高速铁路箱梁一体化的超高强混凝土-微孔陶瓷复合声屏障的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁路运行噪音治理技术领域，尤其属于铁路噪音治理技术，特别涉及一种应用于高速铁路桥梁的一体化复合声屏障。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]声屏障研宄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宄，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及铁路运营维护需要，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。
[0004]声屏障无论是金属还是非金属材料，都存在抗腐蚀和耐候性问题。非金属材料虽然抗腐蚀性能好，但在长期暴露的应用环境中对耐候性能要求高，特别是在长期雨淋浸泡中更容易风化脱落，所以在恶劣的露天环境下确保结构材料的耐侯性是非金属声屏障必须考虑的问题。
【发明内容】
[0005]本发明根据现有技术不足公开了一种高速铁路箱梁一体化的超高强混凝土 -微孔陶瓷复合声屏障。本发明要解决的问题是提供了一种抗腐蚀性能更好，耐候性能更优，维护量小，维护成本低的一体化非金属声屏障。
[0006]本发明通过以下技术方案实现:
[0007]高速铁路箱梁一体化的超高强混凝土 -微孔陶瓷复合声屏障，包括沿铁路线延续间隔设置的支撑肋柱，每两根支撑肋柱之间铁路行车面一侧是吸声板、背面一侧是背板，其特征是:所述支撑肋柱下端有肋柱预埋件与铁路桥梁预埋件连接并通过现浇混凝土基础将预埋件完全覆盖并固结；所述背板与支撑肋柱通过螺栓连接固定并采用防水材料将螺栓孔填塞覆盖，所述吸声板与背板之间通过连接销并涂覆粘接剂固定。
[0008]所述吸声板表面有截面大小相同且连续横向设置的W形尖劈，吸声板背面有间隔竖直方向设置的垫条。
[0009]所述背板与吸声板之间有垫条支撑形成的吸声空腔。
[0010]所述背板有横向肋条，背板下端有延伸段延伸出支撑肋柱底端并将铁路基础的桥梁翼缘板部位遮盖。
[0011]所述垫条与背板两横向肋条之间的凹槽匹配固定。
[0012]所述吸声板最低端与现浇混凝土基础上平面之间有大于2厘米的第一泄水缝。
[0013]所述支撑肋柱与吸声板和背板构成的声屏障为弧面，弧面的凹面方向面向铁路行车面，弧面半径为12±0.5米。
[0014]所述背板与支撑肋柱的螺栓连接孔在背板与支撑肋柱贴合面外侧为倒锥形。
[0015]所述吸声板是具有无序连通的三维网状孔结构的微孔陶瓷复合板，微孔孔径为0.5至100微米。
[0016]所述间隔设置的垫条之间是圆弧形或梯形凹槽，凹槽底部与背板横向肋条之间有大于2厘米的第二泄水缝。
[0017]本发明背板和支撑肋柱采用高强度活性粉末混凝土材料制成。支撑肋柱、吸声板和背板均预制后在工厂组合，现场安装，方便施工，提高了效率；吸声板和背板采用可分拆组合的结构，降低了安装施工难度，方便材料运输，易于更换。相对于原有设计的各型非金属声屏障，其强度、刚度、耐久性更好，更利于声屏障受力结构优化。
[0018]本发明声屏障特别适用于高速铁路噪音治理。声屏障沿铁路线的两侧设置。上述支撑肋柱沿铁路轨道线延续间隔设置是将支撑肋柱与铁路路基或桥梁连接固定，根据吸声板和背板的大小尺寸将预制的支撑肋柱间隔固定在铁路路基或桥梁上，预制的吸声板和背板安装在支撑肋柱前后两面形成延续的声屏障墙，吸声板安装在铁路行车面一侧，背板安装在背面一侧。每块声屏障单元设两根或三根肋柱，支撑肋柱底部设有预埋连接件，能通过预埋筋与桥梁翼缘板预埋筋相连接，再通过现浇混凝土基础将预埋筋连接件完全覆盖固结使支撑肋柱与桥梁固结为一个整体结构。该结构实现了基础免维护，改变了传统立柱靠螺栓的连接方式，也解除了长期困扰工务检查维护之虞。
[0019]本发明采用具有无序连通的三维网状孔结构的微孔陶瓷复合板作为吸声板，微孔孔径为0.5至100微米。超微孔吸声陶瓷复合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、城市轨道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。
[0020]本发明结合声屏障的三层结构、以及吸声板的性能特点，将声屏障外形结构设计为弧面，弧面的凹面面向铁路行车面，并将弧面半径为设计为12±0.5米。弧面具有更好的吸音、反射性能，能进一步减少噪音外溢。
[0021]本发明吸声板表面为W形尖劈，W形尖劈按水平方向设置，采用无机胶类材料及锚固定位销与背板、肋柱稳固连接。吸声板安装于两肋柱之间以及背板靠噪声源一侧，同时通过结构构造形状设计，使背板与吸声板间形成连通但分隔的空腔，增强吸、隔音效果。
[0022]在吸声板与背板贴合面的垫条是与吸声板为一体的梯形结构，可以把间隔设置的垫条形成的空腔部位设计成半圆弧状或梯形。背板板面设置水平肋条，背板水平肋条与背板一体浇筑成型，肋条能在相同厚度的背板下，增加背板抗弯性能。垫条的梯形结构与背板水平肋条形成凹槽匹配，在固定连接时通过粘接能更好地贴合固定。间隔设置的垫条之间是圆弧形或梯形凹槽底部与背板横向肋条之间有大于2厘米的泄水缝，本发明采用垫条将吸声板后部空腔分隔，垫条与背板水平肋条粘接固定，通过加深垫条之间的圆弧形或梯形凹槽形成泄水缝既增强吸、隔音效果同时也很好地解决了泄水问题，提高了声屏障的耐候性能。
[0023]背板与支撑肋柱的螺栓连接孔在背板与支撑肋柱贴合面外侧为倒锥形。支撑肋柱及背板螺栓连接孔采用预先成孔，倒锥形孔在连接螺栓安装并封堵后有利于封堵材料硬化后在振动条件下不致从螺栓孔脱落，达到可靠的封堵效果，延长连接构件寿命。
[0024]吸声板的下端与声屏障现浇混凝土基础顶面有大于2cm的高差，形成泄水缝，以确保声屏障在降雨环境下能通过该缝隙排出，不致在空腔内形成积水。
[0025]背板下部伸出肋柱底端，并延伸至原设计遮板底部位置，实现了声屏障与遮板结构一体化，取消了原桥面遮板构件，因而其结构更优，施工更简化方便，美观实用，大量减少了工务维护工作量。
[0026]本发明采用三维网状孔结构且表面具有W形尖劈的微孔陶瓷复合板作为吸声板满足了吸声降噪性能要求，分隔但连通的吸声板后部空腔增强吸、隔音效果，背板水平肋条增加了整体强度，各泄水结构设计既满足了声屏障强度要求又能及时排水，是声屏障耐候性更优。本发明提供了一种抗腐蚀性能更好，耐候性能更优，维护量小，维护成本低的一体化非金属声屏障。
【附图说明】
[0027]图1是本发明声屏障安装状态结构示意图；
[0028]图2是本发明声屏障单元结构平面示意图；
[0029]图3是本发明声屏障支撑肋柱与背板侧面组装结构示意图；
[0030]图4是本发明声屏障支撑肋柱、背板和吸声板侧面组装结构示意图；
[0031]图5是本发明声屏障一种单元结构截面示意图；
[0032]图6是本发明声屏障另一种单元结构截面示意图；
[0033]图7是本发明声屏障吸声板背面结构不意图；
[0034]图8是本发明声屏障吸声板与背板结合结构局部侧面不意图；
[0035]图9是本发明声屏障吸声板一种结构俯视不意图；
[0036]图10是本发明声屏障吸声板另一种结构俯视示意图；
[0037]图11是本发明声屏障支撑肋柱与背板连接部截面示意图；
[0038]图12是本发明声屏障支撑肋柱与背板连接状态局部示意图；
[0039]图13是本发明声屏障背板一种结构横截面示意图；
[0040]图14是本发明声屏障背板另一种结构横截面不意图；
[0041]图15是本发明声屏障现浇混凝土基