CN104727244A - 金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构 - Google Patents

金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构 Download PDF

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陈松
王磊
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Abstract

本发明公开了一种金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构。包括中空的金属面板箱体，箱体由面板和背板与两端的橡胶端盖构成，面板上下两端压延折弯形成箱体的上壁、下壁，箱体的上壁、下壁与背板两端同时通过结构胶和螺栓连接固定；面板表面均匀设置有吸声通孔，箱体中面板后面固定有微孔陶瓷吸音板。本发明的内置吸声材料采用微孔陶瓷，不仅避免了现有纤维吸声材料的飞散、遇水堆积等弊病，而且提高了吸声性能。本发明面板与背板的联接形式是粘接与铆接结合应用，既保证了连接强度同时又阻断了声桥，便刚性为柔性连接。提高单元板寿命。橡胶端盖的设置使吸声单元板、H型钢立柱之间充分隔离，阻断声桥减振降噪。

Description

金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构
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吸声声屏障。
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。
高铁声屏障所用的吸声材料，首先是它的吸声性能要符合声屏障结构设计要求，其降噪系数NRC>0..5；作为户外使用的吸声材料，还应具有良好的机械性能和耐候性，既能承受列车气动力与风荷载共同作用，还要能经受起风吹雨淋、太阳晒、耐水、耐热、耐溶冻、防火及不会污染环境；按使用性能要求，首选金属材料，金属材质的吸声材料不仅具有良好的吸声性能，50-100mm空腔的降噪系数大约在0.60-0.80，而且具有优异的物理力学性能，材料性能稳定，经长期使用以后变化很小。无机非金属材料有泡沫水泥吸声板、岩棉吸声板和珍珠岩吸声板等，这些无机材料防火、耐蚀，但其质脆、吸声性能较差。为了保证强度和吸声性能，这些吸声板厚度较大，当雨后材料吸湿，所含水分蒸发很慢，干燥需要很长时间。这些材料制成的吸声板不易加工，且会刺激皮肤。因此，其应用也有局限性。此外还有有机泡沫材料也曾经用于声屏障，但限于防火性差，强度低，已经逐步退出。
声屏障研究不仅在材料性能选择有较大的发展，对声屏障结构也在不断深入的研究，现有的声屏障结构多采用单一的金属材料或无机非金属材料结构，且版面没有根据高速铁路特点进行设计，在安装、固定结构上也没有进一步考虑现场施工需要，更没有结合不断发展的新材料进行综合的技术探索以适应更高要求的噪音治理需要。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构。本发明要解决的问题是提供一种由金属和非金属材料共同构成的，其结构更合理、吸声范围更宽、结构更稳定耐候性更好的声屏障吸声单元板结构。
本发明通过以下技术方案实现：
金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，包括中空的金属面板箱体，其特征在于：所述箱体由面板和背板与两端的橡胶端盖构成，面板上下两端压延折弯形成箱体的上壁、下壁，箱体的上壁、下壁与背板两端同时通过结构胶和螺栓连接固定；面板表面均匀设置有吸声通孔，箱体中面板后面固定有微孔陶瓷吸音板。
所述微孔陶瓷吸音板具有孔径0.1-100微米的网状孔道。
所述微孔陶瓷吸音板厚度不大于箱体的二分之一，在箱体后部形成空腔。
所述微孔陶瓷吸音板在箱体中分隔成均匀大小的4组横向分别固定。
所述背板表面均匀间隔设置有椭圆形凹坑。
所述微孔陶瓷吸音板通过异形龙骨架通过结构胶与箱体粘接固定。
所述箱体上壁和下壁设置相互匹配、可嵌入的凸起和凹槽。
本发明采用中空的金属箱体结构，金属材料具有定型容易，耐候性好的特点，中空结构形成吸声腔，在面板表面均匀设置有吸音通孔能吸收并通过运行车辆产生的噪声，噪声进入箱体空腔后通过微孔陶瓷吸音板，在箱体后部空腔形成反射、叠加，还可再次被微孔陶瓷吸音板吸收。
本发明采用具有无序连通的三维网状孔结构的微孔陶瓷吸声板作为吸声材料之一，微孔孔径为0.5至100微米。超微孔吸声陶瓷板与其它多孔吸声材料相比，吸声性能好，强度和刚度较高，尺寸稳定，不需要护面层，吸声构造简单，安装方便，特别适用于高速公路、铁路、城市高架铁路、轻轨交通等防噪声屏障以及隧道、地下车库、地下商场等地下建筑的降噪使用。列车运行产生的噪音首先经吸声板大幅降噪，再经吸声板与背板之间的中空空腔反射进一步降噪吸能，经检验测试本发明声屏障具有更优的降噪性能。
本发明采用四组微孔陶瓷吸音板设置在一个单元板箱体中，并通过异形龙骨架通过结构胶与箱体粘接实现非刚性固定，多组吸声板结构不仅有利于制造成本的降低，通过结构胶与箱体固定，在车辆运行通过时，各微孔陶瓷吸音板产生不同频率的震动有利于吸声更广泛频率的噪声。
本发明背板表面均匀间隔设置有椭圆形凹坑，凹坑进一步加强了背板的强度，增加抗击能力，同时也进一步使进入箱体后部空腔的噪声实现漫反射，有利于噪声吸收。
本发明箱体两端采用橡胶端盖，橡胶端盖对单元箱体本身具有非刚性连接固定的优点，提高抗震动强度，同时作为单元板在与相邻吸声板组合连接时起到阻尼抗震作用，增加强度，同时也有利于噪声吸收。
本发明的内置吸声材料采用微孔陶瓷，不仅避免了现有纤维吸声材料的飞散、遇水堆积等弊病，而且提高了吸声性能。本发明面板与背板的联接形式是粘接与铆接结合应用，既保证了连接强度同时又阻断了声桥，便刚性为柔性连接。提高单元板寿命。橡胶端盖的设置使吸声单元板、H型钢立柱之间充分隔离，阻断声桥减振降噪。
附图说明
图1是本发明吸声单元板端部纵截面结构示意图；
图2是本发明吸声单元板中部横截面结构示意图；
图3是本发明吸声单元板面板表面示意图；
图4是本发明吸声单元板面板侧面示意图；
图5是本发明吸声单元板背板示意图；
图6是本发明橡胶端盖示意图；
图7是本发明微孔陶瓷吸音板固定用异形龙骨架之一结构示意图；
图8是本发明微孔陶瓷吸音板固定用异形龙骨架另一结构示意图。
图中，1是面板，1a是吸声通孔，2是背板，2a是椭圆形凹坑,3、4是异形龙骨架，5是微孔陶瓷吸音板，6是结构胶，7是螺栓，8是橡胶端盖。
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8。
金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，包括中空的金属面板箱体，箱体由面板1和背板2与两端的橡胶端盖8构成，面板1上下两端压延折弯形成箱体的上壁、下壁，箱体的上壁、下壁与背板2两端同时通过结构胶6和螺栓7连接固定；面板1表面均匀设置有吸声通孔1a,箱体中面板1后面固定有微孔陶瓷吸音板5。
微孔陶瓷吸音板5具有孔径0.1-100微米的网状孔道。
微孔陶瓷吸音板5厚度不大于箱体的二分之一，在箱体后部形成空腔。
微孔陶瓷吸音板5在箱体中分隔成均匀大小的4组横向分别固定。
背板2表面均匀间隔设置有椭圆形凹坑2a。
微孔陶瓷吸音板5通过异形龙骨架3、4通过结构胶与箱体粘接固定。
箱体上壁和下壁设置相互匹配、可嵌入的凸起和凹槽。
如图1所示，本发明箱体由金属制成的面板1和背板2组合、两端由橡胶端盖8封闭形成中空的箱体，图1表示了在端部的纵截面结构示意图。结合图3、图4、图5，面板1上、下两端压延折弯形成箱体的上壁、下壁，上壁、下壁在末端有折弯的脚边，折弯的脚边同时通过结构胶6和螺栓7两种方式与背板2连接固定；面板1与背板2形成中空结构两端通过橡胶端盖8封闭形成箱体。
图1、图4中面板的连续波纹弧面均布通孔。
如图3所示，面板1上均匀设置有用于吸声的通孔1a，如图4所示，面板1实际上通过压延折弯形成了箱体的三面。在上、下两壁末端设置有与背板2连接的折弯脚边，上、下两壁还通过压延设置了匹配的凸起和凹槽用于上、下单元板组合时的嵌入配合。
如图5所示，背板2为平板，中部表面均匀间隔设置有椭圆形凹坑2a。
如图1、图2、图7、图8所示，本发明箱体中，面板1后部设置微孔陶瓷吸音板5，微孔陶瓷吸音板5厚度不大于箱体的二分之一，在箱体后部形成空腔，采用四组微孔陶瓷吸音板5设置在一个单元板箱体中，并通过异形龙骨架3、4通过结构胶与箱体粘接实现非刚性固定。异形龙骨架3、4根据固定微孔陶瓷吸音板5结构设计，位于中间的采用如图7表示的异形龙骨架3，位于两侧的采用如图8表示的异形龙骨架4。
如图6所示，图6是本发明橡胶端盖示意图，实际上橡胶端盖可以设计为一种具有凹槽结构的端封闭装置，其凹槽与箱体周边形状结构相同，尺寸略大以用于与箱体两端嵌入固定，固定时可通过结构胶粘接等方式连接。

Claims (7)

1.金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，包括中空的金属面板箱体，其特征在于：所述箱体由面板(1)和背板(2)与两端的橡胶端盖(8)构成，面板(1)上下两端压延折弯形成箱体的上壁、下壁，箱体的上壁、下壁与背板(2)两端同时通过结构胶(6)和螺栓(7)连接固定；面板(1)表面均匀设置有吸声通孔(1a),箱体中面板(1)后面固定有微孔陶瓷吸音板(5)。
2.根据权利要求1所述的金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，其特征在于：所述微孔陶瓷吸音板(5)具有孔径0.1-100微米的网状孔道。
3.根据权利要求2所述的金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，其特征在于：所述微孔陶瓷吸音板(5)厚度不大于箱体的二分之一，在箱体后部形成空腔。
4.根据权利要求3所述的金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，其特征在于：所述微孔陶瓷吸音板(5)在箱体中分隔成均匀大小的4组横向分别固定。
5.根据权利要求1至4任一项所述的金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，其特征在于：所述背板(2)表面均匀间隔设置有椭圆形凹坑(2a)。
6.根据权利要求5所述的金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，其特征在于：所述微孔陶瓷吸音板(5)通过异形龙骨架(3、4)通过结构胶与箱体粘接固定。
7.根据权利要求5所述的金属陶瓷复合声屏障吸隔声单元板结构，其特征在于：所述箱体上壁和下壁设置相互匹配、可嵌入的凸起和凹槽。
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