专利名称：：适用于城市主干道的大型声屏障的制作方法
技术领域：
：本发明属于道(公)路交通噪声治理技术，特别是一种适用于城市主干道的大型声屏，属环保工程领域。
背景技术：
：声屏障已常用于城市公路的交通噪声治理工程中，但对交通繁忙、路幅极宽、地下管线复杂、噪声污染严重的城市主干道，能否采用声屏障措施和采用什么样的声屏障才能有效治理交通噪声，是对目前我国大型声屏障设计与实践的挑战。例如上海外环线，为双向八车道，部分路段己改建成十车道，设计车速80100公里/小时，日交通量为1020万辆，大车型占5060%，昼间超《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)的4类标准5dB左右，夜间超1015dB。针对这样的城市主干线产生的噪声问题，如采用目前所有已公开的降低噪声的声屏障，由于设置形式上一般不考虑路幅宽度，仅设路侧一道屏障的形式；且存在屏障高度不够、基础结构形式与道路条件不符合、屏障材料组合和结构形式不适合于城市主干道的工况条件，已不能达到显著降低交通噪声的作用。根据屏障声学设计研究表明要实现噪声敏感点69dB降噪指标，关键是提高屏障高度和屏障两端的延伸长度。但是大多数城市屏障是在建成后的路段施工，路边已埋设复杂的管线等障碍物，需要避让，但又要求屏障有顺畅的曲线，这是一对矛盾。另外对于沿海城市而言，上述大型屏障基础及结构上必须要安全可靠，能防御50年一遇的12级台风(取风速31.3m/s，风压0.55KN/m2)，必须有牢固的基础结构，但同时又要求基础结构经济上便宜，且能适应上述复杂条件下的施工，这又是一对矛盾。因此，如何解决城市干道大型屏障的设计，使之既达到降低噪声敏感点69dB降噪指标，同时避免对施工路基下的已有管线损坏，并且具有较强的抗风能力和合理造价，已经成为城市主干道降噪设计施工中的一大课题。
发明内容本发明的目的旨在提出一种能有效降低城市主干道高分贝噪音的屏障(降噪效果不低于6~9dB)，将交通噪声降到允许的范围内，解决城市主干道普遍存在的交通噪声治理难的困境。这种适用于城市主干道的大型声屏障，包括路侧路基段屏障A、路侧桥基段屏障B、路中路基段屏障C和路中桥基段屏障D，其特征在于1)基于城市主干道路幅宽、车流量大、噪声值高的特点，设置路侧和路中二道屏障进行降噪，所述的路侧路基段屏障的高度应不小于6.5米，路侧桥基段屏障的高度应不小于5.35m;所述的路中屏障(含路基段和桥基段)的高度应不小于4.35m;并且所述屏障两端延伸长度应超过敏感点各70m。2)所述路基段屏障基础采用骑马桩+承台+立柱+连系墙组合结构形式;所述桥基段屏障的基础采用骑马件+对穿螺栓植胶固定在防撞墩上的结构形式。3)所述的屏障材料采用珍珠岩、泡沫铝板或铝纤维板和微穿孔板组成，其中珍珠岩吸声板采用干挂法施工于路基段基础连系梁表面、吸声屏体采用泡沫铝板或铝纤维板插入H型型钢立柱中、顶部吸声筒体采用双层微穿孔板；所述的微穿孔板上的穿孔率在12.5%，其孔径应在0.8lmm。4)所述的屏障的结构形式采用直屏+顶部吸声筒的形式，其中直屏段屏障根据噪声源及周围路况需要，采用单、双面泡沬铝板或单、双面铝纤维板吸声屏组合形式，并且在屏障的立面上采用吸声屏和透明屏间隔排布的组合形式；同时，对于采取双面泡沫铝板或双面铝纤维板吸声屏，应根据声源强的大小采用非对称空腔结构，使声源强大的一侧屏障空腔厚度大于声源强弱的一侧。顶部吸声筒外形为圆筒状或蘑菇筒状，以增强对绕射声的降噪作用。根据以上技术方案提出的这种适用于城市主干道的大型声屏障，不仅能对城市主干道的交通噪声有效降低69dB的降噪指标，而且也能有效地抵抗风荷载，避开地下管线，并保证屏障曲线顺畅，且造价相对便宜，是一种既科学、经济合理，又有较高抗风强度和适应较复杂境况的屏障结构。附图1为本发明声屏障主体示意附图2为路基段声屏障标准断面示意附图3为桥基段声屏障标准断面示意附图4为屏障基础结构附图5为防撞墙与上部屏障连接结构示意附图6-l为一种实际使用的声屏障平面示意图(A型)；附图6-2为图6-l的侧视附图7-1为一种实际使用的声屏障平面示意图(B型)；附图7-2为图7-l的侧视附图8-1为一种实际使用的声屏障平面示意图(C型)；附图8-2为图8-l的侧视附图9-l为一种实际使用的声屏障平面示意图(D型)；附图9-2为图9-l的侧视附图IO为声屏障屏体结构示意图。图中1-声屏障1-1泡沬铝或铝纤维吸声板1-2H型钢立柱1-3透明屏体1_4珍珠岩吸声板1-5龙骨架2-防撞墙或连系墙3-骑马件4-8.8级紧固螺栓5-水泥浆充填料6-企口垫片7-对穿螺栓8-承台9-吸声筒10-基础立柱11-预制方桩A-路侧路基段屏障B-路侧桥基段屏障C-路中路基段屏障D-路中桥基段屏障具体实施例方式如图所示的这种适用于城市主干道的大型声屏障，它是对现有传统道路消声降噪屏障的一种创造性改进。它包括路侧路基段屏障A、路侧桥基段屏障B、路中路基段屏障C和路中桥基段屏障D，其特征在于1)这种适用于城市主干道的大型声屏障，包括路侧路基段屏障A、路侧桥基段屏障B、路中路基段屏障C和路中桥基段屏障D，其特征在于基于城市主干道路幅宽、车流量大、噪声值高的特点，设置路侧和路中二道屏障进行降噪，所述的路侧路基段屏障的高度应不小于6.5米，路侧桥基段屏障的高度应不小于5.35m;所述的路中屏障(含路基段和桥基段)的高度应不小于4.35m;并且所述屏障两端延伸长度应超过敏感点各70m。2)所述路基段屏障基础采用骑马桩+承台+立柱+连系墙组合结构形式;所述桥基段屏障的基础采用骑马件+对穿螺栓植胶固定在防撞墩上的结构形式。3)所述的屏障材料采用珍珠岩、泡沬铝板或铝纤维板和微穿孔板组成，其中珍珠岩吸声板采用干挂法施工于路基段基础连系梁表面、吸声屏体采用泡沫铝板或铝纤维板插入H型型钢立柱中、顶部吸声筒体采用双层微穿孔板；所述的微穿孔板上的穿孔率在12.5%，其孔径应在0.8lmm。4)所述的屏障的结构形式采用直屏+顶部吸声筒的形式，其中直屏段屏障根据噪声源及周围路况需要，采用单、双面泡沫铝板或单、双面铝纤维板吸声屏组合形式，并且在屏障的立面上采用吸声屏和透明屏间隔排布的组合形式；同时，对于采取双面泡沫铝板或双面铝纤维板吸声屏，应根据声源强的大小采用非对称空腔结构，使声源强大的一侧屏障空腔厚度大于声源强弱的一侧。本发明所述的声屏障的设计原理如下根据屏障声学设计原理，对于城市主干道路幅宽、车量大、噪声值高的特点，要实现噪声敏感点69dB降噪指标，关键是提高屏障高度，路侧路基段屏障高度需达6.5m以上，路侧桥基段屏障受防撞墙强度限制，.仍需达4.5m以上(含防撞墙高度0.85m后屏障总高度535m)，并且在路中也需设置声屏障。路中路基段屏障的高度在4.35m以上，路中桥基段屏障高度3.5m(含防撞墙高度0.85m后屏障总高度4.35m)。屏障前后延伸长度超过敏感点各70m，这样高大的声屏障大规模的工程实施在国内是罕见的。要安全建成上述大型屏障，且能防御50年一遇的12级台风(取风速31.3m/s，风压0.55KN/m2)，必须有牢固的基础结构，但同时又要求基础结构经济上便宜，这是一对矛盾。考虑到屏障是在建成后的路段施工，路边已埋设复杂的管线，需要避让，但又要求屏障有顺畅的曲线，这又是一对矛盾。因此，大型声屏障的基础结构需要很好地解决上述矛盾，在多种方案比较研究的基础上，本屏障路基段基础采用骑马桩+承台+立柱+连系墙结构形式(附图4所示);桥基段基础采用骑马件+对穿螺栓植胶固定在防撞墩上的结构形式(附图5所示)。这二基础结构形式，能有效抵抗风荷载，造价相对便宜，能避开地下管线，且保证屏障曲线顺畅，这种屏障基础形式是现有屏障没有的。城市主干道一般噪声污染严重，噪声在各频谱(1002000Hz)范围内声级都较高，因此材料的设计原则是在较大频谱范围内有良好的吸声作用，满足声学要求，经济适用，适应露天环境，适应行车安全需要，制作维护方便，材料本身要环保，以此原则本屏障设计选择三种吸声材料进行组合，分别为珍珠岩、泡沫铝(铝纤维)和微穿孔板，充分利用泡沫铝(铝纤维)在500Hz以下低频优良吸声性能(NRC0.75以上)和珍珠岩在500Hz以上优异吸声性能(NRC0.91以上)，以及穿孔板吸声频谱的可选择性，三种吸声材料有效组合，可以提高屏体整体吸声性能，在减少反射声的同时，也减少了绕射声。珍珠岩在国内城市主干道屏障是首次使用，这种材料的组合形式也其他屏障所没有的。提高降噪效果的第三关键是屏障的结构设计，其原则是保证安全可靠，满足声学需要，经济合理，美观协调，便于检修，在这方面本屏障的创新点是①屏体顶部采用蘑菇形或圆形吸声筒，减少噪声绕射，提高屏障有效高度。这种吸声筒采用双层微穿孔板制作，穿孔率在12.5%,可以提高降噪效果l2dB。②路中双面吸声屏障不对称空腔结构。当道路两侧均有敏感点时，路中屏障需双面吸声，并应根据声源强的大小采用非对称空腔结构，使声源强大的一侧屏障空腔厚度大于声源强弱的一侧，满足路中屏障更适应于两侧噪声源强弱不同的特点。最后，根据城市主干道路幅宽的特点，增设路中屏障，改屏障单侧设置为双侧设置。这种设置形式也是其他屏障所没有的。综上所述，本屏障技术上创新之处为①大大提高了屏障的高度；②屏障基础结构形式有创新；③屏障材料组合有创新；④屏障结构也有^新点；⑤增设路中屏障，改屏障单侧设置为双侧设置。本屏障的具体施工方式如下1、针对噪声敏感点现状和降噪指标，用屏障声学设计方法进行计算机预测，优化后决定屏障的高度、长度、设置位置等重要参数，然后进一步完成施工图。2、首先进行土建施工，按施工图打桩、浇筑承台、立柱和连系墙。3、在工厂制作屏体，制成后运至施工现场。4、在连系墙上树立H型钢立柱，校正后用高强度螺栓与预埋件固定，然后插入屏体。5、在连系墙上进行珍珠岩干挂施工。上海外环线噪声治理工程是目前我国最大规模的交通噪声治理工程，得良好社会效益和公众认同。本屏障综合技术性能也得以充分检验，经上海环境监测单位降噪效果检测，屏障达到设计要求，降噪效果在69dB以上，详见下表。表1外环线一期噪声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规模应用，以上海外环线一期为例上海外环线是城市主干道，噪声污染非常严重，被国家环保局限期治理。外环线一期噪声治理工程投资1.3亿元左右，建成屏障长度12154m，高度为3.877m，现一期噪声治理工程已于2007年9月30日竣工，10月12日通过国家环保局环境保护验收，目前外环线二期噪声治理工程也即将开展。权利要求1、一种适用于城市主干道的大型声屏障，包括路侧路基段屏障A、路侧桥基段屏障B、路中路基段屏障C和路中桥基段屏障D，其特征在于1)基于城市主干道路幅宽、车流量大、噪声值高的特点，设置路侧和路中二道屏障进行降噪，所述的路侧路基段屏障的高度应不小于6.5米，路侧桥基段屏障的高度应不小于5.35m；所述的路中屏障的高度应不小于4.35m；并且所述屏障两端延伸长度应超过敏感点各70m；2)所述路基段屏障基础采用骑马桩+承台+立柱+连系墙组合结构形式；所述桥基段屏障的基础采用骑马件+对穿螺栓植胶固定在防撞墩上的结构形式；3)所述的屏障材料采用珍珠岩、泡沫铝板或铝纤维板和微穿孔板组成，其中珍珠岩吸声板采用干挂法施工于路基段基础连系梁表面、吸声屏体采用泡沫铝板或铝纤维板插入H型型钢立柱中、顶部吸声筒体采用双层微穿孔板；所述的微穿孔板上的穿孔率在1～2.5％，其孔径应在0.8～1mm；4)所述的屏障的结构形式采用直屏+顶部吸声筒的形式，其中直屏段屏障根据噪声源及周围路况需要，采用单、双面泡沫铝板或单、双面铝纤维板吸声屏组合形式，并且在屏障的立面上采用吸声屏和透明屏间隔排布的组合形式；同时，对于采取双面泡沫铝板或双面铝纤维板吸声屏，应根据声源强的大小采用非对称空腔结构，使声源强大的一侧屏障空腔厚度大于声源强弱的一侧。2、如权利要求1所述的一种适用于城市主干道的大型声屏障，其特征在于屏障顶部采用能降低噪声绕射的圆筒形状或蘑菇形筒状的吸声体。全文摘要一种适用于城市主干道的大型声屏障，包括路侧路基段屏障、路侧桥基段屏障、路中路基端屏障和路中桥基段屏障，其特征为基于城市主干道路幅宽、车流量大、噪声值高的特点，设置路侧和路中二道屏障进行降噪，其路侧路基段屏障的高度应不小于6.5米，路侧桥基段屏障的高度应不小于5.35m；其路中屏障的高度应不小于4.35m；并且屏障两端延伸长度应超过敏感点各70m；其路基段屏障基础采用骑马桩+承台+立柱+连系墙组合结构形式；其桥基段屏障的基础采用骑马件+对穿螺栓植胶固定在防撞墩上的结构形式；屏障材料采用珍珠岩、泡沫铝板或铝纤维板和微穿孔板组成；其屏障的结构形式采用直屏+顶部吸声筒的形式，且直屏段屏障根据噪声源及周围路况需要，采用单、双面泡沫铝板或单、双面铝纤维板吸声屏组合形式。文档编号E01F8/00GK101581078SQ20081003752公开日2009年11月18日申请日期2008年5月16日优先权日2008年5月16日发明者徐碧华,毛海亮,汪祥玉,褚国红,邱贤锋,辉龚申请人:上海船舶运输科学研究所