專利名稱：復(fù)合降噪聲屏障的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境噪聲污染控制裝置，具體涉及一種降噪聲屏障。
背景技術(shù)：
近年來，高速鐵路建設(shè)的迅猛發(fā)展，給人們出行帶來了快捷、舒適的感受和較大的便利，但高速列車運(yùn)行所產(chǎn)生的噪聲污染，也對鐵路線兩側(cè)的居民生活造成了很大的影響。據(jù)報(bào)道，2008年11月清華大學(xué)建筑·環(huán)境檢測中心實(shí)測津京城際鐵路300 350km/h動車組運(yùn)行時(shí)，線路一側(cè)距鐵軌15m處的實(shí)際噪聲峰值可達(dá)90dB。長期處于這種強(qiáng)度的噪聲下，對人身健康會造成較大的傷害。為治理這種環(huán)境噪聲污染，人們想了許多方法，目前一種有效的辦法是在鐵路兩旁設(shè)置隔阻噪聲的聲屏障。所謂“聲屏障”是在列車和相鄰的區(qū)域之間插入一個防護(hù)設(shè)施，這個設(shè)施像一堵“墻”一樣，能夠阻擋和吸收噪聲，使得聲波的傳播有一個很大的附加衰減，從而減弱被防護(hù)區(qū)域內(nèi)的噪聲強(qiáng)度，使噪聲污染得到有效的控制。眾所周知，聲波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，就會發(fā)生透射、折射、反射和衍射(繞射)等物理現(xiàn)象，通常認(rèn)為聲屏障的降噪原理是在聲源和接收點(diǎn)之間插入一個近似于無限長的屏障，阻止直達(dá)聲的傳播，使得對屏障透射和折射的影響可以忽略不計(jì)，并讓衍射聲波也有足夠的衰減，使聲波只能從屏障的上方衍射過去，就像光線被物體遮擋后面形成一個陰影那樣，在其后形成一個聲影區(qū)，在這個區(qū)域內(nèi)，環(huán)境噪聲被明顯地減弱，使該區(qū)域的居民能夠正常的生活。目前，聲屏障采用的主流技術(shù)措施是綜合利用隔聲材料隔阻和反射聲波的特性，最大限度衰減透射波；采用吸聲結(jié)構(gòu)和材料吸收噪聲；合理設(shè)計(jì)聲屏障的位置、高度和結(jié)構(gòu)等方式減少衍射噪聲；以期達(dá)到理想的降噪效果。聲屏障的結(jié)構(gòu)類型很多，但在高速鐵路上廣泛使用的主要是單元板組合型和整體連續(xù)型二種類型。單元板組合型聲屏障是采用同一規(guī)格的聲學(xué)構(gòu)件單元板安插在沿線路平行布置的H鋼立柱上，這種聲屏障的單元板多采用金屬板外殼，內(nèi)部填充吸聲材料的結(jié)構(gòu)形式，具有重量輕、安裝方便和吸/隔音效果較好的優(yōu)勢，是目前高速鐵路上主要裝置的一種聲屏障。整體連續(xù)型聲屏障，一般采用輕體混凝土板式結(jié)構(gòu)，由于其重量、強(qiáng)度和隔音效果等原因，目前應(yīng)用量不大，但其具有造價(jià)較低的優(yōu)勢。聲屏障的降噪效果一般采用A計(jì)權(quán)等效聲級或最大A聲級的插入損失來評價(jià)。中國鐵道科學(xué)研究院對我國運(yùn)行的高速鐵路聲屏障進(jìn)行了監(jiān)測，實(shí)測聲屏障高度3. 05m，測量點(diǎn)距外側(cè)軌道中心30m，高度I. 5m，其測量結(jié)果是“對于開行250km/h以下動車組的合寧、合武鐵路”，聲屏障的“降噪效果為5 8dB (A) ”，“對于開行350km/h動車組的京津城際鐵路，……聲屏障的降噪效果為3 6dB(A) ”。這表明目前運(yùn)行的聲屏障“對500Hz以上的中高頻噪聲降噪效果較好，為3. 5 8. 5dB(A)，但對250Hz以下的中低頻噪聲效果不大，僅為O 1.5dB(A)”，(尹皓等.高速鐵路聲屏障降噪效果及其影響原因分析[J].中國鐵路，2009，12，45-46)。依據(jù)《城市區(qū)域噪聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096)對城市中的道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域的噪聲的等效聲級LAeq應(yīng)達(dá)到晝間70dB，夜間55dB的限制指標(biāo)，上述聲屏障的降噪結(jié)果只能是差強(qiáng)人意了。所以上文還建議“在未來的聲屏障設(shè)計(jì)中，應(yīng)提高聲屏障構(gòu)件的低頻隔聲性能和吸聲性能”。為了提高高速鐵路聲屏障的降噪效果，中國專利，專利號ZL 200710044723. I公開了一種“非纖維漸變空腔微穿孔吸聲型聲屏障體”，針對多孔纖維吸聲材料“存在耐候性差、吸聲性能在受潮將受到嚴(yán)重影響”的不足，設(shè)計(jì)了一種不采用纖維吸聲材料的聲學(xué)結(jié)構(gòu)。為改進(jìn)承受高速列車的空氣壓力載荷的能力，中國專利，申請?zhí)?00810128170. 2公開了“一種特別是用于高速鐵路的聲屏障”，采用“只朝一個方向折彎”的方法用于“改善”鋁板制成的聲學(xué)構(gòu)件單元的“承載能力和經(jīng)濟(jì)性”，同時(shí)將纖維水泥板和隔聲墊直接安裝在立柱上，以“承受由駛過的列車產(chǎn)生的壓力波”引起的“脈動空氣壓力載荷”。中國專利，專利號ZL 200820000626. 2，公開了一種“玻璃鋼聲屏障板”，以避免“現(xiàn)有金屬屏障板易腐蝕、易老化、重量重、壽命短和維護(hù)費(fèi)用高等問題”。中國專利，專利號200920232351. X，公開了一種“玻璃鋼組合式聲屏障”，其單元板的玻璃鋼面板和背板為同 一模具拉制，并采用“b型嵌入式連接結(jié)構(gòu)”與中間連接件的“C形弧面抱合”為整體，以避免漏聲。上述專利的技術(shù)方案以及目前在高速鐵路上使用的聲屏障雖然具有一定的降噪效果，但距達(dá)到控制噪聲污染的環(huán)保要求尚有較大差距；而目前一些科研人員和生產(chǎn)廠商所做的改進(jìn)則多集中在對現(xiàn)有金屬薄板型聲學(xué)構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度和安裝方式的改進(jìn)上。雖然有些專利提出了采用玻璃鋼材料替換金屬薄板等技術(shù)措施，也僅僅是停留在材料的耐腐蝕性和聲學(xué)構(gòu)件的裝配結(jié)構(gòu)上，其目的是用以替換存在性能問題的金屬薄板。據(jù)此，分析、研究組合型聲屏障的聲學(xué)構(gòu)件和立柱的功能作用，可以發(fā)現(xiàn)這種類型的聲屏障在主體材料選用、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、聲學(xué)構(gòu)造的優(yōu)化、吸聲材料的篩選以及安裝結(jié)構(gòu)及施工方法等諸多方面均有很多可以提聞和改進(jìn)的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好降噪效果和綜合機(jī)械性能的復(fù)合降噪聲屏障。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種復(fù)合降噪聲屏障，它包括基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上固定設(shè)有若干立柱，相鄰立柱之間固定設(shè)有若干聲學(xué)構(gòu)件單元板，其特征在于所述的聲學(xué)構(gòu)件單元板包括一側(cè)開口、橫截面呈C形的外框，該外框的前后端以及腔體內(nèi)固定設(shè)有支撐框，外框的開口處固定連接孔隙板，所述的支撐框?qū)⑼饪騼?nèi)的腔體分成若干空腔，每個空腔內(nèi)由內(nèi)及外依次設(shè)有吸音泡沫板、吸音玻璃棉和紗網(wǎng)；所述的外框上端面設(shè)有梯形榫，下端面設(shè)有卡槽，通過梯形榫和卡槽的配合使若干聲學(xué)構(gòu)件單元板豎直安裝，所述孔隙板的橫截面為梯形波紋狀。在上述復(fù)合降噪聲屏障中，所述的外框和立柱為拉擠工藝生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)塑料型材制成；其成型樹脂體系中設(shè)有4 6%重量比的空心玻璃微珠，該空心玻璃微珠的規(guī)格為直徑10 180 μ m,表觀密度O. I O. 25g/cm3。在上述復(fù)合降噪聲屏障中，所述的孔隙板為連續(xù)成型的玻璃纖維增強(qiáng)塑料波紋板，其厚度與外框壁厚的比例為I : I. 2 I. 5，孔隙板成型樹脂體系中含有6 10%重量比的空心玻璃微珠，該空心玻璃微珠直徑10 180 μ m,其表觀密度O. I O. 25g/cm3。在上述復(fù)合降噪聲屏障中，安裝在最下端的聲學(xué)構(gòu)件單元板的卡槽內(nèi)設(shè)有采用發(fā)泡塑膠制成的梯形密封條，其上端的梯形榫和相鄰的上方的聲學(xué)構(gòu)件單元板的卡槽之間設(shè)有雙面粘接的泡沫密封條。
在上述復(fù)合降噪聲屏障中，所述的孔隙板設(shè)有均勻分布的衍射孔陣列和衍射條陣列，第一衍射孔陣列的孔直徑Cl1為2 6mm，第二衍射孔陣列的孔直徑d2為6 IOmm ;第二衍射孔陣列的孔直徑d2 = 6 IOmm ;第一衍射條陣列的衍射條兩端為圓弧狀，其半徑F1為3 5mm,長度I1為40 60mm ;第二衍射條陣列的衍射條兩端也為圓弧狀,其半徑為r2為2 6mm,長度為I2為100 140mm ;所述衍射孔或衍射條均勻分布在各陣列中；第一衍射孔陣列的穿孔率為2. 10 % 4. 78%，第二衍射孔陣列的穿孔率為2. 02 % 4. 59%，第一衍射條陣列的穿孔率為2. 96% 6. 74%，第二衍射條陣列的穿孔率為2. 42% 5. 49%，且所有陣列的穿孔率總和為9. 50% 21. 60%。在上述復(fù)合降噪聲屏障中，其外表面設(shè)有尖狀凸起，使整個外表面呈碎石狀花紋。在上述復(fù)合降噪聲屏障中，所述的立柱為“工”字形橫截面的空心柱狀結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)為凹槽，在每個凹槽的上下內(nèi)壁上對稱的設(shè)有T型槽，T型槽內(nèi)設(shè)有減震膠條，聲學(xué)構(gòu)件單元板位于凹槽內(nèi)、上下減震膠條的彈性夾持下，并通過發(fā)泡密封膠與立柱粘結(jié)；立柱面對噪聲的表面設(shè)有縱向均布的連續(xù)齒形條紋，其齒形的頂角α為85。 105°，齒高3 6mm ο在上述復(fù)合降噪聲屏障中，所述吸音泡沫板為漸變孔徑的開孔型泡沫塑料板，平均孔徑為Φ2·5πιπι Φ0. 3mm，由接近噪聲源的一面向外逐漸減小，相對應(yīng)的孔隙率為97. 5% 85%。在上述復(fù)合降噪聲屏障中，所述吸音玻璃棉采用憎水工藝處理，其纖維直徑為O 5 μ m，容重25kg/m3 ;所述紗網(wǎng)為256 324目的涂塑玻璃纖維紗網(wǎng)。在上述復(fù)合降噪聲屏障中，所述聲學(xué)構(gòu)件單元板和立柱的各個表面涂敷高耐候型彩色涂層。本發(fā)明的顯著效果在于外框、立柱和孔隙板分別采用帶有空心玻璃微珠的玻璃纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料制成，其綜合性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的金屬板，使得本發(fā)明的聲屏障隔聲性能好、熱膨脹系數(shù)低、耐腐蝕、重量輕，同時(shí)由于材料含有空心玻璃微珠，使聲波在樹脂基體與微珠玻璃、微珠玻璃與空氣以及樹脂基體與玻纖等多個不同密度的相交界面間發(fā)生折射、反射，這個過程將聲能在動能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化，使聲強(qiáng)快速衰減，最終轉(zhuǎn)化為熱能，從而“湮滅”噪聲，起到最大限度地隔阻透射聲能目的。更進(jìn)一步的，采用了多重降噪方式提高降噪效果1)首先設(shè)計(jì)了具有特定的衍射孔陣列和衍射條陣列的孔隙板，將普通穿孔板單一的共振頻率變?yōu)槎鄠€共振頻率，使得共振帶寬拓寬至8個1/3倍頻程(以2000*500*80mm規(guī)格的單元板為例，共振帶寬拓寬至92. 7Hz 488. 3Hz)提高了對低頻噪聲的抑制能力；2)由于孔隙板表面設(shè)計(jì)了尖狀凸起形成碎石紋表面，這種帶棱角的表面使入射聲波不是產(chǎn)生單向反射，而是朝著各個方向彌漫的散射，即產(chǎn)生了漫反射，漫反射使得聲音能量分散，聲波的方向變得雜亂，使一部分聲波發(fā)生干擾而抵消，從而減少了回聲和噪聲；3)將聲學(xué)構(gòu)件單元的外框和孔隙板設(shè)計(jì)成不同厚度，以避免內(nèi)外面板間的諧振傳聲；4)將立柱設(shè)計(jì)“工”字形橫截面的柱狀結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)的凹槽又設(shè)有T型槽，槽內(nèi)設(shè)計(jì)減震膠條，即避免了連接處出現(xiàn)漏聲，又使得聲學(xué)構(gòu)件單元板在減震膠條的彈性夾持下安裝的整體性和可靠性。同時(shí)，將立柱朝向鐵路一面設(shè)計(jì)有縱向均布的連續(xù)齒形條紋，這種縱向齒形條可將列車的運(yùn)行的直射噪聲反射到線路的延伸方向，從而減少被保護(hù)區(qū)域的噪聲強(qiáng)度；5)將具有漸變孔徑的吸音泡沫板和吸音玻璃棉填充到聲學(xué)構(gòu)件單元板內(nèi)作為吸聲材料，能夠拓寬吸聲頻率，提高吸聲系數(shù)。本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)中最下面的聲學(xué)構(gòu)件單元板采用發(fā)泡密封膠的彈性連接方式，緩解了單元板在氣溫變化時(shí)熱脹冷縮對連接可靠性的影響。本發(fā)明采用高耐候性涂料對聲學(xué)構(gòu)件單元板和立柱的表面進(jìn)行涂裝，涂裝后的聲屏障的不僅耐候性好、維護(hù)周期長，同時(shí)還具有良好的裝飾效果，在正常條件下的使用壽命大于20年。


圖I為聲學(xué)構(gòu)件單元板示意圖； 圖2為聲學(xué)構(gòu)件單元板內(nèi)部的支撐框位置示意圖；圖3為圖I的局部放大圖；圖4為孔隙板表面凸起示意圖；圖5為孔隙板衍射孔和衍射條布置示意圖；圖6為本發(fā)明的復(fù)合降噪聲屏障結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為聲學(xué)構(gòu)件單元板和立柱連接的俯視圖；圖8為圖6的D-D放大圖；圖9為圖7的局部放大圖；圖10為圖6的局部放大圖；圖Ila為實(shí)施例2立柱安裝示意圖；圖Ilb為圖Ila的俯視圖；圖中1.外框，2.孔隙板，3.自攻螺釘，4.卡槽，5.吸音泡沫板，6.吸音玻璃棉，7.紗網(wǎng)，8.梯形榫，9.支撐框，10.立柱，11.反光玻璃塊，12.聲學(xué)構(gòu)件單元板，13.基礎(chǔ)墩，14.端蓋，15.發(fā)泡密封膠，16.減震膠條，17.第一衍射孔陣列，18.第一衍射條陣列，19.第二衍射條陣列，20.第二衍射孔陣列,21.泡沫密封條,22.梯形密封條,23.柱腳法蘭,24.小卡槽，25.搭鉤，26.凹槽，27. T型槽，28.齒形條紋，29.尖狀凸起。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例I如圖I和圖3所示的聲學(xué)構(gòu)件單元板12，它包括一個頂端加工有梯形榫8、下端加工有卡槽4的外框1，并且外框I的一側(cè)開口，使其橫截面呈C形，開口的兩端加工有小卡槽24 ;另一側(cè)表面的中心加工向內(nèi)的縱向梯形槽。本實(shí)施例當(dāng)中，可在外框I的前后端以及外框I之中豎直固定裝入5個支撐框9，如圖2所示，將外框I與孔隙板2構(gòu)成的單元內(nèi)腔分為4個空腔。每個空腔內(nèi)依次充填吸音泡沫板5、吸音玻璃棉6和紗網(wǎng)7，然后在外框I的開口處加蓋孔隙板2，通過孔隙板2兩端的搭鉤25與小卡槽24配合，使孔隙板2與外框I裝配卡緊。最后在外框I和孔隙板2表面利用自攻螺釘3將各支撐框9與外框I及孔隙板2連接固定，形成一個完整的聲學(xué)構(gòu)件單元板12。本實(shí)施當(dāng)中，外框I的壁厚為3.6mm。如圖I和圖4所示，孔隙板2的橫截面為梯形波紋狀，其整個外表面為帶有若干的尖狀凸起29，孔隙板2采用帶有空心玻璃微珠的玻璃纖維增強(qiáng)塑料波紋板加工制作，其厚度可加工成3mm。其外表面的尖狀凸起29形成了碎石紋，加工時(shí)可采用碎石花紋聚酯薄膜覆蓋接觸成型；所述的波紋板的成型樹脂體系中充填有8%重量比的空心玻璃微珠。圖5所示，孔隙板2上用沖壓的方法加工有均勻分布的衍射孔陣列17、20和衍射條陣列18、19，第一衍射孔陣列17的孔直徑Cl1 = 4mm，第二衍射孔陣列20的孔直徑d2 =8mm ;第一衍射條陣列18的衍射條兩端為圓弧狀,其半徑為!T1 = 4mm,長度為I1 = 50mm ;第二衍射條陣列19的衍射條兩端也為圓弧狀，其半徑為r2 = 5mm，長度為I2 = 120mm ；上述孔或條形縫隙均勻分布在各陣列中；將各陣列中孔或條形縫隙的面積之和與所在陣列的面積之比，定義為穿孔率。本實(shí)施例的第一衍射孔陣列17的穿孔率為3. 7%，第 二衍射孔陣列20的穿孔率為2. 6%，第一衍射條陣列18的穿孔率為5. 2%，第二衍射條陣列19的穿孔率為4. 2%，所有陣列的穿孔率總和為15. 7%。經(jīng)計(jì)算由外框I和孔隙板2組成的穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率為4 = 130. 7Hz，f02 = 220. 6Hz, f03 = 332. 9Hz, f04 = 488. 3Hz，面板的固有諧振頻率 f = 92. 7Hz。因此，聲學(xué)構(gòu)件單元板12的吸聲頻率為92. 7 488. 5Hz，將吸聲頻率由普通孔板的單一頻點(diǎn)擴(kuò)展為8個1/3倍頻程，并向低頻段延伸，使得降噪系數(shù)(NRC)得到有效提高。聲學(xué)構(gòu)件單元板12內(nèi)部裝入的支撐框9為采用注塑工藝制造成型的工程塑料框；吸音泡沫板5為漸變孔徑的開孔泡沫塑料板，平均孔徑為Φ 2. 5mm Φ O. 3mm,安裝時(shí)從接近噪聲源的一面向外逐漸減小，相對應(yīng)的孔隙率為97. 5% 85% ;吸音玻璃棉6采用憎水工藝處理，其纖維直徑< 5 μ m，容重25kg/m3 ;紗網(wǎng)7為256 324目的涂塑玻璃纖維紗網(wǎng)。如圖6和圖10所示，將5 9塊聲學(xué)構(gòu)件單元板12豎直安裝在一起，并在組裝好的聲學(xué)構(gòu)件單元板12的左右各安裝一個立柱10，立柱10上加蓋端蓋14，并將立柱10固定在基礎(chǔ)13之上，依次安裝下去，就組成整個復(fù)合降噪聲屏障。實(shí)際工程中，立柱10沿高速鐵路線的外側(cè)按等間距延伸設(shè)置，柱與柱之間安裝著5 9塊聲學(xué)構(gòu)件單元板12。本實(shí)施例中，相鄰立柱10之間的聲學(xué)構(gòu)件單元板12共有7個，每個聲學(xué)構(gòu)件單元板12的規(guī)格尺寸為1950*500*80mm，單重約為18kg ;相鄰立柱10的間距為2000mm，聲屏障高度按不同區(qū)段的設(shè)計(jì)要求由2. 5 4. 5m(5 9塊聲學(xué)構(gòu)件單元板的高度)。如圖7和圖9所示，所述的立柱10的橫截面類似為雙線條書寫的“工”字形的空心結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)凹槽26的上下內(nèi)壁上分別加工有T型槽27，槽內(nèi)裝有減震膠條16，將聲學(xué)構(gòu)件單元板12放入立柱10兩側(cè)的凹槽26內(nèi)，通過事先放入凹槽26的發(fā)泡密封膠15粘結(jié)固定。每個立柱10面對軌道的表面上加工有縱向均布的連續(xù)的齒形條紋28，其齒形的頂角α =95°，齒高3mm。所述的立柱10采用拉擠工藝生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)塑料型材制成，其成型樹脂體系中充填有5%重量比的空心玻璃微珠.具體安裝時(shí)，首先將立柱10采用預(yù)埋混凝土基礎(chǔ)13現(xiàn)場澆注的安裝方式，然后在立柱10之間最下面的聲學(xué)構(gòu)件單元板12，帶卡槽4的一端在下，在最下端的聲學(xué)構(gòu)件單元板12卡槽4內(nèi)放置采用發(fā)泡塑膠制成的梯形密封條22，如圖8所示。將聲學(xué)構(gòu)件單元板12的水平兩端分別嵌入相鄰兩立柱10側(cè)邊的凹槽26內(nèi)，立柱10兩側(cè)槽內(nèi)事先裝入了減震膠條16，安裝就位后，在聲學(xué)構(gòu)件單元板12的兩端面與立柱10結(jié)合處注入發(fā)泡密封膠15，聲學(xué)構(gòu)件單元板12在減震膠條16的彈性夾持和發(fā)泡密封膠15的粘結(jié)下，與立柱10連接在一起。隨后，安裝上面的第二塊聲學(xué)構(gòu)件單元板12，安裝前在其卡槽4內(nèi)放置雙面粘接的泡沫密封條21，并與下面的聲學(xué)構(gòu)件單元板12的梯形榫8卡緊；按此方式，將上面的各個聲學(xué)構(gòu)件單元板12依次連接，構(gòu)成整體；最后在立柱10面向軌道一面距地面2. 4m處安裝反光玻璃塊11并在立柱10的上端插入端蓋；至此一段聲屏障安裝完畢。之后，周而復(fù)始，直至安裝施工全部完成。經(jīng)安全校核，在最大12級風(fēng)壓工作載荷(風(fēng)速34. 8m/s，風(fēng)壓758Pa)工況下，聲學(xué)構(gòu)件單元板12的最大撓度fmax = O. 34mm滿足最大撓度小于L/100的技術(shù)要求，為確保安全，模擬計(jì)算了 15級風(fēng)壓極限載荷下(風(fēng)速48. 6m/s，風(fēng)壓1473Pa)聲學(xué)構(gòu)件單元板12的撓度fw = i5 = O. 66mm,未發(fā)生失效現(xiàn)象。計(jì)算數(shù)據(jù)表明本實(shí)施例聲學(xué)構(gòu)件單元板具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可以在最大風(fēng)載荷工況和高速列車運(yùn)行時(shí)的氣動壓力載荷工況下安全運(yùn)行。
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實(shí)施例2與實(shí)施例I的不同之處僅在于，為以適應(yīng)橋梁等混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等安裝表面的安裝，如圖Ila和圖Ilb所示，安裝前先將立柱10的下端裝入柱腳法蘭23，并采用螺栓緊固成一體。在混凝土表面安裝時(shí)，先按柱腳法蘭23連接孔位置鉆孔，并采用環(huán)氧植筋膠將地腳螺栓植入，待植筋膠完全固化后，即可安裝立柱。實(shí)施例3本實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)和安裝方式與實(shí)施例I相同，其區(qū)別在于聲學(xué)構(gòu)件單元板和立柱的規(guī)格尺寸與實(shí)施例I不同。本實(shí)施例的聲學(xué)構(gòu)件單元板的規(guī)格尺寸為3940*500*140mm,單重約為40kg。立柱間距4000mm,聲屏障高度按不同區(qū)段的設(shè)計(jì)要求由
2.5 4. 5m(5 9塊聲學(xué)構(gòu)件單兀板的高度)。經(jīng)計(jì)算，由外框I和孔隙板2組成的穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率為4 = 97. IHz,f02 = 118. 1Hz, f03 = 247. 4Hz, f04 = 362. 8Hz，面板的固有諧振頻率 f = 68. 9Hz。因此，聲學(xué)構(gòu)件單元板12的吸聲頻率為68. 9 362. 8Hz，將吸聲頻率為8個1/3倍頻程。經(jīng)安全校核，在最大12級風(fēng)壓工作載荷(風(fēng)速34. 8m/s，風(fēng)壓758Pa)工況下，聲學(xué)構(gòu)件單元板12的最大撓度fmax = I. 65mm，滿足最大撓度小于L/100的技術(shù)要求。在15級風(fēng)壓極限載荷下(風(fēng)速48. 6m/s,風(fēng)壓1473Pa)聲學(xué)構(gòu)件單元板12的撓度fw= 15 = 3. 21mm,未發(fā)生失效現(xiàn)象。符合高速鐵路安全使用的要求。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合降噪聲屏障，它包括基礎(chǔ)(13),基礎(chǔ)(13)上固定設(shè)有若干立柱(10),相鄰立柱(10)之間固定設(shè)有若干聲學(xué)構(gòu)件單元板(12)，其特征在于所述的聲學(xué)構(gòu)件單元板(12)包括一側(cè)開口、橫截面呈C形的外框(1)，該外框(I)的前后端以及腔體內(nèi)固定設(shè)有支撐框(9)，外框(I)的開口處固定連接孔隙板(2)，所述的支撐框(9)將外框(I)內(nèi)的腔體分成若干空腔，每個空腔內(nèi)由內(nèi)及外依次設(shè)有吸音泡沫板(5)、吸音玻璃棉(6)和紗網(wǎng)(7)；所述的外框(I)上端面設(shè)有梯形榫(8)，下端面設(shè)有卡槽(4)，通過梯形榫(8)和卡槽(4)的配合使若干聲學(xué)構(gòu)件單元板(12)豎直安裝，所述孔隙板(2)的橫截面為梯形波紋狀。
2.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于所述的外框(I)和立柱(10)為拉擠工藝生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)塑料型材制成；其成型樹脂體系中設(shè)有4 6%重量比的空心玻璃微珠，該空心玻璃微珠的規(guī)格為直徑10 180 μ m,表觀密度O. I O. 25g/cm3。
3.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于所述的孔隙板(2)為連續(xù)成型的玻璃纖維增強(qiáng)塑料波紋板，其厚度與外框(I)壁厚的比例為I : I. 2 I. 5，孔隙板(2)成型樹脂體系中含有6 10%重量比的空心玻璃微珠，該空心玻璃微珠直徑10 180 μ m,其表觀密度O. I O. 25g/cm3。
4.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于安裝在最下端的聲學(xué)構(gòu)件單元板(12)的卡槽(4)內(nèi)設(shè)有采用發(fā)泡塑膠制成的梯形密封條(22)，其上端的梯形榫(8)和相鄰的上方的聲學(xué)構(gòu)件單元板(12)的卡槽(4)之間設(shè)有雙面粘接的泡沫密封條(21)。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于所述的孔隙板(2)上設(shè)有均勻分布的衍射孔陣列(17、20)和衍射條陣列(18、19)，第一衍射孔陣列(17)的孔直徑(I1為2 6mm,第二衍射孔陣列(20)的孔直徑d2為6 IOmm ;第二衍射孔陣列(20)的孔直徑d2 = 6 IOmm ;第一衍射條陣列(18)的衍射條兩端為圓弧狀，其半徑F1為3 5mm,長度I1為40 60mm ;第二衍射條陣列(19)的衍射條兩端也為圓弧狀,其半徑為r2為2 6mm,長度為I2為100 140mm ;所述衍射孔或衍射條均勻分布在各陣列中；第一衍射孔陣列(17)的穿孔率為2. 10% 4. 78%，第二衍射孔陣列(20)的穿孔率為2. 02% .4.59%，第一衍射條陣列(18)的穿孔率為2. 96% 6. 74%，第二衍射條陣列(19)的穿孔率為2. 42%~ 5. 49%，且所有陣列的穿孔率總和為9. 50% 21. 60%。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于其外表面設(shè)有尖狀凸起(29)，使整個外表面呈碎石狀花紋。
7.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于所述的立柱(10)為“工”字形橫截面的空心柱狀結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)為凹槽(26)，在每個凹槽(26)的上下內(nèi)壁上對稱的設(shè)有T型槽(27)，T型槽(27)內(nèi)設(shè)有減震膠條(16)，聲學(xué)構(gòu)件單元板(12)位于凹槽(26)內(nèi)、上下減震膠條(16)的彈性夾持下，并通過發(fā)泡密封膠(15)與立柱(10)粘結(jié)；立柱(10)面對噪聲的表面設(shè)有縱向均布的連續(xù)齒形條紋(28)，其齒形的頂角α為85° 105。，齒高 3 6mm。
8.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于所述吸音泡沫板(5)為漸變孔徑的開孔型泡沫塑料板，平均孔徑為Φ2.5mm ΦO. 3mm，由接近噪聲源的一面向外逐漸減小，相對應(yīng)的孔隙率為97. 5% 85%。
9.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征在于所述吸音玻璃棉(6)采用憎水工藝處理，其纖維直徑為O 5μ m，容重25kg/m3 ;所述紗網(wǎng)(7)為256 324目的涂塑玻璃纖維紗網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的復(fù)合降噪聲屏障，其特征為所述聲學(xué)構(gòu)件單 元板(12)和立柱(10)的各個表面涂敷高耐候型彩色涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境噪聲污染控制裝置，具體公開了一種復(fù)合降噪聲屏障。它包括基礎(chǔ)、立柱和聲學(xué)構(gòu)件單元板。聲學(xué)構(gòu)件單元板包括外框，外框前后端以及腔體內(nèi)固定有支撐框，外框開口處連接橫截面為梯形波紋狀的孔隙板，外框內(nèi)設(shè)有吸音泡沫板、吸音玻璃棉和紗網(wǎng)。外框和立柱為拉擠工藝生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)塑料型材制成；其成型樹脂體系中設(shè)有4～6％重量比的空心玻璃微珠。由于采用帶有空心玻璃微珠的玻璃纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料，使得本發(fā)明的綜合性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的金屬板，隔聲性能好、熱膨脹系數(shù)低、耐腐蝕、重量輕，同時(shí)由于材料含有空心玻璃微珠，使聲強(qiáng)快速衰減，最終轉(zhuǎn)化為熱能，從而“湮滅”噪聲，起到最大限度地隔阻透射聲能目的。
文檔編號E01F8/00GK102926335SQ201110226780
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者付秀君, 齊連忠, 黎燕, 孫剛, 楊漢學(xué), 劉永慧 申請人:秦皇島耀華新材料有限公司