CN112502058A

CN112502058A - 一种约束阻尼金属声屏障

Info

Publication number: CN112502058A
Application number: CN202011396889.1A
Authority: CN
Inventors: 刘全民; 徐培培; 宋立忠; 龙豪; 张智凯
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明公开一种约束阻尼金属声屏障，其结构包括声屏障外壳、声屏障内填充的吸声材料及固定卡块，所述外壳为长方体结构，包括面板和背板、顶板、底板，端板。本发明的优点在于：①分别采用优质岩棉、泡沫铝作为吸声材料和隔声材料，安装牢靠，耐候性能优良，降噪效果佳；②采用吸音板和隔音板双板贴合的模式，将噪音的传递路径阻断；③面板上设置有若干通孔，便于噪音通过通孔进入声屏障内部，利于吸收噪音，减弱混响声的形成；④吸音板和隔音板与面板和背板之间形成空隙，利于声音在空隙内反射吸收，同时减少吸音板和隔音板的振动对声屏障结构的影响；⑤面板和背板采用阻尼夹层板能有效抑制声屏障的振动，降低了声屏障产生的二次噪声。

Description

一种约束阻尼金属声屏障

技术领域

本发明涉及声屏障技术领域，具体涉及一种约束阻尼金属声屏障。

背景技术

高速铁路和城市轨道交通运营产生的噪声问题日益突出，因此需要在沿线噪声敏感区设置声屏障，降低噪声带来的不利影响。然而现有的声屏障设计通常只考虑阻断列车运行产生的噪声，忽略了高架桥梁振动以及高速列车运行脉动风引起的声屏障振动产生的二次噪声，导致中低频段噪声增大。CN2018101639148公开了一种阻尼减载声屏障，包括声屏障屏体和声屏障立柱，在所述声屏障屏体的两侧与H型钢声屏障立柱之间设有弹簧减振结构，其目的主要是在高速列车脉动风荷载作用下，避免共振，保护声屏障免于破坏，与声屏障振动产生的二次噪声无关。

因此本发明提出一种约束阻尼金属声屏障，其性能稳定，以阻尼夹层板的方式取代传统金属板来抑制声屏障自身振动，不需要依靠弹簧的伸缩提供振动缓冲的阻尼力，而是通过敷设的约束阻尼层来耗散振动能量。本发明不仅能明显降低轮轨噪声等的传播，还能显著减小声屏障产生的二次噪声。本发明作用原理和目的与CN2018101639148完全不同。

发明内容

本发明提出了一种约束阻尼金属声屏障，旨在克服传统声屏障在降低二次噪声方面的短板，同时满足性能稳定、耐候性好、性价比高的要求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种约束阻尼金属声屏障，该声屏障包括外壳、声屏障内填充的吸声材料及固定卡块；所述外壳为长方体结构，所述外壳包括前后布置的面板和背板、位于面板和背板之间的顶板、位于面板和背板之间的底板，位于外壳左右两端的端板，所述面板的上下侧边缘分别朝向背板弯折形成上下折边，所述背板的上下侧边缘分别朝向面板弯折也形成上下折边，所述顶板通过上折边与面板和背板固接，所述底板通过下折边与面板和背板固接，所述面板开孔位于面板上，所述面板和背板均为阻尼夹层板。顶板和底板将面板与背板连为一体，组装简便。

进一步，面板与吸声材料之间、背板与吸声材料之间均形成空腔，该空腔有利于吸声。

所述顶板向上凸起，所述底板设置有与所述顶板相匹配的凸起，顶板、底板分别与上下折边铆接。多块声屏障堆叠时，上下的声屏障在交界处能很好的贴合，防止噪音从上下声屏障之间的缝隙传出去。顶板、底板分别与上下折边铆接，连接简便。

所述顶板、底板边缘设置有供嵌入胶条的凹槽，所述胶条设置在凹槽中，有效阻断声音从声屏障的缝隙传出。

所述端板设置在所述壳体的左右两端，其形状与所述壳体两端的形状相适配，构成密闭空间。采用端板一是可防止漏声，二是在运输和安装过程中可阻止内部的吸声结构掉落。

所述面板开孔为通孔，所述通孔的孔径为0.5mm～1.5 mm。

所述壳体内的顶部左右两侧设固定卡块，所述固定卡块与前后内壁贴合，所述吸声材料固定于固定卡块形成的卡槽中。

所述吸声材料包括吸音板和隔音板，吸音板为岩棉或离心玻璃棉，隔音板为泡沫铝，吸音板和隔音板紧密贴合或用螺栓固定，所述吸音材料两侧包裹无纺布，所述无纺布贴合在吸声材料表面。

所述阻尼夹层板的夹层板结构分为金属板、阻尼层、约束层。

所述阻尼层采用高阻尼黏弹性材料，其阻尼损耗因子在噪声控制频率范围内应不低于0.3；约束层采用弹性模量较大的铝（70 GPa）、钢（200～210 GPa）或碳纤维（≥210GPa）。阻尼夹层板通过阻尼层的剪切变形耗散声屏障的振动能量，能在较宽的频率范围内有效抑制声屏障产生的振动与二次噪声。

与传统声屏障相比，约束阻尼金属声屏障造价低、节省材料、采光良好；除此之外，一种约束阻尼金属声屏障还具备如下优点：①分别采用优质岩棉、泡沫铝作为吸声材料和隔声材料，安装牢靠，耐候性能优良，降噪效果佳，上下声屏障之间可嵌入胶条进一步提高隔音性能；②采用吸音板和隔音板双板贴合的模式，将噪音的传递路径阻断；③面板上设置有若干通孔，便于噪音通过通孔进入声屏障内部，利于吸收噪音，减弱混响声的形成；④吸音板和隔音板与面板和背板之间形成空隙，利于声音在空隙内反射吸收，同时减少吸音板和隔音板的振动对声屏障结构的影响；⑤面板和背板采用阻尼夹层板能有效抑制声屏障的振动，降低了声屏障产生的二次噪声。

附图说明

图1是一种约束阻尼金属声屏障内部结构示意图；

图2是所述声屏障空间示意图；

图3是所述声屏障面板空间示意图；

图4是所述声屏障背板空间示意图；

图5是所述声屏障实施示意图。

标记：1–面板，11–面板阻尼层，12–面板约束层，2–背板，21–背板阻尼层，22–背板约束层，3–顶板，4–底板，5–无纺布，6–端板，7–固定卡块，8–凹槽，9–螺栓，10–通孔，a–吸音板，b–隔音板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种约束阻尼金属声屏障作进一步的说明。

一种约束阻尼金属声屏障实施示意参见图1，具体结构见图2至图5，包括声屏障外壳、声屏障内填充的吸声材料及固定卡块7，所述外壳为长方体结构，所述外壳包括前后布置的面板1和背板2、位于面板1和背板4之间的顶板3和底板4、位于外壳左右两端的端板6，所述吸声材料包括吸音板a、隔音板b以及包裹吸音材料的无纺布5，所述面板1的上下侧边缘分别朝向背板2弯折形成上下折边，所述背板2的上下侧边缘分别朝向面板1弯折也形成上下折边，所述面板和背板均为阻尼夹层板（由金属板、阻尼层、约束层制成），所述顶板3相对两侧抵靠在上折边并与之固接，所述底板4相对两侧抵靠在下折边并与之固接，顶板和底板将面板背板连为一体，所述顶板、底板的边缘设置有供嵌入胶条的凹槽8，所述胶条（图未示）设置在凹槽中，有效阻断声音从声屏障的缝隙间传出，所述固定卡块7与前后内壁贴合，所述吸隔声材料a、b固定于固定卡块形成的卡槽中。

噪音通过通孔10进入声屏障后，部分噪音渗入吸音板a，另一部分在吸音板a与面板1之间反射，最后消失，渗入吸音板a的噪音经过减振后，能量降低，噪音部分渗入隔音板b，部分在吸音板a和隔音板b之间反射消失，渗入隔音板b的噪音再一次减弱后在通过振动产生新的噪音，在背板2与隔音板b之间反射，如此经过多次减弱、吸收将噪音降低至最小，最后声屏障自身振动在阻尼夹层板作用下减弱，二次噪声降低。

最后需要说明，以上具体实施方式仅为本发明解释，并非对发明内容的限制，在本发明原则内所作的任何修改、改进，均属于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种约束阻尼金属声屏障，其特征在于：该声屏障包括外壳、声屏障内填充的吸声材料及固定卡块；所述外壳为长方体结构，所述外壳包括前后布置的面板和背板、位于面板和背板之间的顶板、位于面板和背板之间的底板，位于外壳左右两端的端板，所述面板的上下侧边缘分别朝向背板弯折形成上下折边，所述背板的上下侧边缘分别朝向面板弯折也形成上下折边，所述顶板通过上折边与面板和背板固接，所述底板通过下折边与面板和背板固接，所述面板开孔位于面板上，所述面板和背板均为阻尼夹层板。

2.根据权利要求1所述的约束阻尼金属声屏障，其特征在于：所述顶板向上凸起，所述底板设置有与所述顶板相匹配的凸起，顶板、底板分别与上下折边铆接。

3.根据权利要求1所述的约束阻尼金属声屏障，其特征在于：所述顶板、底板边缘设置有供嵌入胶条的凹槽，所述胶条设置在凹槽中。

4.根据权利要求1所述的一种约束阻尼金属声屏障，其特征在于：所述端板设置在所述壳体的左右两端，其形状与所述壳体两端的形状相适配，构成密闭空间。

5.根据权利要求1所述的约束阻尼金属声屏障，其特征在于：所述壳体内的顶部左右两侧设固定卡块，所述固定卡块与前后内壁贴合，所述吸声材料固定于固定卡块形成的卡槽中。

6.根据权利要求1所述的约束阻尼金属声屏障，其特征在于：所述吸声材料包括吸音板和隔音板，吸音板和隔音板紧密贴合或用螺栓固定，所述吸音材料两侧包裹于无纺布，所述无纺布贴合在吸声材料表面。

7.根据权利要求1所述的约束阻尼金属声屏障，其特征在于：所述阻尼夹层板的夹层板结构分为金属板、阻尼层、约束层。