城市道路全封闭式声屏障设计方法浅议

    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，可取得最佳的隔声效果。

    根据该道路的实际情况，大家一致认为这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一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。当然由于地基情况复杂等多种原因，全封闭声屏障的隔声结构将受到一定的限制，因此全封闭声屏障的隔声效果也受到一定的限制。但是对于该敏感点来说，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一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2008年5月全部施工安装完毕，安装完成后已通车运行，并于2008年6月正式交付使用。现场对全封闭声屏障的实际隔声效果进行了监测，声屏障外1 m处的昼间的等效声级可低于70 dB(A)，夜间的等效声级低于55dB(A)，隔声量能达到15 dB(A)左右，道路外10米左右的居民住宅楼窗外1 米处夜间等效声级已接近50dB(A)，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

    由于该声屏障项目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，经多次研究讨论，最后屏障基础选用了混凝土“条形横纵连梁框架”基础形式（图3），一般情况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况十分适用。

    图3 混凝土“条形横纵连梁框架”基础

    全封闭声屏障上部采用了轻钢结构型式的钢梁和立柱门式刚架，梁和立柱都采用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时减少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采取“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公路声屏障设计”中已成功采用过。

    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。全封闭声屏障采用全轻钢组合结构，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支承，钢立柱将采用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，最大限度地减少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牢固性。

    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，尤其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，在设计中采取了以下的安全措施。

    4.1　净空高度及防撞装置

    全封闭声屏障内净空高度4.5m，为了防止超高车辆撞击声屏障,在声屏障的南北两端外10 m处设计了防撞装置，防撞装置的净空高度为4.2 m，并在声屏障前50米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须处于封闭状态，屏障内车辆及人员一旦出现危急情况，如果屏障体整体连续长度太长，后果将不堪设想，故对于超过一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，屏障内即使出现紧急情况人员也可安全从两段逃离，故本项目未考虑紧急出口的设置。

    4.3　采光及照明

    全封闭声屏障内按照有关的设计规范设计声屏障内的采光，照明灯具根据北京市道路照明灯的设计要求进行设计，考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，由于采用的透明隔声板通透性良好，声屏障内在一般的气象条件下能见度比较好，所以一般情况下昼间都不需要灯光照明。