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1、论高速铁路挡风墙设计和施工 【摘要】本文以具体事例的形式对高速铁路挡风墙的设计和施工进行分析，对于高速铁路挡风墙的施工提供指导作用。【关键词】高速铁路；挡风墙；设计；施工中图分类号：U238文献标识码：A文章编号：一、前言兰新第二双线高速铁路工程十三间房至吐鲁番鄯善段落，地处哈密、吐鲁番盆地北缘山前冲、洪积平原，地势平坦，属于戈壁地区。受气候条件及植被发育的影响，部分地表形成风积沙地貌，部分地段表现为固定、半固定、流动沙地、沙丘。沿线地层的分布主要受构造控制，岩性复杂多变，主要为中、新生界碎沉积物，出露第三系、白垩系泥岩、砂岩及砾岩，表层分布第四系卵砾石土松散沉积物。本区段内风速高，最大
2、风速达56.6m/s;风期长，局部地段大于8级风的天数已超过200天;季节性强，全年最大风速主要发生在冬春交替的4～5月和秋冬交接的9～10月;风向稳定，主导风向大约在N～N20°W范围内。二、挡风墙设计1、设计原则7效果好，就高不就低，坚固耐用，经济环保，因地制宜，美观大方。2、挡风墙作用原理挡风墙的作用就是干扰、阻碍风场气流，在挡风墙与车体间形成明显的涡流，耗散了部分风能，降低行车区域的风速，减小了风场对汽车行驶稳定性的影响，以达到外侧强风，内侧弱风；外侧小风，内侧无风的效果，提高行车安全。挡风墙位置的不同，挡风墙对风场的影响不尽相同。在背风侧形成涡流，随着挡风墙位置的改变，挡风墙背风
3、侧的涡流由一个变为两个，且涡流形状越来越大，表明涡流影响范围越大，涡流形状越大，其对风能的耗散越强，从而降低风对汽车的影响，增加行车安全性。在大风过程中，所有车辆应尽可能靠有挡风墙一侧的道路限速行使。3、风力等级风力等级是挡风墙设计考虑的重要因素。三、挡风墙结构形式选择如果从造价来看,透风式挡墙最低。但透风式挡风墙的设计还处于探索阶段,尚无实践经验可借鉴。透风方式也多种多样,有栅栏式、横格式、竖格式、圆格式。另外,透风孔的大小和透风率的取值及其对列车运行安全的影响,这些问题目前还处于初步研究阶段。对拉式挡风墙结构比较简单,施工方便,其构件可拆除重新组合利用,便于维护。当路堤高度>30m时,
4、7应设置对拉式挡风墙，L形挡风墙露在地面以上的部分体积小,占用路肩少;其抗倾覆力臂长,结构合理;整体施工质量容易保证，其造价相对土堤式挡风墙较低。上述土堤式和对拉式挡风墙,其结构左右对称,不论风向如何变化,其抗风倾覆稳定性都很好。透风式挡风墙和L形挡风墙为不对称结构,其抵御反方向风力的能力相对较弱。当然,挡风墙的结构形式还会有很多,如柱板式、扶壁式等。如能结合风洞试验和现场风压观测,进行专项课题研究,还可优化设计出其它安全可靠、经济实用的挡风墙结构形式。本标段的挡风墙结构形式就是在路堑段采用L型扶壁式，路堤段采用柱板式，现场已施工完毕，防风效果较好。四、挡风墙高度确定根据计算机模拟试验结果
5、，载重60t列车的临界翻车风速为50m/s，约等于22kN·m的倾覆力矩。因此，挡风墙只要将倾覆力矩减小至22kN·m以下，可保证列车不倾覆。根据不同高度挡风墙后倾覆力矩的数值模拟结果，2.50m可使56m/s以下风速的倾覆力矩减弱至22kN·m以下，3m可使60m/s以下风速的倾覆力矩减弱至22kN·m以下，3.25m挡风墙可以使64m/s以下风速的倾覆力矩减弱至22kN·m以下，十三间房至吐鲁番鄯善县段落正处于著名的新疆百里风区，最大瞬时风速为60m/s，故采取3m墙高以上的挡风墙。本段落均采取4m强高的挡风墙。7五、挡风墙施工工艺1、柱板式桩基柱板式挡风墙工艺流程:测量放线→精确定位
6、→钻机钻孔→桩基钢筋笼制安→混凝土浇注→L型柱钢筋制安→模型安装→模型检查→混凝土浇注→拆除立柱模板→吊装挡风板→勾缝→场地平整。桩基施工完毕，待混凝土经实检测基底承载力达设计要求后，方可进入下道工序的施工，确保桩基不下沉。施工每根桩基顶面必须保证在一个纵面上，基础顶面标高与线路纵坡一致，同一标高的路基顶面标高要保持一致，便于安装挡风板，桩基施工顶面必须收成有足够长宽度且大于立柱断面积的平台，以保证在施工立柱时模板的垂直度和施工的规范化，以便提高施工效率，立柱浇筑完成后，回填平台周围并洒水夯实,本段路堤里程范围全是桩基柱板式挡风墙，路堑里程范围全是L型扶壁式。2、对拉式对拉式挡风墙施工工艺
7、复杂，精度要求高，其工艺流程:测量定位→基槽开挖→精确定位→安砌底座→回填基坑→安装销子→安砌墙面板→安装拉杆、螺帽→填土夯实→安砌顶板→勾缝→平整场地。安装基座和A，B，C7板是对拉式挡风墙的重点。墙面板尺寸及预留孔的位置务必精确，达到设计强度后方可搬运。墙面板安装用M10砂浆，挂线法控制底座、墙面板及顶板的位置，做到横平竖直。底座与墙面板就位后安装拉杆，人工配合机械吊装预制块和填料。上下层墙面板的插销孔和前后的拉杆孔
