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(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于道(公)路交通噪聲治理技術(shù)，特別是一種適用于城市主干道的大型聲屏，屬環(huán)保工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：聲屏障已常用于城市公路的交通噪聲治理工程中，但對(duì)交通繁忙、路幅極寬、地下管線復(fù)雜、噪聲污染嚴(yán)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(duì)目前我國大型聲屏障設(shè)計(jì)與實(shí)踐的挑戰(zhàn)。例如上海外環(huán)線，為雙向八車道，部分路段己改建成十車道，設(shè)計(jì)車速80100公里/小時(shí)，日交通量為1020萬輛，大車型占5060%，晝間超《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-93)的4類標(biāo)準(zhǔn)5dB左右，夜間超1015dB。針對(duì)這樣的城市主干線產(chǎn)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(shè)置形式上一般不考慮路幅寬度，僅設(shè)路側(cè)一道屏障的形式；且存在屏障高度不夠、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式與道路條件不符合、屏障材料組合和結(jié)構(gòu)形式不適合于城市主干道的工況條件，已不能達(dá)到顯著降低交通噪聲的作用。根據(jù)屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)研究表明要實(shí)現(xiàn)噪聲敏感點(diǎn)69dB降噪指標(biāo)，關(guān)鍵是提高屏障高度和屏障兩端的延伸長度。但是大多數(shù)城市屏障是在建成后的路段施工，路邊已埋設(shè)復(fù)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(duì)矛盾。另外對(duì)于沿海城市而言，上述大型屏障基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)上必須要安全可靠，能防御50年一遇的12級(jí)臺(tái)風(fēng)(取風(fēng)速31.3m/s，風(fēng)壓0.55KN/m2)，必須有牢固的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，但同時(shí)又要求基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)上便宜，且能適應(yīng)上述復(fù)雜條件下的施工，這又是一對(duì)矛盾。因此，如何解決城市干道大型屏障的設(shè)計(jì)，使之既達(dá)到降低噪聲敏感點(diǎn)69dB降噪指標(biāo)，同時(shí)避免對(duì)施工路基下的已有管線損壞，并且具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力和合理造價(jià)，已經(jīng)成為城市主干道降噪設(shè)計(jì)施工中的一大課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)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(nèi)，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(cè)路基段屏障A、路側(cè)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(diǎn)，設(shè)置路側(cè)和路中二道屏障進(jìn)行降噪，所述的路側(cè)路基段屏障的高度應(yīng)不小于6.5米，路側(cè)橋基段屏障的高度應(yīng)不小于5.35m;所述的路中屏障(含路基段和橋基段)的高度應(yīng)不小于4.35m;并且所述屏障兩端延伸長度應(yīng)超過敏感點(diǎn)各70m。2)所述路基段屏障基礎(chǔ)采用騎馬樁+承臺(tái)+立柱+連系墻組合結(jié)構(gòu)形式;所述橋基段屏障的基礎(chǔ)采用騎馬件+對(duì)穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(yīng)在0.8lmm。4)所述的屏障的結(jié)構(gòu)形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，其中直屏段屏障根據(jù)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(shí)，對(duì)于采取雙面泡沫鋁板或雙面鋁纖維板吸聲屏，應(yīng)根據(jù)聲源強(qiáng)的大小采用非對(duì)稱空腔結(jié)構(gòu)，使聲源強(qiáng)大的一側(cè)屏障空腔厚度大于聲源強(qiáng)弱的一側(cè)。頂部吸聲筒外形為圓筒狀或蘑菇筒狀，以增強(qiáng)對(duì)繞射聲的降噪作用。根據(jù)以上技術(shù)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(duì)城市主干道的交通噪聲有效降低69dB的降噪指標(biāo)，而且也能有效地抵抗風(fēng)荷載，避開地下管線，并保證屏障曲線順暢，且造價(jià)相對(duì)便宜，是一種既科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理，又有較高抗風(fēng)強(qiáng)度和適應(yīng)較復(fù)雜境況的屏障結(jié)構(gòu)。附圖1為本發(fā)明聲屏障主體示意附圖2為路基段聲屏障標(biāo)準(zhǔn)斷面示意附圖3為橋基段聲屏障標(biāo)準(zhǔn)斷面示意附圖4為屏障基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)附圖5為防撞墻與上部屏障連接結(jié)構(gòu)示意附圖6-l為一種實(shí)際使用的聲屏障平面示意圖(A型)；附圖6-2為圖6-l的側(cè)視附圖7-1為一種實(shí)際使用的聲屏障平面示意圖(B型)；附圖7-2為圖7-l的側(cè)視附圖8-1為一種實(shí)際使用的聲屏障平面示意圖(C型)；附圖8-2為圖8-l的側(cè)視附圖9-l為一種實(shí)際使用的聲屏障平面示意圖(D型)；附圖9-2為圖9-l的側(cè)視附圖IO為聲屏障屏體結(jié)構(gòu)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(jí)緊固螺栓5-水泥漿充填料6-企口墊片7-對(duì)穿螺栓8-承臺(tái)9-吸聲筒10-基礎(chǔ)立柱11-預(yù)制方樁A-路側(cè)路基段屏障B-路側(cè)橋基段屏障C-路中路基段屏障D-路中橋基段屏障具體實(shí)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(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)道路消聲降噪屏障的一種創(chuàng)造性改進(jìn)。它包括路側(cè)路基段屏障A、路側(cè)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(cè)路基段屏障A、路側(cè)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(diǎn)，設(shè)置路側(cè)和路中二道屏障進(jìn)行降噪，所述的路側(cè)路基段屏障的高度應(yīng)不小于6.5米，路側(cè)橋基段屏障的高度應(yīng)不小于5.35m;所述的路中屏障(含路基段和橋基段)的高度應(yīng)不小于4.35m;并且所述屏障兩端延伸長度應(yīng)超過敏感點(diǎn)各70m。2)所述路基段屏障基礎(chǔ)采用騎馬樁+承臺(tái)+立柱+連系墻組合結(jié)構(gòu)形式;所述橋基段屏障的基礎(chǔ)采用騎馬件+對(duì)穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(yīng)在0.8lmm。4)所述的屏障的結(jié)構(gòu)形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，其中直屏段屏障根據(jù)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(shí)，對(duì)于采取雙面泡沫鋁板或雙面鋁纖維板吸聲屏，應(yīng)根據(jù)聲源強(qiáng)的大小采用非對(duì)稱空腔結(jié)構(gòu)，使聲源強(qiáng)大的一側(cè)屏障空腔厚度大于聲源強(qiáng)弱的一側(cè)。本發(fā)明所述的聲屏障的設(shè)計(jì)原理如下根據(jù)屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)原理，對(duì)于城市主干道路幅寬、車量大、噪聲值高的特點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)噪聲敏感點(diǎn)69dB降噪指標(biāo)，關(guān)鍵是提高屏障高度，路側(cè)路基段屏障高度需達(dá)6.5m以上，路側(cè)橋基段屏障受防撞墻強(qiáng)度限制，.仍需達(dá)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(shè)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(diǎn)各70m，這樣高大的聲屏障大規(guī)模的工程實(shí)施在國內(nèi)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(jí)臺(tái)風(fēng)(取風(fēng)速31.3m/s，風(fēng)壓0.55KN/m2)，必須有牢固的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，但同時(shí)又要求基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)上便宜，這是一對(duì)矛盾。考慮到屏障是在建成后的路段施工，路邊已埋設(shè)復(fù)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(duì)矛盾。因此，大型聲屏障的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要很好地解決上述矛盾，在多種方案比較研究的基礎(chǔ)上，本屏障路基段基礎(chǔ)采用騎馬樁+承臺(tái)+立柱+連系墻結(jié)構(gòu)形式(附圖4所示);橋基段基礎(chǔ)采用騎馬件+對(duì)穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結(jié)構(gòu)形式(附圖5所示)。這二基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，能有效抵抗風(fēng)荷載，造價(jià)相對(duì)便宜，能避開地下管線，且保證屏障曲線順暢，這種屏障基礎(chǔ)形式是現(xiàn)有屏障沒有的。城市主干道一般噪聲污染嚴(yán)重，噪聲在各頻譜(1002000Hz)范圍內(nèi)聲級(jí)都較高，因此材料的設(shè)計(jì)原則是在較大頻譜范圍內(nèi)有良好的吸聲作用，滿足聲學(xué)要求，經(jīng)濟(jì)適用，適應(yīng)露天環(huán)境，適應(yīng)行車安全需要，制作維護(hù)方便，材料本身要環(huán)保，以此原則本屏障設(shè)計(jì)選擇三種吸聲材料進(jìn)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(yōu)良吸聲性能(NRC0.75以上)和珍珠巖在500Hz以上優(yōu)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(shí)，也減少了繞射聲。珍珠巖在國內(nèi)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(guān)鍵是屏障的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其原則是保證安全可靠，滿足聲學(xué)需要，經(jīng)濟(jì)合理，美觀協(xié)調(diào)，便于檢修，在這方面本屏障的創(chuàng)新點(diǎn)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(duì)稱空腔結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)缆穬蓚?cè)均有敏感點(diǎn)時(shí)，路中屏障需雙面吸聲，并應(yīng)根據(jù)聲源強(qiáng)的大小采用非對(duì)稱空腔結(jié)構(gòu)，使聲源強(qiáng)大的一側(cè)屏障空腔厚度大于聲源強(qiáng)弱的一側(cè)，滿足路中屏障更適應(yīng)于兩側(cè)噪聲源強(qiáng)弱不同的特點(diǎn)。最后，根據(jù)城市主干道路幅寬的特點(diǎn)，增設(shè)路中屏障，改屏障單側(cè)設(shè)置為雙側(cè)設(shè)置。這種設(shè)置形式也是其他屏障所沒有的。綜上所述，本屏障技術(shù)上創(chuàng)新之處為①大大提高了屏障的高度；②屏障基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式有創(chuàng)新；③屏障材料組合有創(chuàng)新；④屏障結(jié)構(gòu)也有^新點(diǎn)；⑤增設(shè)路中屏障，改屏障單側(cè)設(shè)置為雙側(cè)設(shè)置。本屏障的具體施工方式如下1、針對(duì)噪聲敏感點(diǎn)現(xiàn)狀和降噪指標(biāo)，用屏障聲學(xué)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)，優(yōu)化后決定屏障的高度、長度、設(shè)置位置等重要參數(shù)，然后進(jìn)一步完成施工圖。2、首先進(jìn)行土建施工，按施工圖打樁、澆筑承臺(tái)、立柱和連系墻。3、在工廠制作屏體，制成后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。4、在連系墻上樹立H型鋼立柱，校正后用高強(qiáng)度螺栓與預(yù)埋件固定，然后插入屏體。5、在連系墻上進(jìn)行珍珠巖干掛施工。上海外環(huán)線噪聲治理工程是目前我國最大規(guī)模的交通噪聲治理工程，得良好社會(huì)效益和公眾認(rèn)同。本屏障綜合技術(shù)性能也得以充分檢驗(yàn)，經(jīng)上海環(huán)境監(jiān)測(cè)單位降噪效果檢測(cè)，屏障達(dá)到設(shè)計(jì)要求，降噪效果在69dB以上，詳見下表。表1外環(huán)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(guī)模應(yīng)用，以上海外環(huán)線一期為例上海外環(huán)線是城市主干道，噪聲污染非常嚴(yán)重，被國家環(huán)保局限期治理。外環(huán)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(xiàn)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(huán)保局環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收，目前外環(huán)線二期噪聲治理工程也即將開展。權(quán)利要求1、一種適用于城市主干道的大型聲屏障，包括路側(cè)路基段屏障A、路側(cè)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(diǎn)，設(shè)置路側(cè)和路中二道屏障進(jìn)行降噪，所述的路側(cè)路基段屏障的高度應(yīng)不小于6.5米，路側(cè)橋基段屏障的高度應(yīng)不小于5.35m；所述的路中屏障的高度應(yīng)不小于4.35m；并且所述屏障兩端延伸長度應(yīng)超過敏感點(diǎn)各70m；2)所述路基段屏障基礎(chǔ)采用騎馬樁+承臺(tái)+立柱+連系墻組合結(jié)構(gòu)形式；所述橋基段屏障的基礎(chǔ)采用騎馬件+對(duì)穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(yīng)在0.8～1mm；4)所述的屏障的結(jié)構(gòu)形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，其中直屏段屏障根據(jù)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(shí)，對(duì)于采取雙面泡沫鋁板或雙面鋁纖維板吸聲屏，應(yīng)根據(jù)聲源強(qiáng)的大小采用非對(duì)稱空腔結(jié)構(gòu)，使聲源強(qiáng)大的一側(cè)屏障空腔厚度大于聲源強(qiáng)弱的一側(cè)。2、如權(quán)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(cè)路基段屏障、路側(cè)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(diǎn)，設(shè)置路側(cè)和路中二道屏障進(jìn)行降噪，其路側(cè)路基段屏障的高度應(yīng)不小于6.5米，路側(cè)橋基段屏障的高度應(yīng)不小于5.35m；其路中屏障的高度應(yīng)不小于4.35m；并且屏障兩端延伸長度應(yīng)超過敏感點(diǎn)各70m；其路基段屏障基礎(chǔ)采用騎馬樁+承臺(tái)+立柱+連系墻組合結(jié)構(gòu)形式；其橋基段屏障的基礎(chǔ)采用騎馬件+對(duì)穿螺栓植膠固定在防撞墩上的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式采用直屏+頂部吸聲筒的形式，且直屏段屏障根據(jù)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(hào)E01F8/00GK101581078SQ20081003752公開日2009年11月18日申請(qǐng)日期2008年5月16日優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日發(fā)明者徐碧華,毛海亮,汪祥玉,褚國紅,邱賢鋒,輝龔申請(qǐng)人:上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所