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一、城市道路全封閉式聲屏障設(shè)計(jì)方法

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(mén)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)思路在我單位已成功采用過(guò)。

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，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。

一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(guò)程中及建成運(yùn)行后，道路上都有著較大的車(chē)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(chē)或大客車(chē)，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。

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(chē)輛撞擊聲屏障,在聲屏障的南北兩端外10m處設(shè)計(jì)了防撞裝置，防撞裝置的凈空高度為4.2m，并在聲屏障前50米處設(shè)置顯著的限高警示牌。

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(chē)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(guò)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。

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)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(chē),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(kāi),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(jiàn)度比較好，所以一般情況下晝間都不需要燈光照明。

4、安全及行車(chē)安全

全封閉聲屏障的安全主要考慮風(fēng)載、雪載等自然因素，側(cè)面也設(shè)置防撞裝置防范意外因素，道路防撞墻上的防撞欄桿與聲屏障安裝同時(shí)進(jìn)行,并建議了交通管理部門(mén)在全封閉聲屏障內(nèi)的路面和防撞墻內(nèi)側(cè)設(shè)置一定的反光標(biāo)志,確保車(chē)輛在聲屏障內(nèi)安全行駛。

全封閉聲屏障的頂部設(shè)計(jì)為拱形，兩側(cè)面設(shè)計(jì)為直立式，這一構(gòu)造形式主要是為了兼顧景觀、結(jié)構(gòu)安全(風(fēng)載、雪載等)、雨水的排放等因素。全封閉聲屏障的側(cè)面采用改性PVC陽(yáng)光板隔聲材料固定在H型鋼的主立柱和副立柱的側(cè)面，用特制的自攻釘加膠墊固定，屏障頂部同樣采用改性PVC陽(yáng)光板，具有良好的采光作用，并與周?chē)木坝^協(xié)調(diào)，也有較好的防腐和防雨性能，安裝和密封也比較方便。

5、全封閉聲屏障的材料選型與設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)外研究表明，軌道交通噪聲主要成分以中低頻率為主，其中1000Hz以下部分是主要頻率范圍，等效頻率約500Hz。針對(duì)這一特點(diǎn)，本工程選用在125--2000Hz頻段范圍內(nèi)降噪效果明顯的改性PVC陽(yáng)光板隔音材料，該范圍1/3倍頻帶平均隔聲量不低于28dB。除了考慮聲學(xué)效果，隔聲屏體還需要滿(mǎn)足力學(xué)性能和物理性能要求，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)荷載要求，有一定的防腐蝕、防浸、防塵、抗老化和抗紫外的性能。根據(jù)這些要求，本工程大部分隔聲材料選用6mm厚的改性PVC陽(yáng)光板，具有較好的抗紫外線功能，抗紫外年限15年以上，透光率80%以上。

二、全封閉聲屏障的其它關(guān)聯(lián)問(wèn)題設(shè)計(jì)

1、屏體內(nèi)部通風(fēng)

因全封閉聲屏障的長(zhǎng)度只有100m，而且由南向北有較大的坡度，聲屏障的截面又是設(shè)計(jì)為拱形，汽車(chē)尾氣在聲屏障內(nèi)不易積累，所以沒(méi)有采取機(jī)械排風(fēng)的措施，避免了機(jī)械排風(fēng)裝置的能耗和噪聲影響問(wèn)題。在全封閉聲屏障建成后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)汽車(chē)尾氣積累的現(xiàn)象。

2、屏體表面積灰

聲屏障內(nèi)的地面、防撞墻上及隔聲構(gòu)件上的積灰較為嚴(yán)重，應(yīng)該定期進(jìn)行聲屏障的積灰清潔工作，初步方案為采用水車(chē)定期沖洗。東側(cè)的居民反映屏障修建好以后，除了噪聲影響明顯降低外，家里的灰塵影響也好多了。

3、屏體內(nèi)部溫室效應(yīng)

由于全封閉聲屏障全部由透明的隔聲板材構(gòu)成，必然會(huì)在屏蔽的道路區(qū)間內(nèi)形成巨大“溫室效應(yīng)”，在氣溫比較高的季節(jié)、行人在該區(qū)間內(nèi)通過(guò)應(yīng)該采取必要的保護(hù)措施，比如在該區(qū)域的人行道設(shè)置不透光遮陽(yáng)；由于本段屏障總體長(zhǎng)度并不太長(zhǎng)，所以“溫室效應(yīng)”的對(duì)行車(chē)和行人不會(huì)有太大影響。