地铁U型梁泡沫铝基材声屏障的制作方法

本发明涉及轨道交通声屏障装置技术领域，特别是涉及一种采用新型泡沫铝基材的地铁U型梁声屏障装置。

背景技术：

声屏障是指在声源和接收者之间插入一个设施，使声波传播有一个显著的附加衰减，从而减弱接收者所在一定区域内的噪声影响。它可分为两种，纯隔声的反射型声屏障和吸声与隔声相结合的复合型声屏障，相比较而言，后者效果更为有效。

随着经济的迅速发展，城市轨道交通特别是地铁由于方便、快捷、准时已成为大城市公共交通的首选方式，国内有几十个大城市已经修建或正在建设地铁。但是地铁在运行过程中产生的噪音也给在其附近工作和生活的居民带来了困扰，所以减少地铁运行噪声是必须解决的问题。目前地铁建设采用的U型梁技术，能够消除一大部分噪声，为了进一步减少噪声的影响，安装声屏障可以有效的降低噪声。现有技术中轨道交通以及地铁声屏障许多是以水泥基或热固性树脂、聚碳酸酯板、穿孔金属板等为基体来进行制作，但这些材料存在质脆、吸声性能差、防火性能低等缺陷，而且安装方式不够简易，工期长，效率低。公告号CN103526700A的中国发明专利公开了一种声屏障，包括支撑肋柱、吸声板和背面，吸音板采用微孔陶瓷板，支撑肋柱固定在铁路基础上。它主要是利用吸声板与背板之间形成中空结构来达到低频吸音能力，但是它本体吸声板的材质质脆、吸声性能差，而且制作过程过于复杂，不利于现场安装。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供了一种吸声材料的吸声和抗腐蚀能力强，支撑龙骨及结构能够方便高效地固定安装吸音板且吸能、减震和机械性能好，加工制备工艺简单的地铁U型梁声屏障。

本发明采用的技术方案是：一种地铁U型梁泡沫铝基材声屏障，包括固定到地铁轨道U型梁两侧的顶部支撑件、底部支撑件以及设置在所述顶部支撑件与底部支撑件之间的吸音板、压板、竖向支撑件，在所述顶部支撑件为反Z字型且上部设置向外伸出开口向下的安装凹槽，所述底部支撑件为Z字型且下部具有向外伸出的支撑脚，所述吸音板的上端插入顶部支撑件的安装凹槽中，所述吸音板的下端顶在所述底部支撑件的支撑脚上，相邻所述吸音板用压板连接固定,在所述吸音板与所述压板的相对面上设置竖向支撑件。

进一步的，所述吸音板为通孔结构两面氟碳喷涂泡沫铝板，厚度≥5mm，涂层厚度≥40μm，通孔率为55％～65％，平均孔径≤0.7mm，吸音系数NRC≥0.75；所述吸音板为弧面，所述弧面的凹面面向地铁机车方向，弧面半径尺寸为1990～2200mm，较优的弧面半径尺寸为2066mm；采用化学锚栓将所述顶部支撑件与所述底部支撑件固定到地铁轨道U型梁两侧的腹板上，所述化学锚栓的强度为10.9级。

本发明的有益效果是：选择吸音板为通孔结构两面进行氟碳喷涂的泡沫铝，选择合适的涂层厚度、通孔率、平均孔径、厚度和吸音系数以及在选定弧面半径下凹面面向轨道行车方向的弧面设计，使吸音板在具有良好耐腐蚀性情况下，更好的实现隔音降噪的功能并有效地防止噪声外溢。顶部支撑与底部支撑利用预埋化学锚栓用螺母固定到U型梁腹板上，安装方便。顶部支撑与底部支撑的Z字型结构，使吸音板与U型梁腹板之间形成50mm的亥姆赫兹共振腔，噪音通过吸音板时，吸音板根据自身多孔吸声特性对噪声进行一定程度的衰减，可以对低频噪音进行二次吸收，从而最大程度上提升了吸声降噪的效果。顶部支撑的安装凹槽和底部支撑件的支撑脚结构，能够方便的安装吸音板，吸能减震效果好并具有较强的机械性能，且加工制造简单，既方便现场安装施工，也方便整改拆卸。

附图说明

图1是地铁U型梁腹板横断面示意图；

图2是泡沫铝吸音板与顶部支撑件安装示意图；

图3是通孔型泡沫铝接缝处压板示意图；

图4是沿图3A-A方向剖视示意图；

图5是泡沫铝吸音板与底部支撑件安装示意图。

其中：1为通孔型泡沫铝吸音板，2为U型梁腹板，3为凹槽，4为顶部支撑件，5为底部支撑件，6为压板，7为竖向支撑，8为化学锚栓，9为盘头自攻钉，10为抽芯铆钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1所示，地铁U型梁泡沫铝基材声屏障，包括采用强度为10.9级的多个化学锚栓8固定到地铁轨道U型梁2两侧腹板上作为龙骨的顶部支撑件4和底部支撑件5，化学锚栓的强度为10.9级，顶部支撑4与底部支撑5利用预埋化学锚栓用螺母固定到U型梁腹板上，安装方便。

如图2～5所示，泡沫铝吸音板1设置在所述顶部支撑件4与底部支撑件5之间，顶部支撑4、底部支撑5与吸音板1之间采用抽芯铆钉10固定。作为吸音板1的泡沫铝板为通孔结构，厚度≥5mm，通孔率为55％～65％，平均孔径≤0.7mm，吸音系数NRC≥0.75，在泡沫铝板两面进行氟碳喷涂，涂层厚度≥40μm。所述吸音板为弧面，所述弧面的凹面面向地铁机车方向，弧面半径尺寸为1990～2200mm，较优的弧面半径尺寸为2066mm。吸音板为通孔结构的泡沫铝，具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。密度小、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、耐候性强、易加工、易安装。选择吸音板为通孔结构两面进行氟碳喷涂的泡沫铝，选择合适的涂层厚度、通孔率、平均孔径、厚度和吸音系数以及在选定弧面半径下凹面面向轨道行车方向的弧面设计，使吸音板在具有良好耐腐蚀性情况下，更好的实现隔音降噪的功能并有效地防止噪声外溢。所述顶部支撑件4为反Z字型，顶部支撑件4的上部设置向外伸出开口向下的安装凹槽3。所述底部支撑件5为Z字型，底部支撑件5的下部具有向外伸出的支撑脚11，所述吸音板1的上端插入顶部支撑件4的安装凹槽3中，所述吸音板1的下端顶在所述底部支撑件5的支撑脚11上。相邻所述吸音板1用压板6压住，用采自攻钉9连接固定,在所述吸音板1与所述压板6的相对的另一个面上，设置竖向支撑件7，每个压板6对应一个竖向支撑件7，将竖向支撑件7与吸音板1采用抽芯铆钉10固定。顶部支撑与底部支撑的Z字型结构，使吸音板与U型梁腹板之间形成50mm的亥姆赫兹共振腔，噪音通过吸音板时，吸音板根据自身多孔吸声特性对噪声进行一定程度的衰减，可以对低频噪音进行二次吸收，从而最大程度上提升了吸声降噪的效果。顶部支撑的安装凹槽和底部支撑件的支撑脚结构，能够方便的安装吸音板，吸能减震效果好并具有较强的机械性能，且加工制造简单，既方便现场安装施工，也方便整改拆卸。所述吸音板的安装是利用顶部支撑凹槽及燕尾钉将其固定到支撑龙骨上，考虑到吸音板与燕尾钉连接处强度较低，防止列车行驶时产生的振动及风压对其造成损害，采用镀锌钢板压条对其边角密封，进而保证了吸音板不变形，延长了使用寿命。

地铁U型梁泡沫铝基材声屏障安装过程主要分为龙骨安装与板材安装两个部分：

(a)龙骨安装

龙骨采用3mm镀锌钢板制作成Z字型支撑，顶部支撑件4与底部支撑件5的方向相反，因此把顶部支撑件4成为反Z字型。顶部支撑件4设有安装凹槽3。首先将M8*80化学锚8预埋在指定位置处，待化学锚栓8固定牢固后将Z字型支撑通过螺栓连接的方式固定到U型梁腹板2上。Z字型支撑沿U型梁走向方向敷设，每隔1米使用化学锚栓8固定。安装流程是：

定位→冲击钻钻孔→预埋化学锚栓→固化→安装作为龙骨的支撑件→安装竖向支撑件

(b)泡沫铝吸音板板安装

吸音板1上部安装在顶部支撑件4的安装凹槽3内，下部安装后顶在底部支撑件5的支撑脚11上。安装完成后，由于Z字型支撑的作用与U型梁腹板2形成50mm空腔。通孔型泡沫铝由于其空间孔隙较多，容易造成连接不当，如果使用普通燕尾螺钉固定，由于燕尾钉与泡沫铝板之间接触面积小，容易造成“脱扣”从而松动，在振动和风载荷的作用下，容易掉落，因此需要用压板进行连接固定，并使用M4的盘头自攻钉9将其固定在上述Z字型龙骨上。安装时，将泡沫铝吸音板调好尺寸后，采用燕尾钉将泡沫铝板固定在龙骨上，由于泡沫铝板边角面强度较低、接触面小，需要采用厚度1.5mm镀锌钢板压条进行边角密封，从而保证泡沫铝的安装强度，在一定的风压和地铁活塞风作用下，保证泡沫铝板材不变形和使用寿命。安装流程是：

调整尺寸→定位→安装泡沫铝板材→安装压条。