浅议城市高架上的声屏障设计

浅议城市高架上的声屏障设计

姚春

姚春

苏州市市政工程设计院有限责任公司江苏苏州215000

摘要：在社会经济不断发展的影响下，我国的交通运输行业也得到了显著的改善，城市高架的出现很好地解决了道路的拥堵，但随之而来的是越来越严重的噪声问题。目前，由于交通运输产生的噪声污染已经对人们的身体健康以及日常生活造成了不同程度的影响，因此治理高架上的噪声成为相关部门下一步的主要工作。本文阐述了城市高架上的声屏障设计的重要性，主要探讨了城市高架上的声屏障设计。

关键词：城市高架；声屏障；设计

城市高架运输越来越普及，同时这也加重了噪声污染，统计研究得知，噪声对人们身体的伤害不容小觑。因此，控制高架上的噪声污染逐渐成为人们关注的焦点。控制噪声污染的常用方法可归纳为三种，第一是从声源入手，减少噪音的产生；第二是从噪声的传播途径入手，阻碍噪声的传播；第三是从噪声的接受者入手，保护噪声的接受者。由于第一种方式在完成上具有较高的难度，因此目前主要控制噪声的手段为建设适当的声屏障。这种方式既不会对人们日常的生产和生活造成影响，还可以有效控制噪声的传播。

一、城市高架上的声屏障设计与建设的重要性

城市高架的出现，极大的缩短了交通运输的时空范围，有效缓解了道路拥堵的现象，从受益者角度而言，给予了这项举措广泛的好评。城市高架上畅通无阻的特点，为大型汽车的日夜兼程提供了很多便利，但是由此产生的噪声污染影响了居住在高架附近的人们，尤其对于学校而言，破坏了学生安静的学习环境。目前，城市高架运输噪声污染已经到达必须要治理的地步了。在城市高架上建设声屏障是最常用、有效的手段。在保证公共交通畅行无阻的前提下，进行环境的保护和整理，是声屏障设计所要遵循的原则，将该地区所有车辆集中在高架上，然后进行统一处理，是现阶段最有效的控制运输噪声的手段。这种手段的优势可概括为三个方面，第一，在工业不断发展的今天，许多城市都呈现出工业区与居民区并存的现象，交通作为最基本的运输途径，往往承担着巨大的生产运输任务，随着城市高架的不断完善，生产运输趋向于快速的主干道，因此在城市高架上经常出现大型的运输车辆，这也是噪声的主要来源，在高架上设计和建设声屏障，具有很高的实际价值；第二，通过数据发现，噪声的大小与车流密度成线性关系，而且当车流密度达到一定程度时，噪声会趋于稳定，不会显著的提升，这意味着在车流密度达到一定程度以后，噪声的程度不会随着密度的增加的提升，因此在交通的主干道城市高架上设计和建设声屏障是十分有效的，并且还可以节省资源；第三，城市高架作为城市交通运输的主干道，在此进行统一的噪声管理可以极大程度的缩小治理的范围，如果不进行统一的治理，无论从经济费用上还是治理条件都是不现实的，比如在街巷内建设声屏障，非但不会有理想的效果，还为居民的造成极大的不便。因此，在城市高架这一主干道上建设声屏障是治理交通环境以及噪声污染的有效手段，应该得到相关部门和人们的关注，其重要性不言而喻。

二、城市高架上的声屏障设计

（一）声学设计

城市高架上的声屏障设计过程中，要牢牢把握声学的基本内容，其中运用声屏障可以减少的噪声量是可以通过计算得到的，既噪声接受位置的噪声等级与理想噪声等级的差值。运用声屏障以后的噪声减少量的计算过程如图1所示，而声程差（?）的计算公式为：

（二）声屏障的高度设计

声屏障的高度是根据声程差确定的，而声程差的确定需要结合噪声接收位置的贡献值以及接收位置所处环境类别的要求值，并通过计算得出实际要求的噪声降低量。如果声屏障的设置位置（城市高架边护栏位置，如图1中）确定以后，这个位置与相应的噪声接受位置（图1中的接受者）以及噪声的发生位置（图1中的交通噪声）之间的对应性距离可以得到进一步的确定。将上述步骤得出的ΔL、?的数值，根据图1中的关系等比例计算，就可以得出此情况下的声屏障高度（H）。当声屏障的高度确定以后，需要根据平衡造价的原则进行抗风性的测试，从而进一步的确定声屏障的高度。通过对苏州城市高架边护栏结构的研究得知，其顶部宽度在250mm左右，并对风力、柱距等因素进行综合性考虑后，得出该地区高架上采用的直立式声屏障的高度不能超过5.0m。

（三）声屏障的构造设计

声屏障的构造设计主要包括两个方面，选材与结构，在设计过程中需要满足的条件为，经济、美观、耐用以及施工便捷等，结构如图4所示，一般情况下，声屏障的主体框架选用H型钢，框架底端与高架路面防撞护带预埋件的连接通常选用螺栓。声屏障的表面可分为上、中、下三部分，其中上部分呈圆弧形，弯曲的方向指向高架道路，在结构上类似百叶窗，通常在其内部填充一定量的PU材料，作为声屏障的吸声屏体，其降噪系数RNC>0.6；中间透明部分，为隔声屏体。一般采用双层夹胶钢化玻璃、PC实心板、亚克力板板材外包铝合金框形成。要求板材的计权隔声量大于25dB(A)。下部分的结构为微穿孔，通常在其内部填充一定量的PU材料，可达到显著的吸声效果。选料是声屏障构造的核心环节，因此应该充分考虑到各方面因素，从而提高声屏障的降噪性能。

（四）声屏障的强度设计

在实际使用中，声屏障主要受到风的影响，在进行强度设计以前，需要结合本地区的平均风压，并充分考虑由风引起的振动，在推算和设计之前需要选取最大风载荷，从而计算声屏障的主体强度与底座强度。

三、总结

声屏障的设计质量还需要在实际应用中进行检验，这也是技术、理念得到更新和发展的过程。目前，虽然全封闭式的声屏障具有更好的降噪效果，但是造价过高，并没有得到广泛的应用，而声屏障在降噪水平相同的情况下，具有更高的性价比。相信通过不断地努力，我国城市高架上的声屏障设计水平会上升到新的高度。