CN103556580A - 预应力混凝土肋板式声屏障单元板 - Google Patents

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周继超
薛林海
孙凤珍
朱正清
于越
刘冀钊
刘立斌
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Abstract

本发明公开了一种预应力混凝土肋板式声屏障单元板，包括背板和叠合层，背板为带肋混凝土薄板，由高强度混凝土制成。叠合层由轻质火山岩的吸声材料附着在背板的一侧构成。叠合层与背板浇筑成整体，形成叠合式构件。背板呈长方形，长边的上下两端分别设置端肋，上下两端肋内分别设置预应力钢丝，短边的两侧设置侧部端肋，侧部端肋中配置构造钢筋。本发明涉及的预应力混凝土肋板式声屏障单元板在承受高速铁路气动力过程中，避免疲劳应力和裂缝的产生，具有较高的吸声系数，而且制作成本低，更适应高速铁路的快速发展。

Description

预应力混凝土肋板式声屏障单元板
技术领域
本发明涉及铁路工程设备，特别是涉及铁路声屏障技术。
背景技术
高速铁路声屏障技术随着高速铁路的发展而发展，声屏障技术核心之一就是单元板的研发，它是噪声控制和结构安全性的基本保证。
高速铁路噪声源复杂，不仅有轮轨噪声，还有列车高速运行产生的集电系统噪声、空气动力噪声及高架桥梁结构噪声等，高速铁路声学特性不同于普速铁路。而且，当列车高速运行时，周围空气形成脉动的气压会在铁路两侧的声屏障上形成很大的压、吸脉动力荷载。因此，高速铁路声屏障不仅要具有良好的吸声降噪性能，同时也要具有良好的结构动力学性能。若高速铁路声屏障单元板的材料、结构形式、连接方式等选用不合理，不仅影响声屏障降噪效果，而且可能造成声屏障结构破坏，直接危及列车行车安全。高速铁路桥梁段声屏障单元板的技术性能要求更高。
目前国内用于高速铁路桥梁段声屏障单元板主要分为金属式单元板和非金属式单元板两种。
金属式单元板是高速铁路桥梁段声屏障单元板中最常用的单元板类型，主要有镀锌板、铝板、铝合金板，具有自重轻、动力响应小、抗冲击好、吸声效果较好等特点，而且，声屏障上的力传递到桥梁上较小，对桥梁结构设计影响小。但是，金属式声屏障单元板成本偏高，增加了铁路建设费用。
非金属单元板样式较多，主要有高强水泥基板、聚碳酸酯（PC）板等。高强水泥基板是由水泥、煤灰、矿渣压制而成，其强度较差。PC板耐弯曲疲劳强度较差，易产生应力开裂，热封性、抗紫外线性较差，室外长时间放置容易模糊。非金属单元板一般用于普速铁路，高速铁路应用较少。
发明内容
针对现有技术的高速铁路桥梁段声屏障单元板存在的不足，本发明推出了一种适合于高速铁路桥梁段的非金属式声屏障单元板，其目的在于，将预应力混凝土薄板的背板与吸声材料的叠合层浇筑成整体，形成预应力混凝土肋板式声屏障单元板，达到既具有吸声性能好、避免疲劳应力产生，又降低制作成本。
本发明涉及的预应力混凝土肋板式声屏障单元板包括背板和叠合层，背板由高强度混凝土制成的加肋混凝土薄板，叠合层由轻质火山岩的吸声材料附着在背板的一侧构成。叠合层与背板浇筑成整体，形成叠合式构件。
背板呈长方形，长边的上下两端设置端肋，上下两端肋分别设置两根预应力钢丝，短边的两侧边设置侧端肋，侧端肋中配置构造钢筋。下端肋下部设置凹槽，上端肋上部设置凸槽。
背板中可加入镀锌钢丝网之类的构造物，以提高背板整体性，从而避免背板的裂缝产生。
叠合层表面呈波浪式凹凸状，采用特殊工艺制作，增大吸音面积，提高降噪效果。
本发明涉及的预应力混凝土肋板式声屏障单元板制作步骤：（a）制作张拉台座，在台座上按设计的数量、线形、位置要求布设预应力钢丝；（b）张拉预应力钢丝;(c)临时锚固预应力筋，将镀锌钢丝网布置到相应的位置，浇筑背板混凝土；（d）待混凝土凝结硬化到一定强度，放松预应力钢丝，依靠预应力钢丝回缩产生预应力；（e）拌和火山岩吸声材料，利用磨具与预应力混凝土浇筑成整体；（f）进行必要的养护。
预应力混凝土肋板式声屏障单元板安装时，声屏障单元板自下而上依次插入已安装固定好的H钢立柱内，下侧单元板上端肋的凸槽与上侧单元板下端肋凹槽刚好吻合，紧密连接。侧部端肋与H钢立柱间空隙可用胶条填充，根据设计高度插入相应块数的单元板，从而形成铁路声屏障体系中的一个单元。
本发明涉及的预应力混凝土肋板式声屏障单元板由背板和叠合吸声材料组成。背板上下端肋预应力的施加以及背板中镀锌钢丝网的使用，使本单元板在承受高速铁路气动力过程中，避免疲劳应力的产生，同时也避免了产生裂缝。吸声材料采用轻质火山岩，密度轻，具有较高的吸声系数，与混凝土具有类似的物理力学性质。所述的声屏障单元板又能降低制作成本，更适应高速铁路的快速发展。
附图说明
图1是预应力混凝土肋板式声屏障单元板正面示意图。
图2是预应力混凝土肋板式声屏障单元板纵剖面示意图。
图3是预应力混凝土肋板式声屏障单元板平剖面示意图。
图中标记说明：
1、背板                  2、叠合层
3、上端肋                4、下端肋
5、预应力钢丝            6、凹槽
7、凸槽                  8、侧端肋
9、镀锌钢丝网           10、构造钢筋
具体实施方式
结合附图对本发明的技术方案进一步说明。图1～图3显示了本发明涉及的声屏障单元板的基本结构，如图所示，本发明涉及的预应力混凝土肋板式声屏障单元板包括背板1和叠合层2，背板1为高强度混凝土制成的加肋混凝土薄板，叠合层2由轻质火山岩的吸声材料附着在背板1的一侧构成。叠合层2与背板1浇筑成整体，形成叠合式构件。
背板1呈长方形，长边的上下两端设置端肋，上下两端肋分别设置两根预应力钢丝5，短边的两侧边设置侧端肋8，侧端肋8中配置构造钢筋10。下端肋4下部设置凹槽6，上端肋3上部设置凸槽7。
背板1中可加入镀锌钢丝网9之类的构造物，以提高背板1的整体性，从而避免背板1的裂缝产生。
叠合层2表面呈波浪式凹凸状，增大吸音面积，提高降噪效果。

Claims (6)

1.一种预应力混凝土肋板式声屏障单元板，其特征在于，所述的预应力混凝土肋板式声屏障单元板包括背板和叠合层，背板为高强度混凝土制成的加肋混凝土薄板，叠合层由吸声材料附着在背板的一侧构成；所述的叠合层与背板浇筑成整体，形成叠合式构件。
2.根据权利要求1所述的预应力混凝土肋板式声屏障单元板，其特征在于，所述的背板呈长方形，长边的上下两端设置端肋，上下两端肋分别设置预应力钢丝，短边的两侧边设置侧端肋，侧端肋中配置构造钢筋。
3.根据权利要求2所述的预应力混凝土肋板式声屏障单元板，其特征在于，所述的下端肋下部设置凹槽，所述的上端肋上部设置凸槽。
4.根据权利要求1所述的预应力混凝土肋板式声屏障单元板，其特征在于，所述的背板中加入镀锌钢丝网的构造物。
5.根据权利要求1所述的预应力混凝土肋板式声屏障单元板，其特征在于，所述的叠合层表面呈波浪式凹凸状。
6.根据权利要求1所述的预应力混凝土肋板式声屏障单元板，其特征在于，所述的叠合层由轻质火山岩制作的吸声材料构成。
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