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公路聲屏障設計及施工技術分析
摘要:聲屏障是公路隔聲環保的重要設施,因其施工簡便且隔聲效果好,目前在公路工程中應用較為廣泛。本文主要分析了公路聲屏障的設計和施工技術,希望能為公路聲屏障科學化設計、安全化施工提供參考意見。
關鍵詞:公路;聲屏障;設計原理;施工技術
引言: 隨著車流量的增加,公路交通噪聲污染對沿線居民正常生活、工作、學習、休息環境的干擾程度和范圍也隨之加劇和擴大。公路的噪聲污染受到了越來越廣泛的關注,控制公路噪聲污染問題已經成為公路建設的重要任務,聲屏障因其實用性和有效性在公路噪聲防治方面得到了廣泛的應用。因此,研究和分析公路聲屏障設計及其施工技術具有非常重要的現實意義。
一、聲屏障的設計原理
控制噪聲的方法可分為兩種:一種為從聲源出發著手降低噪聲;另一種為在傳播途徑中阻礙噪音的傳播。本文主要討論了第二種即聲屏障的降噪方式。實際中聲屏障是有限長的,聲屏障無法完全阻礙聲音的傳播,聲波遇到聲屏障會發生反射、繞射和投射現象。
1、反射
聲波遇到聲屏障一部分被放射回來,當有雙側聲屏障時會出現聲波多次反射的情況。一部分反射的聲波通過繞射仍舊會到達受聲點,即使聲屏障的材料有吸聲特質,也無法吸收全部的反射波,因此降低了聲屏障的降噪效果。
2、繞射
聲波會越過聲屏障頂端傳播并在聲屏障后面形成聲影區,繞射聲的聲量級小于直達聲的聲量級,聲量級之差稱作聲屏障繞射減噪量,并隨著繞射角增大而增大。
3、透射
聲波透射后到達受聲點的聲量小于直達聲的聲量,兩者之差稱為透射降低量。穿透聲屏障的聲能量與聲屏障的面密度、入射角及聲波的頻率等因素有關。傳聲損失(隔聲量)用來評價投射噪聲的能力。透射降低量大說明聲障有較大的插入損失,有更好的降噪效果。
二、公路聲屏障設計
1、聲學設計
(1)聲屏目標值設計分析:對聲屏障進行目標值設計時,應該全面考慮到保護區域環境的背景噪聲值。當受聲點的背景噪音值比區域環境的噪音標準低時,設計時便可采取由公路交通噪音值減去該區域的噪音標準的方法;當受聲點的噪聲值高于該區域的噪聲標準時,就應該由公路交通噪聲值與背景噪聲值的差來確定;當僅僅采取聲屏障措施無法滿足設計目標值或者安全、經濟需要時,可采取綜合的噪聲防護措施,可采取聲屏障與綠化、假路塹、全封閉等組合措施。
(2)聲屏障的長度分析:一般而言,聲屏障外延長度同單向聲屏障外延長度與受聲點到聲屏障距離相同。但實際上,由此確定的聲屏障往往達不到區域的隔聲要求,所以設計時,可根據噪聲末端衰減規律和降噪量來具體確定聲屏障外延的長度。
(3)聲源高度的設計:聲源高度對于聲屏障的設計非常重要,但是實際設計中往往不被重視。設計時應該結合保護區域行車的車型進行調查分析,然后再確定。通常情況下聲源的高度在0.2~1.5m,但是如果全部采取統一值的話,可能不適用于全部公路段,尤其是具有特殊行車車型的公路。所以選擇聲源高度時應該考慮全面,充分結合公路車型的特點。
2、聲屏障的材料及結構設計
(1)聲屏障的材料選擇:聲屏障的材料根據聲學性能分,可分為吸聲材料和隔聲材料,因為材料的吸聲系數、隔聲系數和透射系數不一樣,聲屏障又可分為吸聲式、隔聲式和反射式幾種類型;聲屏障的結構材料包括基礎材料、支架體材料、結構框材料等。在實際設計中,可依據交通的聲環境和和諧的原則來確定,還應該考慮交通安全性、經濟價值、外觀等因素。同時,還應該從聲屏障材料的防腐、防潮和防老化、防火等要求來考慮。
(2)聲屏障的結構設計:首先聲屏障應該具備基本的強度、剛度和穩定性。設計時應該考慮到屏體的強度和剛度;立柱與基礎的穩定性與強度;聲屏障各部件的連接牢固性。同時,由于聲屏障處于道路兩側,所以應該盡量考慮到其防撞性;應該全面考慮聲屏障對路基、橋梁結構、及行車安全的影響。
(3)聲屏障金屬構件的防腐設計:對于金屬構件的防腐設計,可根據國家的相關規定和標準來確定。防腐層可分為單涂層、雙涂層。
三、公路聲屏障的施工技術
1、聲屏障的施工
公路聲屏障按外形分可分為直立形、倒L形,施工過程中,應該考慮到誤差的糾正問題,安裝應該牢靠,且要保證板柱之間的密封性,避免漏聲。
(1)聲屏障的制作與安裝:聲屏障可按照設計圖紙的要求對材料進行選擇和加工,加工時對折邊成型的配件進行嚴格組裝和固定,然后進行防腐處理;可采用機械與人工相互配合的方式進行安裝。安裝之前需要將隔聲板處理干凈。
(2)植筋的施工:對于原有高架橋施工時,應該對安全護欄進行切割,切割以后放樣,打孔對螺栓植入。施工前還需要對錨栓的性能進行檢測;在與新建高架橋同時施工時,可在防撞墻上部預留出聲屏障的位置。
2、重點環節的施工質量控制
(1)基礎預埋件的施工質量控制:鉆孔時必須保證錨栓與鉆頭一致。施工之前還需要對錨栓進行強度和剛度試驗,以保證力學其性能符合要求;對錨栓測試時,應該保證其允許荷載、間距、邊距等參數在其限度之內;鉆孔結束后,需要清孔處理,清孔時應該將鉆孔內的塵土和浮灰完全清除,同時檢查孔不存在積水。采用電鉆旋入螺栓,不可直接敲打進入。
(2)立柱施工質量控制:連接鋼板應該按照對應的設計要求與H型鋼立柱進行可靠焊接,經過檢驗合格之后進行吊裝作業。之后對鋼板的連接穩定程度進行檢查,排除其中可能存在的松動問題,否則需要重新安裝。同時,還應該對水平面的水平程度進行檢查,以每相隔2.5 m的距離來對鋼板是否在同一中心線上進行檢查。當立柱安裝完成之后,應該用水平儀對之進行檢查,確定其平行度之后在其底部用墊片進行墊實,然后用螺栓來進行緊固。最后,還需要對鋼結構進行防銹處理,一般首先采用熱浸鍍鋅的方式,鍍鋅層的厚度應該在80 μm以上,然后噴涂PE層,其厚度為60 μm以上。
(3)聲屏障板的安裝:聲屏障板的兩端與H型鋼板之間的空隙要保證均勻,可采用膠泥對外露部分封閉處理。聲屏障板與立柱間需要采用統一規格的橡膠條進行填塞。安裝屏板之前,可采用粘結劑將橡膠條固定在立柱上,粘結時要保證橡膠條與立柱的翼板邊緣要整齊。對螺栓擰緊處理時,觀察聲屏板與H型鋼立柱間的密封是否均勻;另外,在吊裝和運輸過程中要保護好聲屏板,安裝前需要對其進行無損檢查。工程中不能使用受損、掉塊和斷裂的聲屏板;聲屏障施工完成后,需要對其整體性進行檢查,確定聲屏障與高架橋的線形是否一致,及時調整不合格部位,以保證其外觀不存在扭曲、變形等質量問題。
四、結束語
公路的聲屏障施工屬于較為復雜的系統性工程,其中設計和施工每一環節的質量,都對聲屏障的整體效果影響極大。因此,在聲屏障的設計與施工過程中,必須秉承負責的態度,認真處理好每個工程細節,以保證聲屏障能夠完全符合降聲標準,為人們創造一個寧靜的生活居住條件。
參考文獻
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