浅析市政高架门式钢架声屏障的施工要点

浅析市政高架门式钢架声屏障的施工要点

方唯然

武汉红四方交通建设有限公司 湖北武汉 430012

摘要：在城市建设和交通运输领域，高架门式钢架声屏障的应用日益广泛，为控制噪音污染、改善城市环境质量起到了重要作用。然而，声屏障的施工并非简单工作，需要精确的设计、优质的材料、专业的施工技术以及有效的问题应对策略。本文就此进行了详尽的探讨。

关键词：市政工程；高架门式；钢架声屏障；施工

引言：

市政高架门式钢架声屏障是指安装在城市道路高架桥旁的一种声音隔离设施，采用门式钢架结构，用于减少交通噪音对周围居民和环境的影响，通常由钢柱、钢梁和声吸音板组成，形成一个围合的屏障结构。市政高架门式钢架声屏障在城市交通规划和环境保护方面具有重要作用，不仅可以改善周边居民的居住环境，减少交通噪音对其生活的干扰，还能够提升城市形象和居民的满意度。通过合理的设计和施工，市政高架门式钢架声屏障能够在城市中起到隔音、美化、环保的多重功能，为人们创造更安静、宜居的生活环境。

一、声屏障设计原理

（一）声学基础知识

声学是一门研究声音和振动现象的科学，涉及的领域广泛，包括音乐、医学、建筑和工程等。声音是由振动产生的，振动的源头通过介质（如空气、水或固体）将能量传输给周围环境，人们通常通过耳朵接收这些振动，大脑解析这些振动，就能听到声音。每个声音都有其特定的频率和振幅，频率决定了声音的音调，振幅则决定了声音的响度。在现实生活中，通常会听到由不同频率和振幅组合的复杂声音。这些复杂声音是由多个简单的正弦波叠加在一起形成的，每个正弦波代表一个特定频率的声音。声音在不同的介质中传播的速度也会有所不同。例如，在空气中，声音的传播速度大约为343米/秒，而在水中，这一速度会增加到1500米/秒。传播速度的不同，会对声音产生多种影响，包括折射、反射、干涉和衍射。对于建筑和工程领域，如声屏障的设计需要考虑声音的反射、衍射和吸收，通过优化这些因素，可以有效地减少噪音对环境和人类活动的影响[1]。

（二）高架门式钢架声屏障设计的关键要素

声屏障的主要目标是减少噪声对周围环境的影响，因此必须具有良好的声学性能，设计者需要理解声音如何通过反射、吸收和衍射在各种介质中传播，然后选择能够有效减少噪声的材料和设计。门式钢架结构应具备良好的稳定性和强度，要求设计者对材料力学有深入的理解，能够保证钢架在承受风荷载、地震荷载等各种可能的外力时，能够维持其稳定性，并保证其在长期使用中的耐久性。声屏障的外观设计也不容忽视，其主要功能是降低噪音，但也是城市景观的一部分，因此，设计时需要考虑其与周边环境的协调性，既要实用，也要有美感。

二、施工材料选择

适当的材料选择可以确保声屏障的性能，稳定性，持久性和美观性，门式钢架的选材必须优先考虑材料的强度，稳定性和耐腐蚀性。结构钢材通常被用作高架门式声屏障的支撑结构，有很高的抗拉强度和抗压强度，可以有效地抵抗风荷载、地震荷载等各种可能的外力。另外，钢材的塑性好，变形能力强，在遭受过载时不易破坏，为了防止由于环境因素导致的腐蚀，通常会选择经过防腐处理的钢材，或者使用添加了防腐成分的高强度低合金钢[2]。门式钢架的连接方式也应该设计成简单易行，可以使用高强度螺栓连接，以便于施工和维修。声屏障的材料选择则主要取决于其声学性能，尤其是声音吸收和反射能力。常用的声屏障材料有吸声砖、吸声板、吸声混凝土、吸声塑料等。这些材料能够通过其独特的微观结构和材料特性，如开孔率、孔径、厚度等，来吸收并降低噪声。其中，吸声砖和吸声混凝土是常用的声屏障材料，具有良好的吸声性能和抗环境侵蚀性；而吸声板和吸声塑料则更轻便，可方便施工和更换，适用于需要经常调整或维修的地方。然而，声屏障的材料还需要考虑其环保性和经济性，选择的材料应具有低环境影响，低能耗，可回收等特性，以符合绿色建筑和可持续发展的要求，还需要估算材料的成本和使用寿命，选择性价比高、使用寿命长的材料。

三、施工前的准备工作

在高架门式钢架声屏障的施工开始前，要进行充分的准备工作以确保施工过程的顺利进行和安全。设备和材料的准备是施工前的首要任务，施工所需的各种设备，如起重设备、切割机、焊接设备等，都需要提前做好检查和维护，确保设备的正常运行和安全性。同时，施工所需的材料，如钢架、声屏障板、螺栓等，都需要提前采购并储存好，还要考虑施工现场的存储条件，如防潮、防腐蚀等，以保证材料的质量。施工人员应接受相关的职业技能培训，如焊接技能、起重操作技能等，以提高施工效率和保证施工质量，了解施工方案和施工流程，掌握施工中可能遇到的问题和解决方法。安全培训也是不可忽视的一部分，施工人员应接受安全知识教育，了解施工中的安全风险，学会使用各种安全设备，掌握应对各种安全事故的方法。在施工前，也需要进行一些现场的准备工作，如施工现场的清理、交通的疏通等，以为施工提供一个良好的环境，同时要做好环境保护和防尘、防噪音等工作，减少施工对周围环境和居民的影响

[3]。

四、施工流程和技术

由于钢架是声屏障的主体结构，因此必须保证其稳定且正确安装，施工人员需要根据设计图纸和施工方案，严格按照所规定的位置和方向安装钢架。钢架的安装通常使用起重设备进行，以保证安全和效率。在安装过程中，要注意检查钢架的垂直度和水平度，以及各部分的连接是否牢固。一旦钢架安装到位，就需要进行固定工作。固定钢架通常使用螺栓或焊接等方法，以保证其稳定性和耐久性。随后，进行声屏障板的安装，在此之前检查声屏障板的质量和规格是否符合设计要求，根据设计图纸和施工方案，按照所规定的位置和方向安装。通常，声屏障板的安装也需要使用起重设备，以保证安全和效率。在安装过程中，要注意声屏障板之间的拼接是否紧密，以避免声音泄露，声屏障板的连接部分也需要进行加固，以保证其稳定性和耐久性。在声屏障安装完成后进行全面的检查，包括钢架的稳定性、声屏障板的拼接和连接等，以确保声屏障的质量和性能。对于发现的问题，如钢架的变形、声屏障板的破损等，要及时进行修复或更换。

五、施工后的维护和管理

在常规检查和维护流程中，应定期对声屏障进行全面的检查，如钢架的稳定性、声屏障板的破损和老化情况、连接部位的牢固程度等。这样能够及时发现并处理问题，防止小问题积累变大，从而避免对声屏障性能的影响。同时，定期的维护也是必要的，比如清洁声屏障板以保持其良好的吸声性能，对受损或老化的部分进行修复或更换，保持钢架和连接部分的稳定性，还应包括对施工后遗留问题的处理，清理施工垃圾，修复施工对环境的破坏等。面对自然环境的影响，例如风雨侵蚀、温度变化、阳光照射等，在设计和材料选择阶段，就应考虑到这些环境因素，选择有良好耐候性和耐老化性的材料，在施工过程中做好防护措施，比如设置防雨设施、做好防腐处理等。

结语：

总的来说，高架门式钢架声屏障的施工是一个复杂且精细的过程，涉及众多环节和因素。只有严格的质量控制、科学的施工技术和有效的问题应对策略，才能保证声屏障的施工质量和性能，实现其在噪声控制和环境改善上的功能。同时，施工后的维护和管理也是至关重要的，保证了声屏障的长期稳定性和持久性能。通过本文的讨论，希望能为相关工程实践提供参考和启示，推动高架门式钢架声屏障施工技术的发展和完善。

参考文献：

[1]李秋彤,刘艳,罗雁云.考虑声源非相干性的城市轨道交通全封闭声屏障降噪预测[J].同济大学学报(自然科学版),2023,51(01):117-125.

[2]王朝亮,张良涛,宋立忠,吴晓龙.市域铁路近轨声屏障降噪效果预测分析[J].噪声与振动控制,2022,42(06):187-191+278.

[3]秦晓春,倪安辰,韩莹,曹林辉,黄智华.声子晶体型高速公路声屏障的降噪性能[J].中国环境科学,2020,40(12):5493-5501.