近年來，我國(guó)基礎(chǔ)交通建設(shè)發(fā)展迅速，特別是公路、鐵路等交通工程。由于其優(yōu)勢(shì)，高速鐵路在交通工程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，當(dāng)高速鐵路投入運(yùn)行和使用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生噪聲，特別是當(dāng)高速鐵路橋只是在人口密集的敏感區(qū)域時(shí)，噪聲會(huì)嚴(yán)重影響周圍居民的日常生活。因此，為了解決高速鐵路橋梁的噪聲問題，必須想辦法消除噪聲帶來的不良影響。聲屏障的應(yīng)用可以很好地解決這個(gè)問題，它可以非常有效地隔離噪聲，使位于高速鐵路橋梁周圍的居民盡可能避免噪聲干擾。但聲屏障種類繁多，不同的聲屏障具有不同的隔音效果?；诖耍疚暮?jiǎn)要總結(jié)了隔音聲屏障的應(yīng)用概況、常見聲屏障的結(jié)構(gòu)形式和聲學(xué)設(shè)計(jì)、全封閉聲屏障的降噪效果。

一、聲屏障應(yīng)用概況

目前，聲屏障是解決交通噪聲問題的首選，已成為鐵路建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。為了更好地保證高速鐵路附近居民的環(huán)境需求，聲屏障的應(yīng)用數(shù)量和規(guī)模逐漸擴(kuò)大，聲屏障結(jié)構(gòu)材料不斷改進(jìn)。根據(jù)各方收到的噪聲檢測(cè)數(shù)據(jù)，降噪效果一般可達(dá)10~20dB(A)，雖然應(yīng)用效果較好，但高速鐵路特別是高速鐵路橋面上的全封閉聲屏障仍然是一個(gè)短板，未來需要繼續(xù)加強(qiáng)。要在高速鐵路橋上應(yīng)用全封閉聲屏障，首先要考慮隔音問題，在全封閉聲屏障中行駛，防止外界受到噪聲污染，保證行車安全。

二、常見聲屏障的結(jié)構(gòu)形式及聲學(xué)設(shè)計(jì)

(1)直立聲屏障

直立式聲屏障主要分為插板式金屬聲屏障和插板式非金屬(混凝土)聲屏障。直立聲屏障是高速鐵路橋降噪應(yīng)用中最常用的結(jié)構(gòu)形式。與其他結(jié)構(gòu)形式的屏障相比，它具有裝配簡(jiǎn)單、技術(shù)完善、節(jié)省施工空間等突出特點(diǎn)。因此，它在聲屏障中的用量接近90%。然而，這種垂直聲屏障也有其缺陷：其降噪效果直接關(guān)系到其自身的高度和吸聲性能，并可能在應(yīng)用過程中造成一定的聲衍射問題。通過，直立聲屏障的應(yīng)用需要控制鐵路橋面的距離，直線距離不小于3.4米，但不大于4.175米；高度保持在2.15~3.在15米之間，在控制此測(cè)量范圍的情況下，其降噪效果約為5~10dB(A)。

(2)整體弧形聲屏障

整體弧形聲屏障是一種創(chuàng)新的聲屏障結(jié)構(gòu)形式，興起時(shí)間短，但整體弧形聲屏障能有效擴(kuò)大聲屏障外的聲影區(qū)域。此外，高速鐵路橋上的聲程較短，降噪效果明顯。此外，整體弧形聲屏障結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)地輕。在高速鐵路橋上降噪可以減少橋面的應(yīng)力，保持一定的美觀。

(3)半封閉聲屏障

半封閉聲屏障適用于高速鐵路橋兩側(cè)噪聲要求不一致的區(qū)域。聲屏障安裝在噪聲要求較高的一側(cè)，另一側(cè)可打開。與全封閉聲屏障相比，半封閉聲屏障可以保持高速鐵路橋通風(fēng)，充分照明，因?yàn)橹挥幸粋?cè)是封閉的。經(jīng)過專業(yè)分析，半封閉聲屏障的降噪效果可達(dá)15dB(A)。

(4)全封閉聲屏障

全封閉聲屏障是指在高速鐵路橋段安裝車廂屏障結(jié)構(gòu)，將過往列車產(chǎn)生的噪聲包裹在車廂中，同時(shí)將列車與軌道摩擦和橋梁共振噪聲隔離在聲屏障中，大大提高了聲屏障的隔音效果。

全封閉聲屏障采用全輕鋼結(jié)構(gòu)，兩側(cè)的隔聲結(jié)構(gòu)由固定在橋翼邊緣板上的鋼柱支撐，頂部的隔聲結(jié)構(gòu)由固定在鋼柱上的鋼梁支撐鋼柱將通過種植地腳螺栓固定在橋翼緣板上。為方便施工安裝，支撐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝連接，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)施工安裝數(shù)量?？紤]到全封閉聲屏障是線路上設(shè)置的結(jié)構(gòu)，支撐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)充分考慮了結(jié)構(gòu)的牢固性。

全封閉聲屏障的頂部設(shè)計(jì)為拱形，兩側(cè)設(shè)計(jì)為直立式。這種結(jié)構(gòu)形式主要是為了使整個(gè)橋梁的形狀更加協(xié)調(diào)，車輛可以放心同行。

全封閉聲屏障兩側(cè)的吸聲隔聲結(jié)構(gòu)采用JZP聲障的結(jié)構(gòu)和安裝形式。吸聲隔聲結(jié)構(gòu)和隔聲窗插入工字鋼主柱和副柱兩側(cè)的槽中，用彈簧夾固定，頂板中間部分為PVC陽光板，具有一定的照明效果，兩側(cè)為夾層彩鋼板和吸聲層復(fù)合隔聲結(jié)構(gòu)。夾芯彩鋼板用于協(xié)調(diào)頂板的外觀，具有良好的防腐防雨性能，安裝密封方便。

全封閉聲屏障的獨(dú)特之處在于將高速鐵路橋面置于密封環(huán)境中。路面列車噪聲和軌道反射噪聲包含在聲屏障內(nèi)，無直接噪聲和繞射噪聲。全封閉聲屏障可牢牢關(guān)閉聲源，只有少量噪聲會(huì)通過隔聲構(gòu)件向外傳輸并分散。因此，與其他三種形式的聲屏障相比，全封閉聲屏障是削弱噪聲的最佳選擇。據(jù)調(diào)查，南京惠民三期高速鐵路橋面采用的全封閉聲屏障是我國(guó)首例，經(jīng)良好反饋后才正式應(yīng)用于高速鐵路等道路類型。20~25dB(A)左右。

三、全封閉聲屏障的降噪效果

目前，在高速鐵路封閉聲屏障措施中，采用全封閉聲屏障措施的現(xiàn)有通車運(yùn)行線路具有明顯的降噪應(yīng)用效果。根據(jù)橋梁現(xiàn)有全封閉聲屏障降噪效果的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可通過研究建模計(jì)算全封閉聲屏障降噪效果。

(1)收集滬昆高速鐵路橋段架構(gòu)單側(cè)隔聲屏障后，與安裝隔聲屏障前相比，周圍敏感區(qū)域的噪聲數(shù)據(jù)發(fā)生了顯著變化。距離聲屏障中間距離橋梁中心段28m、橋面以上1.3m監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，線路單側(cè)封閉式聲屏障的噪聲減弱約10~15dB(A)。

(2)滬昆高速鐵路(杭長(zhǎng)段)金華橋梁的降噪措施是安裝全封閉聲屏障。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)橋段噪聲明顯減弱，周邊音量環(huán)境變得理想，噪聲減弱約15。dB(A)。

(3)單側(cè)封閉聲屏障(路基聲屏障，直立部分約9m、頂部單板寬約133m、動(dòng)車組運(yùn)行速度約1000km/h)，采用邊界元法、能量疊加法等數(shù)值計(jì)算方法SYSNOISE、VAone等噪聲預(yù)測(cè)軟件，通過建模達(dá)到理論降噪效果，并結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)鐵路直立、倒L型，驗(yàn)證分析了軌道交通實(shí)際應(yīng)用的框架結(jié)構(gòu)聲屏障降噪效果類比，路基半封閉金屬插板聲屏障插入損失可達(dá)16dB(A)以上。