上海中环线声屏障工程实践

邱贤锋, 戴晓波, 何金平

(中海环境科技(上海)股份有限公司， 上海 200135)

上海中环线声屏障工程实践

邱贤锋, 戴晓波, 何金平

(中海环境科技(上海)股份有限公司， 上海 200135)

以上海市中环线地面段为例，介绍大型声屏障的设计。在对噪声情况进行调查的基础上，利用Cadna/A 软件完成声屏障的声学设计工作，确定声屏障的设置位置及设置高度。在满足声学要求的基础上，进一步进行声屏障结构与构造设计等。该项目竣工后，现场监测效果及民众反映均较好，获得较好的社会效益。

噪声； 声屏障； 声学设计； 结构设计； 降噪效果

1 工程概况

中环线是介于内环与外环之间的城市环形快速路，其中浦西段于2003年开工、2006年建成通车。工程沿线建筑物较为集中，分布有矿厂、仓库、学校、部队驻地、居住区、开发区及商业用地等，局部路段有高压走廊。

该线路大部分是在已有道路的基础上扩建的。工程建成后，由于车速及车流量的增加，各路段敏感目标处的声级均有增加。根据2010年的监测结果，中环线地面段的噪声污染严重，特别是夜间噪声严重超标，沿线敏感点昼间平均超标5.5 dB，夜间超标更严重。沿线居民所受影响日益加重，要求治理噪声污染的呼声日益提高。

2 声屏障工程设计

2.1噪声污染状况

拟实施声屏障的敏感点主要分布在沿线7个路段上，调查时在其中6个路段设置7个监测断面，每个监测断面上根据敏感点建筑的高度，在前排房屋的不同楼层设置监测点。共布置监测点21个，其中2个进行24 h连续监测(见图1)，以了解噪声的时间分布特征。

根据监测结果，中环线地面道路两侧敏感点处的噪声污染状况为：

1) 沿线各路段声环境质量相近，总体上受到比较严重的噪声影响。沿线敏感点(已实施声屏障的敏感点除外)处昼间声级平均超标5.5 dB，夜间声级平均超标15.5 dB。与中环线建设前相比，白天声级增量为2～5 dB，平均3 dB;夜间增量为2～7 dB，平均4 dB。

2) 24 h监测结果表明：昼间声级线比较平缓，且居高不下；夜间噪声略有起伏，总体比昼间有明显降低(平均降低约5 dB)，但超标更严重。

2.2声屏障治理措施的适用性

交通噪声治理主要从交通噪声的源、传播途径及受体(受影响对象)等3个方面展开，相应的措施主要包括规划控制(城乡建设规划、交通规划)、管理控制(交通管理和环境管理等)和工程降噪(声源削减、传播途径阻断及噪声敏感建筑保护)等。

交通噪声治理的基本思路是“系统治理”，由不同的主体从规划、管理及工程措施等3个层次开展，各负其责、共同努力，在现有的技术经济条件下取得最佳的治理效果。根据《地面交通噪声污染防治技术政策》，地面交通设施的环境噪声污染治理应优先考虑采取间隔必要的距离、控制噪声源和消减传声途径噪声等措施，以使室外声环境质量达标。若通过技术和经济论证认为不宜对交通噪声实施主动控制，则建设单位和运营单位应对噪声敏感建筑物采取有效的噪声防护措施，保证室内的声环境质量合理。由此可见，在技术和经济论证认为可行的基础上，应优先考虑采取声屏障降噪措施。

若以市政工程管理和建设单位为治理主体，声屏障措施具有较好的可操作性，比较适用于敏感点较近、道路用地受限及交通噪声超标5 dB以上的情况，且能起到良好的效果。韩国、日本、德国及我国普遍采用声屏障缓解交通噪声污染就是基于该缘故。

2.3声学设计

声屏障建设方案必须建立在声学设计的基础上，从而确保经济、有效地确定声屏障的实施位置、长度和高度，并作为声屏障形式和材料选择的重要依据。该项目利用德国CadnaA噪声计算软件，结合声屏障设置条件，在区域建模、声场模拟的基础上，通过对声屏障实施前后的降噪效果进行对比分析，确定声屏障的相关设计参数(见图2)。

考虑到中环线的特殊情况，沿线建筑普遍距离道路较近，且受辅道的影响，治理难度较大。因此，综合考虑，以显著的楼层降噪效果≥5 dB为总体降噪目标。项目设计方案的总体降噪目标设置在5～10 dB，可保证中环线主线对敏感点大部分楼层的噪声贡献值显著减小，从而使治理后的中环线噪声不高于建设前的噪声，同时具有建设的可行性。具体的声学设计如下：

1) 由于沿线中央分隔带很窄且管线密集，不具备实施中屏的条件，适当提高侧屏高度可弥补中屏建设的不足，因此考虑不设中屏，将侧屏提高至≥7.35 m。

2) 对于地道敞开段，可设置一道侧屏，侧屏高度应根据现场条件尽量增大，一般在5.85 m左右为宜。

3) 设置侧屏后，为降低辅道噪声在侧屏处产生的反射声影响，应在侧屏朝向辅道一侧采取吸声措施。

4) 对于2层别墅，建议采用高度为6.5 m的围墙形式屏障;对于3层别墅，建议采用高度为7.5 m的围墙形式屏障。

2.4基础设计

按建筑结构荷载规范计算，风荷载一般由平均风的作用、脉动风的背景脉动作用和脉动风诱发抖振产生的惯性力作用等3部分组成，其中第3部分是脉动风谱和结构频率相近部分发生的共振响应。由于声屏障结构的风致振动很小，动力风荷载相比静风荷载是次要的，因此采用<20 m水平加载长度的静阵风风速进行静阵风荷载抗风设计(包括平均风载和脉动风的背景响应2部分的综合效应)，能满足声屏障的抗风设计要求。

风压取50 a重现期内的基本风压0.55 kN/m2，相应基本风速取31.3 m/s。

主线路侧采用双桩承台基础，桩型为250 mm×250 mm预制混凝土方桩，桩长为10 m；小区围墙声屏障采用2 500 mm宽条形基础。

在地道敞开段位置，声屏障直接利用植筋和预埋件从地道的挡墙作为基础。

由于中环线主辅隔离带狭小，需在基础施工前破除路面，待基础完工之后再恢复。

2.5屏体材料与结构

声屏障屏体设计为阻抗复合型吸声结构，屏体构造及材料组合采用复合通孔吸声板(内填聚酯纤维吸声板)+安全夹胶透明玻璃屏体。经实验室测试，该复合通孔吸声屏体降噪系数NRC达到0.75～0.80，超过《声屏障声学设计及测量规范》(HJ/T 90—2004)中关于吸声屏体降噪系数的要求。

在屏体形式选择上，由于大弧度内弯形屏体顶部弧度的作用，增加了屏障的等效高度，对降噪效果有一定的增进作用，可减少噪声的绕射并对屏障顶部噪声产生吸收作用，降噪效果较好。根据计算，大弧度内弯形屏体较直立型屏体基本上可增加吸声效果0.5～1.0 dB，同时大弧度内弯形屏体形式与中环的弧线造型相协调，景观效果较好，因此设计中采用大弧度内弯形屏障。

2.6景观设计

该工程声屏障的景观设计引入了工业设计的理念和方法，通过对色彩、材质和造型进行设计，在满足降噪要求的同时，减少压抑感，力求声屏障与主体工程和周围景观相协调，体现声屏障工程的韵律美，突出城市风貌和个性。

1) 考虑平视对中环线地面道路屏障及沿线景观设计的影响。 目前在中环线地面道路上，除了城市的特色建筑和人文景观，绿化景观也是其重要的1个单元，而屏障设计不可避免地会遮挡沿线景观，因此在声屏障设计中减缓对地面景观画面流畅的影响是设计的关键。

2) 考虑仰视对中环线地面道路屏障及沿线景观设计的影响。中环线的屏障对环保功能的需求较高，长时间压抑式的仰视容易引发人的不适感，因此可采用屏障壁画、喷绘、垂直绿化及通透等相结合的形式来减缓视觉压抑感。例如，通过变化构图形式产生韵律美和新鲜感，以缓解行人因长时间触及单一不变的景观而产生的视觉疲劳，有助于安全行车。

3) 考虑沿线多层(高层)俯视对中环线地面道路屏障及沿线景观设计的影响。虽然中环线的屏障设计主要是为沿线的居民提供降噪服务，但也应考虑居住在多层、高层建筑中的居民的赏景要求。在具体设计中，通过立体造型布局、图案组合及配合植物造景等方式来满足大多数观赏者的需求。

4) 声屏障的设计与主体工程和周围景观相协调，要考虑与高架路的衔接，与弧形路灯、防撞墩的结合搭配。

3 工程特点及施工难点

1) 该工程位于交通流量较大的中环线浦西地面快速路沿线，声屏障实施位置为中环线主辅隔离带和小区围墙。中环线是地面快速路，是交通要道，主线和辅道的交通流量大，声屏障的施工要尽量降低对交通的影响，施工难度和风险较大。部分围墙位置人行道狭窄，仅能容一人通行，受交通安全和作业场地限制的影响较大。

2) 地下管线复杂，中环线(浦西段地面快速路)由于建设前就有大量地下管线未搬迁，有燃气、上水、排水(包括合流污水干管)、路灯及信息等多种管线，情况相当复杂，在工程建设期间，在确保管线安全的前提下，如何保质、保量、按期完成工程项目，实现市政府对市民的承诺，是工程的重点和难点之一。

3) 声屏障高度较高，最高达到7.5 m。

4) 中环线位于中心城区，且是一项民生工程，社会关注度较高，对屏体的景观要求较高，屏体呈整体弧形或大弧形，加工和安装要求高、难度大。

5) 降噪材料的选取比较新颖，施工中需很好地掌握吸声面板的特性。

4 工程效果及社会影响

地面快速路段声屏障建成后，道路交通噪声明显下降，得到周边居民的认可。同时，经第三方检测机构检测，项目实施后总体降噪效果≥6 dB，符合设计的总体降噪目标。该噪声治理工程可使各敏感点昼间声级基本达标；夜间声级虽仍有超标，但声环境质量得到明显改善，且超过建设前的预期效果。

[1] 国家环境保护总局. 声屏障声学设计和测量规范:HJ/T 90—2004 [S]. 2004.

[2] 马大猷. 噪声与振动控制工程手册[M]. 北京：机械工业出版社，2002.

[3] 洪宗辉， 潘仲麟. 环境噪声控制工程[M]. 北京：高等教育出版社，2002.

NoiseBarrierofShanghaiMiddleRingRoad

QIUXianfeng，DAIXiaobo，HEJinping

(China Shipping Enviroment Technology (Shanghai) Co., Ltd.， Shanghai 200135, China)

The sound barrier is one of effective solutions to mitigate noise produced by heavy traffic on highways. Based on the investigation of the nature of the noise sources around the inner ring overhead highway , an acoustic design is carried out with the help of the software Cadna/A, the locations and heights of the sound barriers are determined. The design of the sound barriers structure of the barrier unit and the configuration of the system are designed according to the acoustic requirements for them. The sound barrier installation is tested and

positive responses from the public.

noise； sound barrier； acoustic design； structural design； noise reduction

TB535

A

2017-08-15

邱贤锋(1976—)，男，浙江宁波人，高级工程师，主要从事环境保护项目的设计和工程管理工作。

1674-5949(2017)03-0060-04