八车道高速公路全封闭声屏障初步设计简介

朱俊;苗超

【摘 要】武汉市四环线武湖至吴家山段全封闭声屏障实施工程是在高架道路上用轻钢结构和隔声吸声结构建造的通长的隧道式构筑物,与普通声屏障相比, 除了隔声效果最好,结构形式和所涉及的相关技术因素也大不相同,具有较强的创新性. 【期刊名称】《工程与建设》 【年(卷),期】2017(031)002 【总页数】2页(P186-187)

【关键词】高速公路;全封闭;声屏障;初步设计 【作 者】朱俊;苗超

【作者单位】安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088;安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088 【正文语种】中 文 【中图分类】U417.9

随着城市化的发展，高架道路路网密度日益增大，交通流量不断增长，噪声危害日益加重。由行驶在立交桥上以及快速干道上的车辆所产生的噪声在某些地段已超出了居民的承受程度。

武汉市四环线武湖至吴家山段是四环线工程中的“北段”，沿线经过黄陂区、东西湖区，全长约47.390 km，为八车道高速公路。路线在终点段沿十一支沟南下，与东吴大道、田园路交叉，其中70 km+950 m～71 km+570 m段共620 m范

围路线距离航天嘉园小区最近只有40 m。根据环评报告要求，此620 m范围(高架桥形式)要求全部采用全封闭式声屏障进行降噪。

全封闭声屏障是高架道路隔声效果最好的声屏障形式, 它可以把行驶的车辆包括路面都围隔在屏障内, 在屏障内行驶车辆产生的交通噪声包括路面的反射噪声都被围隔在屏障内, 对高架道路两侧邻近的居住楼可以取得20 dB以上的降噪效果。 全封闭声屏障目前在安徽省还没有实例。因此，在初步设计前，对全封闭声屏障在国内的使用情况进行了一些调研。主要调研情况如下。

(1) 明珠线二期轨道交通线是上海市市区重要的轨道交通干线，线路两端分别与明珠线一期宜山路站和宝山路站相接， 形成环状轨道交通。其中靠近宜山路站出人场线的一段区间噪声对沿线住宅小区影响较大。为此，2004年1月开工建设全封闭声屏障以减低噪声，工程于2005年3月完工[1-3]。

(2) 2004年9月，南京惠民三期跨线桥建成通车。该跨线桥安装了全封闭声屏障，长约140 m，宽18.5 m，高约5 m，桥高4.5 m，四车道。全封闭声屏障有效地解决了道路交通噪声对居民住宅楼的影响问题，居民住宅窗外噪声由70 dB左右降为50 dB[4]。

(3) 2010年7 月10日，南京纬七路西延高架道路正式通车。在这条高架道路上架设了750 m长与高架道路同宽的全封闭声屏障。南京纬七路西延高架道路为双向6车道，道路宽度25 m， 全封闭声屏障全长750 m，建筑宽度25.3 m，屏障内净高5.2 m，建造高度约7.5 m[5-6]。

目前，全国范围内在武汉市四环线这样的八车道高速公路高架桥上设置全封闭声屏障的实例工程还未见报道。

由于本项目全封闭声屏障长达620 m，建造高度超过6 m，又是建造在10 m高的高架道路上的封闭式构筑物，不但受到风载影响， 还受到雪载影响，更需要合理解决排水、通风、采光、消防及安全行车等技术问题，从设计的角度看有相当的

技术复杂性。因此，需对其设计内容进行必要的分解，本项目全封闭声屏障设计主要考虑以下三个方面的内容。

(1) 全封闭声屏障的声学设计。全封闭声屏障是目前隔声效果最好的道路声屏障，应确保取得20 dB的降噪效果[7]。

(2) 全封闭声屏障的结构设计。采用先进的组装轻钢结构形式，妥善解决支承钢结构、吸声隔声屏体、隔声采光窗、顶部隔声构件、景观采光结构及排风口等多结构、多专业组成设计，同时要确保高架道路自身的结构安全[8]。

(3) 全封闭声屏障的材料设计。选用合适的主材，使声屏障具备隔声、吸声、强度高、耐久、防腐、耐火、低眩和便于检修维护等性能，在满足高架道路安全通畅行车的前提下，妥善处理解决全封闭声屏障的排水、通风、采光及应急防范事项，并具有较好的景观效果。

本文主要介绍(2)和(3)的内容，即全封闭声屏障的结构设计和材料设计。

通过研究国内已有的全封闭声屏障方案，并结合武汉市四环线自身的特点，本次初步设计提出的八车道全封闭声屏障初步设计方案如下。

全封闭式声屏障主要由结构部分、吸隔声部分和辅助部分组成。具体方案如图1所示。

结构部分包括边立柱(侧立柱)、中间立柱、横梁、檩条、撑杆等。屋面呈弧面形状，屋面与墙面过度区域采用曲面形式，整体外观和谐美观。边立柱采用变截面H型钢，采用主副立柱交替安装在防撞墙上，主立柱主要承受载荷，副立柱增加墙面吸声板安装稳定性，并增强钢架整体稳定性。中间立柱采用双柱脚形式，安装在高架桥中间两排防撞墙上，间隔50 m设置交叉斜支撑，增强声屏障钢架纵桥向稳定性。双柱脚连接件外形呈“U”字型，可以一定程度上适应桥面横向和纵向位移。横梁采用分段拼装形式，以中柱立面呈对称分布，横梁与中柱采用竖直端面拼接形式，横梁与边主副柱之间采用圆管型钢给予支撑，增加屋面稳定性。

吸隔声部分包括隔声板(即亚克力 )和吸声板。图1中透光部分为隔声板，不透光的板即为吸声板。侧立面吸声板安装在主副立柱之间，高1.5 m，采用角钢固定竖直两边，下水平边采用C型钢给予加固，上水平边采用Z型钢固定，并用压条将墙面亚克力板下水平边固定在Z型钢上。墙面亚克力板竖直高度为1.77 m，竖直边用自攻螺丝和相应形式压条固定在边立柱上，上水平边也采用型钢给予固定。屋面与墙面过度区域吸声板在安装之前进行相应折弯处理，或者生产带有相应弧度的吸声板，采用角钢将其与主结构夹紧固定，安装长度为6.25 m。两端屋面吸声板和隔声板采用对称安装形式，剩余空间都安装亚克力板。

吸声板、隔声板与钢架结构安装处采取密封措施，防止灰尘以及雨水的进入，增强其防水以及隔音的效果。辅助部分包括柱脚板、角钢、连接板、连杆、螺栓、螺母、垫片等。螺栓根据设计要求，选择满足要求的强度等级[9-10]。

武汉市四环线武湖至吴家山段全封闭声屏障实施工程是在高架道路上用轻钢结构和隔声吸声结构建造的通长的隧道式构筑物，与普通声屏障相比， 除了隔声效果最好，结构形式和所涉及的相关技术因素也大不相同，具有较强的创新性。 初步设计阶段提出了全封闭声屏障的结构部分、吸隔声部分和辅助部分的主要设计方案。下阶段将进一步细化设计，完善全封闭声屏障的自身结构计算及对桥梁结构的影响分析，为正式实施提供依据。

【相关文献】

[1] 马 娜.上海轨道交通明珠线二期全封闭声屏障工程设计[J].现代城市轨道交通，2005(3)：41～42.

[2] 夏 平.上海轨道交通3号线半封闭声屏障设计及降噪分析[J].现代城市轨道交通，2011(2)：61～62.

[3] 马 娜.上海轨道交通6号线全封闭声屏障工程设计[J].现代城市轨道交通，2010(5)：38～39. [4] 王庭佛，徐 剑.道路全封闭声屏障的实践[J].环境工程，2004(6)：50～53.

[5] 冯苗锋.南京市应天大街纬七路西延高架道路750 m长全封闭声屏障建成通车[J].噪声与振动控

制，2010(4)：28.

[6] 王庭佛，冯苗锋，徐 剑.城市高架道路全封闭声屏障的设计与施工[J].环境工程，2012(6)：113～116.

[7] 虞晓锋，高 颖.不同形式声屏障对高架道路噪声的敏感性分析[J].山西建筑，2013(7)：194～195.

[8] 陈 莹，姚 成.桥梁段声屏障设计应考虑其对桥梁的力学影响[J].公路，2009(10)：222～224. [9] JGJ 82-2011，钢结构高强度螺栓连接技术规程[S]. [10] GB 50017-2003，钢结构设计规范[S].