2、全封閉聲屏障的聲學(xué)設(shè)計(jì)

    隧道式“全封閉聲屏障”將整個(gè)路面都罩在聲屏障內(nèi)，經(jīng)過該路面的車輛噪聲和路面的反射噪聲都被包羅在聲屏障內(nèi)。噪聲向聲屏障外的傳播除了兩端開口處的直接傳播，只能通過隔聲構(gòu)件向外透射，對(duì)于道路一側(cè)的居民住宅樓來(lái)說，受到的噪聲影響僅僅是噪聲通過隔聲構(gòu)件的透射部分，沒有直達(dá)噪聲和繞射噪聲的影響，可取得最佳的隔聲效果。

    根據(jù)該道路的實(shí)際情況，大家一致認(rèn)為這3幢居民住宅樓正對(duì)著的道路上安裝隧道式“全封閉聲屏障”是降低該路段交通噪聲唯一有效的工程性治理措施，它可以把經(jīng)過該路段的車輛噪聲和路面反射噪聲基本上隔離在聲屏障內(nèi)，最大程度地降低了車輛噪聲對(duì)鄰近居民住宅樓的不利影響。當(dāng)然由于地基情況復(fù)雜等多種原因，全封閉聲屏障的隔聲結(jié)構(gòu)將受到一定的限制，因此全封閉聲屏障的隔聲效果也受到一定的限制。但是對(duì)于該敏感點(diǎn)來(lái)說，要較好地解決交通噪聲的環(huán)境影響問題，在該處設(shè)置全封閉聲屏障是唯一有效的噪聲治理技術(shù)措施。

    北京市門頭溝區(qū)“高家園道路改造工程全封閉聲屏障工程”已于2008年5月全部施工安裝完畢，安裝完成后已通車運(yùn)行，并于2008年6月正式交付使用?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)全封閉聲屏障的實(shí)際隔聲效果進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，聲屏障外1 m處的晝間的等效聲級(jí)可低于70 dB(A)，夜間的等效聲級(jí)低于55dB(A)，隔聲量能達(dá)到15 dB(A)左右，道路外10米左右的居民住宅樓窗外1 米處夜間等效聲級(jí)已接近50dB(A)，符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-1993)中的4類標(biāo)準(zhǔn)要求。

    3、 全封閉聲屏障的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    由于該聲屏障項(xiàng)目基礎(chǔ)所在地下地基中壓埋了多條市政管道，限制了屏障基礎(chǔ)的開挖深度和寬度，經(jīng)多次研究討論，最后屏障基礎(chǔ)選用了混凝土“條形橫縱連梁框架”基礎(chǔ)形式（圖3），一般情況下這種基礎(chǔ)形式對(duì)于城市道路地下管線密布的復(fù)雜地下情況十分適用。

    圖3 混凝土“條形橫縱連梁框架”基礎(chǔ)

    全封閉聲屏障上部采用了輕鋼結(jié)構(gòu)型式的鋼梁和立柱門式剛架，梁和立柱都采用Q235B材質(zhì)H型鋼焊接加工而成，并使用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼為梁和立柱的制作用鋼，在確保荷載安全的同時(shí)減少全封閉聲屏障的重量，降低全封閉聲屏障對(duì)道路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載力。由于全封閉聲屏障是在道路主體建造時(shí)同時(shí)進(jìn)行,聲屏障的支承結(jié)構(gòu)鋼立柱底板采取“預(yù)埋式”的地腳螺栓固定，并與安全防護(hù)欄的底板“合二為一”，即在屏障基礎(chǔ)現(xiàn)澆時(shí)將預(yù)埋件地腳螺栓預(yù)埋混凝土中，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后全封閉聲屏障和安全防護(hù)欄共用支承結(jié)構(gòu)鋼立柱，這種立柱設(shè)計(jì)思路在我單位設(shè)計(jì)的“杭州灣大橋引橋段高速公路聲屏障設(shè)計(jì)”中已成功采用過。

    全封閉聲屏障的全部上部安裝材料(包括型鋼立柱)均為工廠預(yù)制料，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后一次拼裝到位。全封閉聲屏障采用全輕鋼組合結(jié)構(gòu)，兩側(cè)的隔聲結(jié)構(gòu)由固定在道路防撞墻上鋼立柱支承，頂部的隔聲結(jié)構(gòu)由固定在鋼立柱上的鋼梁支承，鋼立柱將采用地腳螺栓的方法固定在道路兩側(cè)的防撞墻上。支承鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為便于施工安裝，構(gòu)件均在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝連接，最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)的施工安裝工程量，考慮到全封閉聲屏障是設(shè)置在道路上的構(gòu)筑物，支承鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)須充分考慮了結(jié)構(gòu)的牢固性。

    4、 全封閉聲屏障的安全設(shè)計(jì)

    城市中的全封閉聲屏障是設(shè)置在城市道路上的市政降噪設(shè)施,全封閉聲屏障在施工安裝過程中及建成運(yùn)行后，道路上都有著較大的車流量，尤其是該位置是國(guó)道必經(jīng)之路，有不少是功率較大、載重量較大的重型貨車或大客車，為了使全封閉聲屏障建成后能夠安全使用，在設(shè)計(jì)中采取了以下的安全措施。

    4.1　凈空高度及防撞裝置

    全封閉聲屏障內(nèi)凈空高度4.5m，為了防止超高車輛撞擊聲屏障,在聲屏障的南北兩端外10 m處設(shè)計(jì)了防撞裝置，防撞裝置的凈空高度為4.2 m，并在聲屏障前50米處設(shè)置顯著的限高警示牌。

    4.2　屏體緊急出口

    由于全封閉聲屏障整體上必須處于封閉狀態(tài)，屏障內(nèi)車輛及人員一旦出現(xiàn)危急情況，如果屏障體整體連續(xù)長(zhǎng)度太長(zhǎng)，后果將不堪設(shè)想，故對(duì)于超過一定長(zhǎng)度的全封閉聲屏障應(yīng)考慮設(shè)置屏體緊急出口，并設(shè)計(jì)明顯標(biāo)志引導(dǎo)。由于本段聲屏障整體長(zhǎng)度只有100m，屏障內(nèi)即使出現(xiàn)緊急情況人員也可安全從兩段逃離，故本項(xiàng)目未考慮緊急出口的設(shè)置。

    4.3　采光及照明

    全封閉聲屏障內(nèi)按照有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)聲屏障內(nèi)的采光，照明燈具根據(jù)北京市道路照明燈的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到晝間的安全行車,設(shè)計(jì)中把全封閉聲屏障內(nèi)的照明燈設(shè)計(jì)為晝夜常開,但全封閉聲屏障安裝完成后，由于采用的透明隔聲板通透性良好，聲屏障內(nèi)在一般的氣象條件下能見度比較好，所以一般情況下晝間都不需要燈光照明。