CN212103958U - 一种二重吸振消声消力塘壁面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种二重吸振消声消力塘壁面结构，涉及消力塘降噪技术。包括消力塘，所述消力塘的侧边壁为中空结构，临水方向一侧上固定设置有侧壁面板，中空的侧边壁之内装填有级配砂加砾石，形成散粒体结构，所述侧壁面板与水接触的一侧固定有弹性橡胶层，所述弹性橡胶层上开设有孔洞。中空边壁之内的散粒体结构与有孔洞弹性橡胶层的侧壁面板共同构成二重吸振消声结构。本实用新型提供的二重吸振消声消力塘壁面结构，使消力塘消除泄洪消能时产生的噪声削弱。

Description

一种二重吸振消声消力塘壁面结构

技术领域

本实用新型涉及消力塘降噪技术，特别是涉及一种二重吸振消声消力塘壁面结构。

背景技术

向家坝水电站是位于金沙江上的一座大型水电站，由于距离县城较近，电站运行后，巨大的泄洪功率引起泄洪噪声，泄洪噪声进一步诱发了县城民居建筑物的振动，由此带来环境噪声问题，对周围居民的生活带来影响。中国的水电富集于西南地区，以后所建的水电站，主要会在西南地区。将来建于西南高山峡谷地区的水电站，站址附近或可能有村镇、居民点；或可能有高大雪山；或附近有处于临界稳定状态的山体(自然界中处于临界稳定状态的山体不少，因而会有塌方的存在)。如果噪声强度大，其环境噪声就可能带来如下问题：(1)能诱发周围水工建筑物的振动；(2)诱发工业与民用建筑物的振动；(3)对居民地区造成噪声污染，影响生活；(4)诱发山体雪崩；(5)诱发处于临界稳定状态的岩石、山体垮塌，形成地质灾害。

以前的水电站不曾出现、不曾关心过上述问题，因而从未有类似的消除噪声的方案。但人们对环境的要求越来越高，因而，如何能够减小噪声、减小噪声带来的危害，成为了一个重要的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种二重吸振消声消力塘壁面结构，以解决上述现有技术存在的问题，使使消力塘消除泄洪消能时产生的噪声削弱。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种二重吸振消声消力塘壁面结构，用于消力塘边壁的建造。所述消力塘的侧边壁为中空的，所述消力塘临水方向的侧壁上固定设置有侧壁面板，所述侧壁面板与所述消力塘的固定边墙之间装填有散粒体结构，所述中空壁面装填的散粒体结构为有级配的砂加砾石，该散粒体结构构成第一重吸振消声结构；所述面板临水方向的一侧固定连接有弹性橡胶层，所述弹性橡胶层固定于金属薄板上，所述弹性橡胶层上开设有孔洞，此为第二重吸振消声结构。

可选的，所述散粒体结构为级配的砂加砾石，包括细砂、中砂、粗砂、砾石。

可选的，所述面板包括多个金属薄板；多个所述金属薄板水平依次层叠设置，且所述金属薄板均通过螺栓固定于所述消力塘的侧壁的固定桩上。

可选的，所述弹性橡胶层为预制橡胶面板，所述预制橡胶面板上布置有多个所述孔洞；所述孔洞位于所述预制橡胶面板临水的一侧，即与水接触的一侧。

可选的，所述金属薄板上下两端均设置有对称的翼缘，所述翼缘与所述金属薄板之间呈90度角设置；相邻两个金属薄板之间的翼缘之间设置有止水材料。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型设计的二重吸振消声消力塘壁面，采用二重结构吸收泄洪消能所产生的噪声，以增大吸收噪声的效果：在消力塘的临水面方向(与水接触的壁面)一侧，即弹性金属面板的表面，附贴弹性橡胶层，即弹性橡胶或弹性垫层，在弹性橡胶或弹性垫层上面密布一定深度的小孔洞，这样一方面可减小噪声的回声，另一方面可防止金属面板的锈蚀；第三是面板后侧为级配砂加砾石的散粒体结构，不同粒径的散粒体有不同的固有频率，这样有利于声频的响应，增大效能率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型二重吸振消声消力塘壁面结构整体示意图；

图2为本实用新型二重吸振消声消力塘壁面结构的面板结构示意图；

图3为本实用新型二重吸振消声消力塘壁面结构的面板A-A向示意图；

图4为本实用新型应用于底流消能时的状态示意图；

图5为本实用新型应用于挑流或跌流消能时的状态示意图；

其中，1为消力塘、2为侧壁面板、3散粒体结构、4为金属薄板、5为翼缘、6弹性橡胶层、7为孔洞。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种二重吸振消声消力塘壁面结构，以解决上述现有技术存在的问题，使使消力塘消除泄洪消能时产生的噪声削弱。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

消力塘指水电站的消能建筑物，是通过开挖或利用建筑结构所形成的一处水体能量耗散区域，泄洪时，多余的水体动能在消力塘内大部分被予以消煞。本文所讲消力塘，包括消力池。

泄洪噪声指泄洪消能时，由消力塘内产生的噪声，是消能过程中所产生的一种环境噪声。这种噪声，不论采用哪种消能方式，总是存在的。因而，消除噪声，对工程本身和环境都有好处。消力塘是一开敞的空间，泄洪消能时产生的噪声一定会向周围传播，特别是长波，其波长与民居建筑结构的尺度相当，容易发生绕射而继续传播，因而消耗其能量是有效的减少噪声的方法。基于此，本实用新型提供一种二重吸振消声消力塘壁面结构，如图1-图3所示，包括消力塘1，消力塘1的临水面的侧壁上固定设置有侧壁面板2，侧壁面板2与消力塘1的固定边壁之间装填散粒体结构3，侧壁面板2远离散粒体结构3的一侧(外侧)固定连接有弹性橡胶层6，弹性橡胶层6上开设有孔洞7，孔洞7开设于临水侧。散粒体结构3为级配砂加砾石，包括细砂、中砂、粗砂、砾石。增加砾石的原因是水流噪声包含低频噪声波，砾石的固有振动频率要比砂粒低，对吸收低频噪声有利。

侧壁面板2包括多个金属薄板4；多个金属薄板4水平依次层叠设置，且金属薄板4均通过螺栓固定于消力塘1的侧壁的固定桩上。弹性橡胶层6为预制橡胶面板，预制橡胶面板上布置有多个孔洞7；孔洞7位于预制橡胶面板远离金属薄板4的一侧，即孔洞与消力塘的水体接触。

散粒体结构3能将传来的振动、声波的能量消耗掉，消力塘1内产生的振动和声波具有不同的频率，而不同粒径的砂粒，其固有频率不同，因而对不同频率的输入响应不同，频率接近时有利于发生共振，产生共振就有利于产生摩擦，消耗噪声能量。为了将振动能量和声波能量尽快消耗掉，需要多配置细砂。细颗粒砂消耗能量的比率要高于粗颗粒砂，因为细小的颗粒容易发生微幅振动，在发生微幅振动的过程中，能量转化为热能消耗掉。侧壁面板2包括多个金属薄板4；金属薄板4省材，同时确保在水流强紊流的作用下，能够发生微振，从而将水流的声波传到后边的散粒体结构3；多个金属薄板4水平依次层叠设置，且金属薄板4均通过螺栓固定于消力塘1的侧壁的固定桩上。金属薄板4上下两端均设置有对称的翼缘5，翼缘5与金属薄板4之间呈90度角设置。

声波的传播能引起结构的振动，而频率相近的物体甚至会发生共振，无论是振动还是共振，都会消耗能量。因此，在消能的过程中，强烈紊动、翻腾的水体，会将能量传给消力塘1的壁面，而在本实用新型中，通过设计弹性壁面、布设有级配的砂层，来吸收、消耗由消力塘1内部水体传来的振动与噪声能量。弹性壁面的作用，相当于二传手，其将能量进一步传给散粒体结构3。散粒体结构3为有级配的砂层加砾石，意味着砂子中包含着细砂、中砂、粗砂，不同直径的沙粒，能对应地、高效率地吸收频率最为接近的噪声与振动的能量，因为，不同沙粒的粒径，其固有频率是不同的，而沙粒本身在振动过程中，因为相互间的摩擦，就将传来的水体噪声的能量耗散掉了。弹性橡胶层6具有良好的弹性，弹性橡胶层6上布置有一定深度的孔洞7，弹性橡胶层6可以预制，然后粘贴在金属薄板4上即可；弹性橡胶层6也可由其它弹性塑胶材料代替，塑胶材料也可以通过现场调配喷在金属薄板4上，或者通过立模浇灌在金属薄板4上。无论何种材料，在弹性橡胶层6上均设置有孔洞7。中空边壁中的散粒体结构3与有孔洞弹性橡胶层的面板共同构成二重吸振消声结构，采用二重结构吸收泄洪消能所产生的噪声，以增大消力塘壁面吸收噪声的效果；第二是在消力塘的临水面(与水接触的壁面)，即弹性金属面板的表面，附贴弹性橡胶或弹性垫层，在弹性橡胶或弹性垫层上面密布一定深度的孔洞7，这样一方面可减小噪声的回声，另一方面可防止金属薄板4的锈蚀；第三是侧壁面板2后侧为级配砂加砾石的散粒体结构，以利于频率响应，增大效能率。

如图4和图5所示，本实用新型主要应用于水电站泄洪消能需要对噪声予以控制的地方。可能的适用消能方式为：高水头大流量底流消能消力塘和高水头大流量挑流、跌流消力塘。本实用新型结构同时布置于消力塘的下游侧B，上游侧A水浅不必布置。本实用新型由消力塘本身吸收泄洪消能所产生的噪声；消力塘1的临水面，壁面结构为具有散粒体结构3和弹性橡胶层6的二重吸振消声结构，即与水接触的壁面为可产生微幅振动的弹性结构，以前的壁面为刚性壁面；面板后侧为有级配的散粒体结构，即级配砂加砾石，可以有效消除噪声。消力塘工作时，能量传递过程为：紊动水体噪声与振动的能量—消力塘弹性壁面—有级配的砂层加砾石产生振动，互相摩擦，传来的能量被振动的砂粒和砾石耗散掉。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种二重吸振消声消力塘壁面结构，其特征在于：包括消力塘，所述消力塘的侧边壁为中空结构，所述消力塘临水方向的侧壁上固定设置有侧壁面板，所述侧壁面板与所述消力塘的固定边墙之间设置有散粒体结构，所述面板临水方向的一侧固定连接有弹性橡胶层，所述弹性橡胶层上开设有孔洞。

2.根据权利要求1所述的二重吸振消声消力塘壁面结构，其特征在于：所述侧壁面板包括多个金属薄板；多个所述金属薄板水平依次层叠设置，且所述金属薄板均通过螺栓固定于所述消力塘的侧壁的固定桩上。

3.根据权利要求2所述的二重吸振消声消力塘壁面结构，其特征在于：所述弹性橡胶层为预制橡胶面板，所述预制橡胶面板上布置有多个孔洞；所述孔洞位于所述预制橡胶面板临水的一侧。

4.根据权利要求2所述的二重吸振消声消力塘壁面结构，其特征在于：所述金属薄板上下两端均设置有对称的翼缘，所述翼缘与所述金属薄板之间呈90度设置；相邻两个金属薄板之间的翼缘之间设置有止水材料。

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