CN104727242A - 铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板。声屏障单元板由四周的肋板、固定于肋板后部的背板、和固定于肋板之间的微孔陶瓷吸声板构成；背板与两肋板通过活性粉末混凝土预制组合形成燕尾槽形腔体，吸声板上下两端有与燕尾槽形腔体配合的斜面一；吸声板嵌入燕尾槽腔体内形成内嵌式固定结构，背板与吸声板之间有空腔。本发明单元板采用具有超高强度的活性粉末混凝土，吸声板采用微孔陶瓷体，在受力结构上运用嵌入固定等结构方式安装吸声板，从而使单元板具有更好的耐候性，构造更合理、稳固，材料更环保，吸声降噪效果显著，运营中维护更方便、更安全的声屏障单元板。

Description

铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板

技术领域

本发明属于铁路运行噪音治理技术领域，尤其属于高速铁路噪音治理技术，特别涉及一种应用于铁路道路两侧的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板。

背景技术

声屏障是在声源和接收者之间插入的一个设施，使声波传播有一个显著的附加衰减，从而减弱接收者所在的一定区域内的噪声影响。

现有插板式非金属声屏障通常采用超细玻璃棉、矿棉等无机纤维类作为吸声材料。但超细玻璃棉类吸声材料通常强度较低，性脆易断，吸尘易污损，粉尘化后易飞扬造成二次污染，特别是吸水受潮后吸声性能大大减弱。从对近年来采用纤维类声材料做交通声屏障的检修来看，由于长期处于大流量交通流振动和风压影响下，纤维材料的脆性断裂和粉尘化使原来的匀质结构不复存在，未能有效起到长寿命的吸声降噪作用。

现有插板式非金属声屏障单元板结构形式多采用箱体式，将吸声材料置于箱内，箱体普遍采用钢筋混凝土、轻质水泥等其它非金属材料材料，其强度不高、耐久性差、隔声效果普通。

现有插板式声屏障上下单元板之间的橡胶垫，在车辆运行时单元板震动的过程中，橡胶垫易滑出而脱落。

现有部分插板式声屏障因其结构特点，无法检修H型钢立柱靠线路外侧连接螺栓在运营中的状态，对于运营存在着安全隐患。其综合性能较难满足更广泛的铁路对声屏障各项性能需要。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板。本发明要解决的问题是提供一种铁路插板式复合声屏障单元板，其大量减少了金属连接件的使用，采用嵌入固定等结构方式，并采用非金属吸声板，进一步提高了声屏障的整体性能，具有更好的耐候性，维护更方便，维护成本更低。

本发明通过以下技术方案实现：

铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，包括肋板、背板和吸声板，其中：所述声屏障单元板由四周的肋板、固定于肋板后部的背板、和固定于肋板之间的微孔陶瓷吸声板构成。

所述背板与两肋板通过活性粉末混凝土预制组合形成燕尾槽形腔体，吸声板上下两端有与燕尾槽形腔体配合的斜面一；吸声板嵌入燕尾槽腔体内形成内嵌式固定结构，背板与吸声板之间有空腔。

所述吸声板表面是截面大小相同且连续的W形尖劈，吸声板背面有间隔设置的粘接条，粘接条之间形成背板与吸声板的空腔。

所述肋板形成的燕尾槽形腔体开口端的表面是用于放置契形卡紧块的斜面二、侧面有用于嵌入固定插销的盲孔。

所述声屏障单元板横向由下向上排列组合构成声屏障，每个声屏障单元板两端与固定在地面基础的支撑柱嵌入固定。

所述支撑柱横截面为H形，每个声屏障单元板两端分别嵌入H形凹槽中固定，声屏障单元板与凹槽接触面有U形橡胶缓冲垫和契形卡紧块。

所述固定在支撑柱最下端的每块声屏障单元板两端有用于检修的检修孔，检修孔有封闭板封闭。

所述吸声板是具有无序连通的三维网状孔结构的微孔陶瓷复合板，微孔孔径为0.5至100微米。

本发明吸声板采用微孔陶瓷作为吸声材料，吸声板是具有无序连通的三维网状孔结构的微孔陶瓷复合板，微孔孔径为0.5至100微米。材料内部的大量微孔或间隙细小、分布均匀；微孔相互连通，微孔向外敞开，声波更易进入微孔内。微孔陶瓷体通过烧制而成，是一个完整的固结体，不会对环境产生二次污染。到目前为止，微孔陶瓷吸声等综合性能是最优的。

本发明所述吸声板声源侧外表面是截面大小相同且连续的W形尖劈，采用的W形尖劈吸声表面结构，从声学原理方面来看，声源入射方向的表面采用尖劈形状，当声波入射到吸声板表面时，声阻抗是逐渐增大而不是突变，因而避免了声反射作用，有效提升了吸声板的吸声效能。

本发明将微孔陶瓷复合板嵌入背板和肋板形成的燕尾槽形腔体中，并设置吸声空腔，通过各结构的几何结构和适当的粘接胶固定构成，其耐候性和抗腐蚀能力大大增强，并通过预制结构方式使声屏障单元板在施工中更方便，施工和维护成本更低。本发明在吸声板与背板之间设置分隔的连续空腔，分隔空腔特征增强了特定频域频率的吸声特性，尤其是对低频域噪声的吸声效果更有效，这正是当前声屏障在解决降低低频噪声的难点所在。

本发明将微孔、空腔、尖劈特性相结合形成吸声板构造，提高了吸声板的综合吸声降噪效能。本发明中具有超高强度的背板，其密实的结构，提高了声屏障的隔声效果。本发明根据其结构及材料的特点，单元板沿线路方向长度设置了2000mm及其它各类规格的声屏障单元板。

本发明在声屏障单元板之间和声屏障单元板与支撑柱连接部均设置有各种结构的弹性减振垫，并利用声屏障单元板的斜面几何结构设置楔形卡紧块，既实现了声屏障单元板及声屏障整体的减振，同时又利用契性进一步有效控制了单元板与支撑柱的振动和相互位移。

本发明在支撑立柱与基础的连接螺栓上安装有螺栓防松自锁装置，使螺母在螺栓振动作用下，避免松动。

本发明采用嵌入固定结构方式，并采用微孔陶瓷吸声板，进一步提高了声屏障的整体性能，具有更好的耐候性，维护更方便，维护成本更低。

附图说明

图1是本发明声屏障整体正面结构示意图；

图2是本发明声屏障俯视面结构示意图；

图3是本发明声屏障U橡胶垫示意图；

图4是本发明声屏障单元板与支撑柱连接部横截面示意图；

图5是本发明声屏障侧面截面结构示意图；

图6是本发明声屏障单元板截面结构示意图；

图7是本发明声屏障单元板之间连接结构截面示意图；

图8是本发明吸声板正面立体结构示意图；

图9是本发明吸声板背面立体结构示意图。

图中，1是支撑柱，2是声屏障单元板，21是肋板，22是背板，23是空腔，24是契性弹性固定块，25是吸声板，251是W形尖劈，252是粘接条，26是斜面一，27是斜面二，28是盲孔，3是螺栓组，4是检修孔，41是封闭板，5是契性卡紧块，6是U形橡胶缓冲垫，7是基础梁翼缘板，8是声屏障基础，9是橡胶垫。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。

结合图1至图9。

铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，包括肋板21、背板22和吸声板25，声屏障单元板2由四周的肋板21、固定于肋板21后部的背板22、和固定于肋板之间的微孔陶瓷吸声板25构成。

背板22与两肋板21通过活性粉末混凝土预制组合形成燕尾槽形腔体，吸声板25上下两端有与燕尾槽形腔体配合的斜面一26；吸声板25嵌入燕尾槽腔体内形成内嵌式固定结构，背板22与吸声板25之间有空腔23。

吸声板25表面是截面大小相同且连续的W形尖劈251，吸声板25背面有间隔设置的粘接条252，粘接条252之间形成背板与吸声板的空腔23。

肋板21形成的燕尾槽形腔体开口端的表面是用于放置契形卡紧块的斜面二27、侧面有用于嵌入固定插销的盲孔28。

声屏障单元板2横向由下向上排列组合构成声屏障，每个声屏障单元板2两端与固定在地面基础的支撑柱1嵌入固定。

支撑柱1横截面为H形，每个声屏障单元板2两端分别嵌入H形凹槽中固定，声屏障单元板2与凹槽接触面有U形橡胶缓冲垫6和契形卡紧块5。

固定在支撑柱1最下端的每块声屏障单元板2两端有用于检修的检修孔4，检修孔4有封闭板41封闭。

吸声板25是具有无序连通的三维网状孔结构的微孔陶瓷复合板，微孔孔径为0.5至100微米。

如图6、图7、图8、图9所示，图6是本发明声屏障单元板截面结构示意图；图7是本发明声屏障单元板之间连接结构截面示意图；图8是本发明吸声板正面立体结构示意图；图9是本发明吸声板背面立体结构示意图。本发明声屏障单元板2采用预制后现场组合安装，因声屏障单元板2与支撑柱1无螺栓等金属连接件，组合施工方便，安装、更换、维护容易。如图所示，单元板2的背板22和肋板21采用活性粉末混凝土类高强度、高性能材料生产，背板22和肋板21可以是一次性整体浇注成型，或二次浇注成型，也可以分开预制后拼接而成。肋板21截面呈梯形结构，背板22和肋板21的组合结构形成燕尾槽形腔体，吸声板25嵌入燕尾槽腔体内，形成内嵌式结构，同时吸声板25粘接条252可以与背板22粘接固定增加强度；吸声板25嵌入后背面通过粘接条252支撑，上下两端受到斜面一26与肋板21形成的燕尾槽腔体约束固定。

如图3、图4所示，单元板2肋板21在燕尾槽形腔体开口端的表面有用于放置契性弹性固定块24的斜面二27，安装后单元板2肋板21开口端通过契性弹性固定块24与支撑柱1的H形凹槽壁接触固定。

吸声板25是具有无序连通的三维网孔结构的微孔陶瓷粒复合板，微孔孔径为0.5至100微米。吸声板25靠噪声侧形成W形尖劈状，W形尖劈251按水平方向设置。吸声板25背面通过间隔设置的粘接条252结构构造与背板间形成隔声空腔23。微孔、尖劈、空腔有效提高了单元板2的吸声、降噪效果。

在单元板2组合安装时，上下单元板2之间通过肋板21预留盲孔28及插销对两块板体和之间橡胶垫9和单元板2进行横向锁定，确保板体之间更加稳固，以及橡胶垫9不横向移动滑落。

如图3、图4所示，在单元板2与支撑柱1的H型立柱之间相接触的区域内安装减振的弹性结构材料，本发明采用U形橡胶缓冲垫6，还可同时使用三角契性卡紧块5将单元板2与H型钢立柱进行锁紧，三角契性卡紧块5在具体的实施中，可竖向设置也可以横向设置，或两块交错设置。

如图1、图2、图5所示，本发明声屏障固定于铁路桥梁或其它类似结构之上，包括铁路基础梁翼缘板7、沿铁路线间隔设置的声屏障支撑柱1和固定在支撑柱1上的声屏障单元板2。单元板2的吸声材料靠噪声声源侧无遮挡，为完全开放式接收噪声，并且单元板2下边缘一直延伸至声屏障基础，保证更大的吸声面积，提高吸声效果。固定在支撑柱1最下端的每块声屏障单元板2两端有用于检修的检修孔4，检修孔4有封闭板41封闭防止噪声外溢。

Claims (8)

1.铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，包括肋板、背板和吸声板，其特征在于：所述声屏障单元板由四周的肋板、固定于肋板后部的背板、和固定于肋板之间的微孔陶瓷吸声板构成。

2.根据权利要求1所述的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，其特征在于：所述背板与两肋板通过活性粉末混凝土预制组合形成燕尾槽形腔体，吸声板上下两端有与燕尾槽形腔体配合的斜面一；吸声板嵌入燕尾槽腔体内形成内嵌式固定结构，背板与吸声板之间有空腔。

3.根据权利要求2所述的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，其特征在于：所述吸声板表面是截面大小相同且连续的W形尖劈，吸声板背面有间隔设置的粘接条，粘接条之间形成背板与吸声板的空腔。

4.根据权利要求2或3所述的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，其特征在于：所述肋板形成的燕尾槽形腔体开口端的表面是用于放置契形卡紧块的斜面二、侧面有用于嵌入固定插销的盲孔。

5.根据权利要求4所述的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，其特征在于：所述声屏障单元板横向由下向上排列组合构成声屏障，每个声屏障单元板两端与固定在地面基础的支撑柱嵌入固定。

6.根据权利要求5所述的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，其特征在于：所述支撑柱横截面为H形，每个声屏障单元板两端分别嵌入H形凹槽中固定，声屏障单元板与凹槽接触面有U形橡胶缓冲垫和契形卡紧块。

7.根据权利要求5所述的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，其特征在于：所述固定在支撑柱最下端的每块声屏障单元板两端有用于检修的检修孔，检修孔有封闭板封闭。

8.根据权利要求5所述的铁路插板式超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障单元板，其特征在于：所述吸声板是具有无序连通的三维网状孔结构的微孔陶瓷复合板，微孔孔径为0.5至100微米。