载荷:
    声屏障的载荷有两部分组成:(1)材料的自重,主要由实际使用材料的实际重量所决定,它往往是垂直载荷部分;(2)风载,它是声屏障承受的水平载荷,它往往是构成声屏障强度和稳定的主要载荷,风载是由构筑物所在的地区来决定的,可以参考“建筑结构设计、施工规范”进行选择,也可安装我国的不同城市、区域的风速、风力来进行计算,而且根据不同的概率有不同的风速规定,一般都采用100年一遇的概率来运算。风速与风压有如下的关系,其I一户风速为V,风压为Wo:
                      wo=V2/16
    横向风压W可按下式进行计算:
                附=KlxK,xK3xK4x
    式中:K1:构造物常数,高速公路给一、二级公路的大、中型桥为1,其他可选用为0.85 ;
            K:2:  1.3;
          K:3:风压高度常数c.见表5-2 ) :
          K:4:地形特征系数(、见表5-3 ) ;
表5-2风压高度常数表
表5-2风压高度常数表
表5一3地理地形特征系数表

表5一3地理地形特征系数表
    风压力的迎风面积F的规定:在横向风压计算时,漏空的栏杆按0.2来计算,如为实体时为1.0。
    在纵向风压计算时,吊桥、斜拉桥的索塔按100%横向风压计算,而桥墩按70%计算,纸架按40%计算。
    据安徽省气象局的领导同志介绍,合肥市属内陆城市,低空的风速较小,般都小于上海市的风速,据有关资料统计,地面的最大风速为3.2 m/s。这样合
肥市地面风压最大值为0.64 kN/m'`。合肥市的声屏障建设是设立在城市主干道上,高度在3rn左右,故声屏障的风载为0.64 kN/mz。
 
计算内容与原则:
  1、声屏障单体构件的强度遇刚度计算:
    声屏障除了遇构筑物整体浇筑或添筑以外,往往预先制成一定体量的单体,然后进行安装。对于这些单体除了应计算其在声屏障上具有一定的强度与刚度,而且其在运输、安装中的强度和刚度亦有所保证。在安装就位后的单体强度与刚度主要是由水平风压力作用下的绕曲强度与变形量,它与立柱的间距有关在运输及安装时的刚度和强度,主要是构件自重作用下的弯曲与变形。
 
2、承重结构计算:
(1)计算图示:绘制承重结构物的承受外载荷情况的计算式(如图5-9所示),
以全面反映结构物实际受力状态a
图5-9计算图示
 
图5-9计算图示
    一般声屏障的结构大致由下述几个部分组成:立柱,b)障板与立柱的连接,c)柱与基础连接(高架桥道路基础往往是结构物本身—高架桥),d)基础本身,基础在地面上又有浅基础与桩基础等的类别。
    (2)立柱的计算:立柱将全部承受由声屏障横向风压所产生的风载荷。立柱通常情况下,构成了一个单悬臂梁的计算图式,因而其受力最危险部位应在其根部,根部承受水平载荷产生的弯矩M、水平力H、立柱自重产生垂直力N.可按弯曲查杆件验算其截面强度,除此之外还应验算其顶端的位移量,应小于1/300,这于立柱的断面刚度直接有关,若不能满足时,则应修改断面尺寸,增加或减少其刚度,以适应断面受力的需要。
    (3)障板与立柱计算:这部分可与单件计算中统一,所不同的倘若两者还存在锚固或紧固件,还应计算其剪力强度。
    (4)立柱与基础连接部计算:立柱的生根在高架道路上,其基础很可能是防撞护拦或栏杆。当新修建筑物时,往往采用预埋件形式预立柱以法兰盘相联,而当旧的结构时,往往借助栏杆板外侧以扣件固定立柱。对于以法兰盘连接时,那么预埋部分应计算预埋部件有足够的锚固长度,保证当声屏障承受水平载荷后,立柱具有足够抗拔能力,锚固钢筋在栏板中具有足够的握裹力,并在夯顶面有足够抗压强度,保证在柱顶偏心受压状态下,保持柱顶不被压碎。另外,以法兰盘联结时,还应计算立柱与法兰板焊接强度,或连接件的强度,还有以螺栓与法兰板连接时,应计算连接螺栓的抗拉与剪切强度。
    (5)基础部分的计算:这部分对高架桥上设置的声屏障是不存在的,但在特殊情况下,也有设置在地面上,这是可能涉及到声屏障立柱下方的基础问题了,这应有桩基和地质方面的知识来进行验证计算。
 
声屏障的构造设计讨论:
    当承重结构设计校正计算完以后,只是保证了构件的强度与稳定,并不代表施工安装上的完美性,如声屏障的板与板之间,板与立柱之间密贴连接问题,只有通过结构断面的合理组合,才一能保证声屏障尽量部发生声波的漏失,同时,在实际工程安装过程,事先要考虑到安装误差而给予一定的公差设计。
 
整体构造要求:
  1.声屏障立;柱的断面高度,不仅要按不同声屏障高度修改立柱断面,以保证其安全性与经济性,而且断面还应满足障板插入、拆卸的方便,所以立柱断面应在插入障板时,障板与柱的翼缘板之间有一定的空隙,以便装卸,为了保证障板与立柱的密贴,一般应用弹簧轧具对屏障进行固定,弹簧轧具有既便于装卸,又可保证板与柱密贴,堵绝声音的透射,同时,由于障板的弹性支撑性质.可缓冲声屏障障板自身的振动,较好地避免振动带来地破坏。
  2.障板与立柱密贴,与障板制作的平整体与立柱断面型式有关,一般建议立柱采用“I”型面,而不主张采用工字型钢断面,因为“I”型面二肢时平面,而工字型钢二肢时斜面,前者与声屏障的接触,理论上是面接触,比较容易防止声漏失,而工字型钢却是线接触,不能满足高隔声的要求,有时为了到达结合面密贴,也可用装好后,用密封胶在一次进行密封,以保证其不会漏声。


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