專利名稱：：適用于城市主干道的大型聲屏障的制作方法
技術領域：
：本發明屬于道(公)路交通噪聲治理技術，特別是一種適用于城市主干道的大型聲屏，屬環保工程領域。
背景技術：
：聲屏障已常用于城市公路的交通噪聲治理工程中，但對交通繁忙、路幅極寬、地下管線復雜、噪聲污染嚴重的城市主干道，能否采用聲屏障措施和采用什么樣的聲屏障才能有效治理交通噪聲，是對目前我國大型聲屏障設計與實踐的挑戰。例如上海外環線，為雙向八車道，部分路段己改建成十車道，設計車速80100公里/小時，日交通量為1020萬輛，大車型占5060%，晝間超《城市區域環境噪聲標準》(GB3096-93)的4類標準5dB左右，夜間超1015dB。針對這樣的城市主干線產生的噪聲問題，如采用目前所有已公開的降低噪聲的聲屏障，由于設置形式上一般不考慮路幅寬度，僅設路側一道屏障的形式；且存在屏障高度不夠、基礎結構形式與道路條件不符合、屏障材料組合和結構形式不適合于城市主干道的工況條件，已不能達到顯著降低交通噪聲的作用。根據屏障聲學設計研究表明要實現噪聲敏感點69dB降噪指標，關鍵是提高屏障高度和屏障兩端的延伸長度。但是大多數城市屏障是在建成后的路段施工，路邊已埋設復雜的管線等障礙物，需要避讓，但又要求屏障有順暢的曲線，這是一對矛盾。另外對于沿海城市而言，上述大型屏障基礎及結構上必須要安全可靠，能防御50年一遇的12級臺風(取風速31.3m/s，風壓0.55KN/m2)，必須有牢固的基礎結構，但同時又要求基礎結構經濟上便宜，且能適應上述復雜條件下的施工，這又是一對矛盾。因此，如何解決城市干道大型屏障的設計，使之既達到降低噪聲敏感點69dB降噪指標，同時避免對施工路基下的已有管線損壞，并且具有較強的抗風能力和合理造價，已經成為城市主干道降噪設計施工中的一大課題。
發明內容本發明的目的旨在提出一種能有效降低城市主干道高分貝噪音的屏障(降噪效果不低于6~9dB)，將交通噪聲降到允許的范圍內，解決城市主干道普遍存在的交通噪聲治理難的困境。這種適用于城市主干道的大型聲屏障，包括路側路基段屏障A、路側橋基段屏障B、路中路基段屏障C和路中橋基段屏障D，其特征在于1)基于城市主干道路幅寬、車流量大、噪聲值高的特點，設置路側和路中二道屏障進行降噪，所述的路側路基段屏障的高度應不小于6.5米，路側橋基段屏障的高度應不小于5.35m;所述的路中屏障(含路基段和橋基段)的高度應不小于4.35m;并且所述屏障兩端延伸長度應超過敏感點各70m。2)所述路基段屏障基礎采用騎馬樁+承臺+立柱+連系墻組合結構形式;所述橋基段屏障的基礎采用騎馬件+對穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結構形式。3)所述的屏障材料采用珍珠巖、泡沫鋁板或鋁纖維板和微穿孔板組成，其中珍珠巖吸聲板采用干掛法施工于路基段基礎連系梁表面、吸聲屏體采用泡沫鋁板或鋁纖維板插入H型型鋼立柱中、頂部吸聲筒體采用雙層微穿孔板；所述的微穿孔板上的穿孔率在12.5%，其孔徑應在0.8lmm。4)所述的屏障的結構形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，其中直屏段屏障根據噪聲源及周圍路況需要，采用單、雙面泡沬鋁板或單、雙面鋁纖維板吸聲屏組合形式，并且在屏障的立面上采用吸聲屏和透明屏間隔排布的組合形式；同時，對于采取雙面泡沫鋁板或雙面鋁纖維板吸聲屏，應根據聲源強的大小采用非對稱空腔結構，使聲源強大的一側屏障空腔厚度大于聲源強弱的一側。頂部吸聲筒外形為圓筒狀或蘑菇筒狀，以增強對繞射聲的降噪作用。根據以上技術方案提出的這種適用于城市主干道的大型聲屏障，不僅能對城市主干道的交通噪聲有效降低69dB的降噪指標，而且也能有效地抵抗風荷載，避開地下管線，并保證屏障曲線順暢，且造價相對便宜，是一種既科學、經濟合理，又有較高抗風強度和適應較復雜境況的屏障結構。附圖1為本發明聲屏障主體示意附圖2為路基段聲屏障標準斷面示意附圖3為橋基段聲屏障標準斷面示意附圖4為屏障基礎結構附圖5為防撞墻與上部屏障連接結構示意附圖6-l為一種實際使用的聲屏障平面示意圖(A型)；附圖6-2為圖6-l的側視附圖7-1為一種實際使用的聲屏障平面示意圖(B型)；附圖7-2為圖7-l的側視附圖8-1為一種實際使用的聲屏障平面示意圖(C型)；附圖8-2為圖8-l的側視附圖9-l為一種實際使用的聲屏障平面示意圖(D型)；附圖9-2為圖9-l的側視附圖IO為聲屏障屏體結構示意圖。圖中1-聲屏障1-1泡沬鋁或鋁纖維吸聲板1-2H型鋼立柱1-3透明屏體1_4珍珠巖吸聲板1-5龍骨架2-防撞墻或連系墻3-騎馬件4-8.8級緊固螺栓5-水泥漿充填料6-企口墊片7-對穿螺栓8-承臺9-吸聲筒10-基礎立柱11-預制方樁A-路側路基段屏障B-路側橋基段屏障C-路中路基段屏障D-路中橋基段屏障具體實施例方式如圖所示的這種適用于城市主干道的大型聲屏障，它是對現有傳統道路消聲降噪屏障的一種創造性改進。它包括路側路基段屏障A、路側橋基段屏障B、路中路基段屏障C和路中橋基段屏障D，其特征在于1)這種適用于城市主干道的大型聲屏障，包括路側路基段屏障A、路側橋基段屏障B、路中路基段屏障C和路中橋基段屏障D，其特征在于基于城市主干道路幅寬、車流量大、噪聲值高的特點，設置路側和路中二道屏障進行降噪，所述的路側路基段屏障的高度應不小于6.5米，路側橋基段屏障的高度應不小于5.35m;所述的路中屏障(含路基段和橋基段)的高度應不小于4.35m;并且所述屏障兩端延伸長度應超過敏感點各70m。2)所述路基段屏障基礎采用騎馬樁+承臺+立柱+連系墻組合結構形式;所述橋基段屏障的基礎采用騎馬件+對穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結構形式。3)所述的屏障材料采用珍珠巖、泡沬鋁板或鋁纖維板和微穿孔板組成，其中珍珠巖吸聲板采用干掛法施工于路基段基礎連系梁表面、吸聲屏體采用泡沫鋁板或鋁纖維板插入H型型鋼立柱中、頂部吸聲筒體采用雙層微穿孔板；所述的微穿孔板上的穿孔率在12.5%，其孔徑應在0.8lmm。4)所述的屏障的結構形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，其中直屏段屏障根據噪聲源及周圍路況需要，采用單、雙面泡沫鋁板或單、雙面鋁纖維板吸聲屏組合形式，并且在屏障的立面上采用吸聲屏和透明屏間隔排布的組合形式；同時，對于采取雙面泡沫鋁板或雙面鋁纖維板吸聲屏，應根據聲源強的大小采用非對稱空腔結構，使聲源強大的一側屏障空腔厚度大于聲源強弱的一側。本發明所述的聲屏障的設計原理如下根據屏障聲學設計原理，對于城市主干道路幅寬、車量大、噪聲值高的特點，要實現噪聲敏感點69dB降噪指標，關鍵是提高屏障高度，路側路基段屏障高度需達6.5m以上，路側橋基段屏障受防撞墻強度限制，.仍需達4.5m以上(含防撞墻高度0.85m后屏障總高度535m)，并且在路中也需設置聲屏障。路中路基段屏障的高度在4.35m以上，路中橋基段屏障高度3.5m(含防撞墻高度0.85m后屏障總高度4.35m)。屏障前后延伸長度超過敏感點各70m，這樣高大的聲屏障大規模的工程實施在國內是罕見的。要安全建成上述大型屏障，且能防御50年一遇的12級臺風(取風速31.3m/s，風壓0.55KN/m2)，必須有牢固的基礎結構，但同時又要求基礎結構經濟上便宜，這是一對矛盾。考慮到屏障是在建成后的路段施工，路邊已埋設復雜的管線，需要避讓，但又要求屏障有順暢的曲線，這又是一對矛盾。因此，大型聲屏障的基礎結構需要很好地解決上述矛盾，在多種方案比較研究的基礎上，本屏障路基段基礎采用騎馬樁+承臺+立柱+連系墻結構形式(附圖4所示);橋基段基礎采用騎馬件+對穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結構形式(附圖5所示)。這二基礎結構形式，能有效抵抗風荷載，造價相對便宜，能避開地下管線，且保證屏障曲線順暢，這種屏障基礎形式是現有屏障沒有的。城市主干道一般噪聲污染嚴重，噪聲在各頻譜(1002000Hz)范圍內聲級都較高，因此材料的設計原則是在較大頻譜范圍內有良好的吸聲作用，滿足聲學要求，經濟適用，適應露天環境，適應行車安全需要，制作維護方便，材料本身要環保，以此原則本屏障設計選擇三種吸聲材料進行組合，分別為珍珠巖、泡沫鋁(鋁纖維)和微穿孔板，充分利用泡沫鋁(鋁纖維)在500Hz以下低頻優良吸聲性能(NRC0.75以上)和珍珠巖在500Hz以上優異吸聲性能(NRC0.91以上)，以及穿孔板吸聲頻譜的可選擇性，三種吸聲材料有效組合，可以提高屏體整體吸聲性能，在減少反射聲的同時，也減少了繞射聲。珍珠巖在國內城市主干道屏障是首次使用，這種材料的組合形式也其他屏障所沒有的。提高降噪效果的第三關鍵是屏障的結構設計，其原則是保證安全可靠，滿足聲學需要，經濟合理，美觀協調，便于檢修，在這方面本屏障的創新點是①屏體頂部采用蘑菇形或圓形吸聲筒，減少噪聲繞射，提高屏障有效高度。這種吸聲筒采用雙層微穿孔板制作，穿孔率在12.5%,可以提高降噪效果l2dB。②路中雙面吸聲屏障不對稱空腔結構。當道路兩側均有敏感點時，路中屏障需雙面吸聲，并應根據聲源強的大小采用非對稱空腔結構，使聲源強大的一側屏障空腔厚度大于聲源強弱的一側，滿足路中屏障更適應于兩側噪聲源強弱不同的特點。最后，根據城市主干道路幅寬的特點，增設路中屏障，改屏障單側設置為雙側設置。這種設置形式也是其他屏障所沒有的。綜上所述，本屏障技術上創新之處為①大大提高了屏障的高度；②屏障基礎結構形式有創新；③屏障材料組合有創新；④屏障結構也有^新點；⑤增設路中屏障，改屏障單側設置為雙側設置。本屏障的具體施工方式如下1、針對噪聲敏感點現狀和降噪指標，用屏障聲學設計方法進行計算機預測，優化后決定屏障的高度、長度、設置位置等重要參數，然后進一步完成施工圖。2、首先進行土建施工，按施工圖打樁、澆筑承臺、立柱和連系墻。3、在工廠制作屏體，制成后運至施工現場。4、在連系墻上樹立H型鋼立柱，校正后用高強度螺栓與預埋件固定，然后插入屏體。5、在連系墻上進行珍珠巖干掛施工。上海外環線噪聲治理工程是目前我國最大規模的交通噪聲治理工程，得良好社會效益和公眾認同。本屏障綜合技術性能也得以充分檢驗，經上海環境監測單位降噪效果檢測，屏障達到設計要求，降噪效果在69dB以上，詳見下表。表1外環線一期噪聲治理工程降噪效果表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>有益效果本大型屏障已得到大規模應用，以上海外環線一期為例上海外環線是城市主干道，噪聲污染非常嚴重，被國家環保局限期治理。外環線一期噪聲治理工程投資1.3億元左右，建成屏障長度12154m，高度為3.877m，現一期噪聲治理工程已于2007年9月30日竣工，10月12日通過國家環保局環境保護驗收，目前外環線二期噪聲治理工程也即將開展。權利要求1、一種適用于城市主干道的大型聲屏障，包括路側路基段屏障A、路側橋基段屏障B、路中路基段屏障C和路中橋基段屏障D，其特征在于1)基于城市主干道路幅寬、車流量大、噪聲值高的特點，設置路側和路中二道屏障進行降噪，所述的路側路基段屏障的高度應不小于6.5米，路側橋基段屏障的高度應不小于5.35m；所述的路中屏障的高度應不小于4.35m；并且所述屏障兩端延伸長度應超過敏感點各70m；2)所述路基段屏障基礎采用騎馬樁+承臺+立柱+連系墻組合結構形式；所述橋基段屏障的基礎采用騎馬件+對穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結構形式；3)所述的屏障材料采用珍珠巖、泡沫鋁板或鋁纖維板和微穿孔板組成，其中珍珠巖吸聲板采用干掛法施工于路基段基礎連系梁表面、吸聲屏體采用泡沫鋁板或鋁纖維板插入H型型鋼立柱中、頂部吸聲筒體采用雙層微穿孔板；所述的微穿孔板上的穿孔率在1～2.5％，其孔徑應在0.8～1mm；4)所述的屏障的結構形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，其中直屏段屏障根據噪聲源及周圍路況需要，采用單、雙面泡沫鋁板或單、雙面鋁纖維板吸聲屏組合形式，并且在屏障的立面上采用吸聲屏和透明屏間隔排布的組合形式；同時，對于采取雙面泡沫鋁板或雙面鋁纖維板吸聲屏，應根據聲源強的大小采用非對稱空腔結構，使聲源強大的一側屏障空腔厚度大于聲源強弱的一側。2、如權利要求1所述的一種適用于城市主干道的大型聲屏障，其特征在于屏障頂部采用能降低噪聲繞射的圓筒形狀或蘑菇形筒狀的吸聲體。全文摘要一種適用于城市主干道的大型聲屏障，包括路側路基段屏障、路側橋基段屏障、路中路基端屏障和路中橋基段屏障，其特征為基于城市主干道路幅寬、車流量大、噪聲值高的特點，設置路側和路中二道屏障進行降噪，其路側路基段屏障的高度應不小于6.5米，路側橋基段屏障的高度應不小于5.35m；其路中屏障的高度應不小于4.35m；并且屏障兩端延伸長度應超過敏感點各70m；其路基段屏障基礎采用騎馬樁+承臺+立柱+連系墻組合結構形式；其橋基段屏障的基礎采用騎馬件+對穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結構形式；屏障材料采用珍珠巖、泡沫鋁板或鋁纖維板和微穿孔板組成；其屏障的結構形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，且直屏段屏障根據噪聲源及周圍路況需要，采用單、雙面泡沫鋁板或單、雙面鋁纖維板吸聲屏組合形式。文檔編號E01F8/00GK101581078SQ20081003752公開日2009年11月18日申請日期2008年5月16日優先權日2008年5月16日發明者徐碧華,毛海亮,汪祥玉,褚國紅,邱賢鋒,輝龔申請人:上海船舶運輸科學研究所