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1、城市道路全封闭式声屏障设计方法浅议摘要：本文从当前交通噪声掌握的主要技术手段 声屏障工程介绍入手，引入了 “全封闭式声屏障 ”的概念，并依据北京市门头沟区 “高家园道路改造工程全封闭声屏障工程 ”的实际案例，结合国内外相关的争论实践成果，对城市道路全封闭式声屏障设计方法（声学、结构、安全、材料选型及其它关联问题的设计）进行了初步的探讨，期望通过本文能对国内外相关的环保工程设计与建设供应肯定的借鉴意义；关键字：城市道路交通噪声全封闭式声屏障设计方法1、引言进行新世纪以来，随着我国经济建设的快速进展，我国汽车的数量也在飞速进展，城市道路、高速大路的建设进入了一个新的进展高峰；与此同时，汽车带来的交
2、通噪声危害也越来越明显；经济要进展，土地要开发利用，居民的生活质量要提高，有效防治道路两侧的交通噪声不仅仅是一个重要的环境问题，也是一个倍受社会关注的热点问题；设置声屏障工程是掌握交通噪声的重要措施，国外对穿过市区和居住区的高速大路、铁路、高架桥的两侧都普遍设置声屏障，实现了其它降噪手段所不能代替的成效；美、日、法等国早在 60 岁月就已开展了声屏障理论的争论，并实施了很多详细工程；在1992年我国贵州省贵黄高速大路上安装了百M 试验性声屏障，取得了良好的降噪成效；自此开头，全国各地城市道路周边的声敏锐区域都已设置或考虑设置声屏障，特殊在北京声敏锐区域内各条环路、城铁两侧更是设置了多道声屏障工
3、程，成为了一道道特殊的城市风景线；在城市区域内，需引起特殊留意的是城市交通干道两侧的高层建筑物，会形成城市“峡谷”效应，争论说明，平行 “峡谷 ”由于声反射而使该区的声压级相有所上升；此时，采纳一般的声屏障形式来掌握交通噪声向敏锐点的辐射是非常困难的；“全封闭声屏障 ”就是一个解决这类问题的典型方式，在日本、加拿大都已采纳，2003 年我国南京市惠民三期跨线桥上首次安装了道路全封闭型声屏障；这座全封闭声屏障安装后取得了预期的吸隔声成效，得到了毗邻居住楼大多数居民的认可；“全封闭道路声屏障”是指在路段上安装隧道式的隔声结构，把车辆和道路完全隔离在声屏障内，同时也把车辆行驶时产生的噪声及路面反射的
4、噪声隔离在声屏障内，大大提高了声屏障的隔声成效；适用于近侧有声影响敏锐目标如靠近道路的住宅楼 的道路吸隔声降噪采纳（图1 声屏障降噪成效对比分析）；A 一般声屏障 B 全封闭声屏障现依据我单位今年自主设计并实施的北京市门头沟区“高家园道路改造工程全封闭声屏障工程 ”的实际案例（图2），并结合目前国内外最新的争论实践成果，初步探讨城市道路中全封闭式声屏障设计的方法和需留意的相关问题；北京市门头沟区“高家园道路改造工程全封闭声屏障工程 ”在路段 K1+230中门寺桥之间，道路东侧有大屿南路18# 、19# 、20# 三栋多层住宅，住宅楼西山墙距道路中心线均不超过15m ；依据现场实际监测和相关环境
5、技术文件猜测可知，大路建成投入运营后，住宅楼的交通噪声干扰确定会超过城市区域环境噪声 4 类标准（昼间 70dB ，夜间 55dB ） 5dB 以上；因此，经过业主及相关专家争论打算，一样同意实行建造隧道式 “全封闭式声屏障 ”的措施来治理该敏锐点处的将来交通噪声的污染；该全封闭声屏障是由立柱钢梁等钢结构及屏体四周透光的隔声材料组成，全封闭声屏障的顶部设计成拱形，两侧设计为直立式，同时兼顾景观成效、结构安全（抗风载荷、抗雪载荷等）、雨水的排放等因素；安装完成全封闭声屏障后，该敏锐点交通噪声对道路两侧居民住宅楼的影响昼间低于70dB （A），夜间低于 55dB （ A），达到了国家相关的环境标准
6、；图 2 高家园道路改造工程全封闭声屏障工程实照2、全封闭声屏障的声学设计隧道式 “全封闭声屏障 ”将整个路面都罩在声屏障内，经过该路面的车辆噪声和路面的反射噪声都被包罗在声屏障内；噪声向声屏障外的传播除了两端开口处的直接传播，只能 通过隔声构件向外透射，对于道路一侧的居民住宅楼来说，受到的噪声影响仅仅是噪声通 过隔声构件的透射部分，没有直达噪声和绕射噪声的影响，可取得正确的隔声成效；依据该道路的实际情形，大家一样认为这3 幢居民住宅楼正对着的道路上安装隧道式“全封闭声屏障 ”是降低该路段交通噪声唯独有效的工程性治理措施，它可以把经过该路段的车辆噪声和路面反射噪声基本上隔离在声屏障内，最大程度
7、地降低了车辆噪声对邻近居民住宅楼的不利影响；当然由于地基情形复杂等多种缘由，全封闭声屏障的隔声结构将受到肯定的限制，因此全封闭声屏障的隔声成效也受到肯定的限制；但是对于该敏锐点来 说，要较好地解决交通噪声的环境影响问题，在该处设置全封闭声屏障是唯独有效的噪声治理技术措施；北京市门头沟区 “高家园道路改造工程全封闭声屏障工程”已于 2021 年 5 月全部施工安装完毕，安装完成后已通车运行，并于2021 年 6 月正式交付使用；现场对全封闭声屏障的实际隔声成效进行了监测，声屏障外1m 处的昼间的等效声级可低于70dBA ，夜间的等效声级低于55dBA ，隔声量能达到 15dBA 左右，道路外10
8、M 左右的居民住宅楼窗外1M 处夜间等效声级已接近50dBA ，符合城市区域环境噪声标准GB3096-1993中的4 类标准要求；3、全封闭声屏障的结构设计由于该声屏障工程基础所在地下地基中压埋了多条市政管道，限制了屏障基础的开挖深度和宽度，经多次争论争论，最终屏障基础选用了混凝土“条形横纵连梁框架”基础形式（图 3 ），一般情形下这种基础形式对于城市道路地下管线密布的复杂地下情形非常适用；图 3 混凝土 “条形横纵连梁框架”基础全封闭声屏障上部采纳了轻钢结构型式的钢梁和立柱门式刚架，梁和立柱都采纳Q235B 材质 H 型钢焊接加工而成，并使用优质结构钢为梁和立柱的制作用钢，在确保荷载安全的同
9、时削减全封闭声屏障的重量，降低全封闭声屏障对道路基础结构的荷载力；由于全封闭声屏障是在道路主体建造时同时进行,声屏障的支承结构钢立柱底板实行“预埋式 ”的地脚螺栓固定，并与安全防护栏的底板“合二为一 ”，即在屏障基础现浇时将预埋件地脚螺栓预埋混凝土中，待混凝土达到强度要求后全封闭声屏障和安全防护栏共用支承结构钢立柱，这种立柱设计思路在我单位设计的“杭州湾大桥引桥段高速大路声屏障设计”中已胜利采纳过；全封闭声屏障的全部上部安装材料包括型钢立柱 均为工厂预制料，运到现场后一次拼装到位；全封闭声屏障采纳全轻钢组合结构，两侧的隔声结构由固定在道路防撞墙上钢立柱支承，顶部的隔声结构由固定在钢立柱上的钢梁
10、支承，钢立柱将采纳地脚螺栓的方法固定在道路两侧的防撞墙上；支承钢结构设计为便于施工安装，构件均在工厂预制，现场安装连接，最大限度地削减现场的施工安装工程量，考虑到全封闭声屏障是设置在道路上的构筑物，支承钢结构的设计须充分考虑了结构的坚固性；4、全封闭声屏障的安全设计城市中的全封闭声屏障是设置在城市道路上的市政降噪设施, 全封闭声屏障在施工安装过程中及建成运行后，道路上都有着较大的车流量，特殊是该位置是国道必经之路，有不少是功率较大、载重量较大的重型货车或大客车，为了使全封闭声屏障建成后能够安全使用，在设计中实行了以下的安全措施；4.1 净空高度及防撞装置全封闭声屏障内净空高度4.5m ，为了防
11、止超高车辆撞击声屏障,在声屏障的南北两端 外 10m 处设计了防撞装置，防撞装置的净空高度为4.2m ，并在声屏障前 50M 处设置显著的限高警示牌；4.2 屏体紧急出口由于全封闭声屏障整体上必需处于封闭状态，屏障内车辆及人员一旦显现危险情形， 假如屏障体整体连续长度太长，后果将不堪设想，故对于超过肯定长度的全封闭声屏障应考虑设置屏体紧急出口，并设计明显标志引导；由于本段声屏障整体长度只有100m ，屏障内即使显现紧急情形人员也可安全从两段逃离，故本工程未考虑紧急出口的设置；4.3 采光及照明全封闭声屏障内依据有关的设计规范设计声屏障内的采光，照明灯具依据北京市道路照明灯的设计要求进行设计，考
12、虑到昼间的安全行车,设计中把全封闭声屏障内的照明灯设计为昼夜常开 , 但全封闭声屏障安装完成后，由于采纳的透亮隔声板通透性良好，声屏障内在一般的气象条件下能见度比较好，所以一般情形下昼间都不需要灯光照明；4.4 安全及行车安全全封闭声屏障的安全主要考虑风载、雪载等自然因素，侧面也设置防撞装置防范意外因素，道路防撞墙上的防撞栏杆与声屏障安装同时进行,并建议了交通治理部门在全封闭声屏障内的路面和防撞墙内侧设置肯定的反光标志,确保车辆在声屏障内安全行驶；全封闭声屏障的顶部设计为拱形，两侧面设计为直立式，这一构造形式主要是为了兼顾景观、结构安全 风载、雪载等 、雨水的排放等因素；全封闭声屏障的侧面采纳
13、改性PVC 阳光板隔声材料固定在H 型钢的主立柱和副立柱的侧面，用特制的自攻钉加胶垫固定，屏障顶部同样采纳改性PVC 阳光板，具有良好的采光作用，并与四周的景观和谐，也有较好的防腐和防雨性能，安装和密封也比较便利；5、全封闭声屏障的材料选型与设计国内外争论说明，轨道交通噪声主要成分以中低频率为主，其中1000Hz 以下部分是最主要频率范畴，等效频率约500Hz ；针对这一特点，本工程选用在125-2000Hz频段范畴内降噪成效明显的改性PVC 阳光板隔音材料，该范畴1/3 倍频带平均隔声量不低于28dB ；除了考虑声学成效，隔声屏体仍需要满意力学性能和物理性能要求，结构强度满意结构荷载要求，有
14、肯定的防腐蚀、防浸、防尘、抗老化和抗紫外的性能；依据这些要求，本工程大部分隔声材料选用6mm 厚的改性 PVC 阳光板，具有较好的抗紫外线功能，抗紫外年限 15 年以上，透光率 80% 以上；6、全封闭声屏障的其它关联问题设计6.1 屏体内部通风因全封闭声屏障的长度只有100m ，而且由南向北有较大的坡度，声屏障的截面又是设计为拱形，汽车尾气在声屏障内不易积存，所以没有实行机械排风的措施，防止了机械 排风装置的能耗和噪声影响问题；在全封闭声屏障建成后没有发觉汽车尾气积存的现象；6.2 屏体表面积灰声屏障内的地面、防撞墙上及隔声构件上的积灰较为严峻，应当定期进行声屏障的积灰清洁工作，初步方案为采
15、纳水车定期冲洗；东侧的居民反映屏障修建好以后，除了噪声影响明显降低外，家里的灰尘影响也好多了；6.3 屏体内部温室效应由于全封闭声屏障全部由透亮的隔声板材构成，必定会在屏蔽的道路区间内形成庞大“温室效应 ”，在气温比较高的季节、行人在该区间内通过应当实行必要的爱护措施，比如在该区域的人行道设置不透光遮阳；由于本段屏障总体长度并不太长，所以“温室效应 ”的对行车和行人不会有太大影响；7、结语与摸索综上所述，目前已建造的全封闭声屏障工程，从噪声掌握的技术角度分析和实测的噪声数据证明，可以取得较佳的隔声成效，隔声成效比单侧或双侧乃至半封闭声屏障有明显的提高，可以使交通噪声对道路两侧环境的影响低于4
16、类标准，可以基本上解决高架道路经过密集居住点的噪声影响问题，本工程可为同类型的道路降噪治理工程供应了一些可借鉴的体会；全封闭声屏障作为声屏障的一种构造形式，以其降噪量高的优越性己经逐步被国内外认可和接受，并在日后城市道路、轨道交通和高架道路上必将得到广泛的应用； 同时，我们也应看到，虽然全封闭声屏障可以有效地降低道路桥上车辆噪声的传播辐射影响，但全封闭声屏障的建造究竟是无奈的或是被动的，投资也是可观的，而且可能在日常的运行中仍会显现一些未知问题；我们的社会正处在快速进展变化的时期，汽车的拥有量快速增加和城市道路的快速改造，交通噪声的影响已成为新世纪城市环境中最主要的公害，汽车、道路的进展与噪声
17、环境影响的关系如何和谐处理、在城市邻近居民住宅区的道路改造中交通噪声的环境影响如何猜测和合懂得决、通过城市居民住宅区的交通主干线的交通噪声环境影响如何评判和解决等一系列问题，都值得我们在今后肯定时期内进行仔细的进行摸索；参考文献1 曹伟. 城市道路声屏障进展述评，郑州高校学报 自然科学版 1998 第 1 期；2 吴霖. 城市道路声屏障的争论与进展，合肥工业高校学报自然科学版 2003 第 5期；3 吕玉恒 .道路桥上肯定长度全封闭声屏障成果通过市级鉴定J. 应用声学 ,2005,064 王庭佛 ,徐剑. 道路全封闭声屏障的实践J. 环境工程 ,2004,065 张彬. 宋雷鸣 , 张新华 .城市道路声屏障争论与设计J. 噪声与振动掌握 ,2004,046 马娜. 上海轨道交通明珠线二期全封闭声屏障工程设计J. 现代城市轨道交通,2005,037 刘万祥 .王会. 声屏障施工及安装技术J. 西部探矿工程 ,2005,05.8 交通部大路科学争论院.高家园道路改造工程声屏障工程施工图设计，2021.4.更多 “工业 ”信息VERDER 弗尔德工业集团中国总部VERDER 弗尔德工业集团是欧洲最闻名的工业泵制造厂家及供应商，在上海和北京设有直属办事处，供应气动隔膜泵、工业软管泵等产品