阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的制作方法

本发明涉及阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统，属于环境保护领域中的振动和噪声治理技术领域。

背景技术：

近些年，我国建设了大量高铁并投入运行，为解决高铁运行产生的噪声污染，大量应用了声屏障系统。

当前，我国投入使用的高铁金属声屏障，从国外引进的技术，单元板通常为扣接式薄壳结构，单元板截面上四角的钣弯边线承受最大应力，其工艺的控制极其重要；钣弯工艺对材料易造成损伤，极大地影响单元板的疲劳寿命，由于工艺控制的不严格，产品出厂时，其内部已产生了损伤，这一技术性问题普遍存在。从国外引进的技术实际上采用提高结构刚度的方法解决抗荷载能力、降低材料内部应力及应力幅进而提高抗疲劳寿命，没有从本质上对脉动荷载进行削减。

因此，提供一种有效削弱脉动荷载，降低脉动力传递到声屏障承力框架和钢立柱的尖峰荷载，提升结构安全和抗疲劳寿命的金属声屏障的阻尼系统就成为该技术领域急需解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种有效削弱脉动荷载，降低脉动力传递到声屏障承力框架和钢立柱的尖峰荷载，提升结构安全和抗疲劳寿命的铁路金属声屏障的阻尼系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统，其特征在于：包括位于金属声屏障单元板的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构，位于金属声屏障单元板间的阻尼结构，位于金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构，位于金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构。

优选地，所述位于金属声屏障单元板的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构主要由冲孔面板、背板、弹性阻尼材料、主梁型材组成，所述弹性阻尼材料位于所述冲孔面板和主梁型材或者所述背板和主梁型材之间；所述位于金属声屏障单元层间的阻尼结构主要由镶嵌在主梁型材安装槽的弹性阻尼材料组成；所述位于金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构主要由安装在解耦阻尼条上罩的弹性阻尼材料组成；所述位于金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构主要由镶嵌在封头型材上的弹性阻尼材料组成。

优选地，所述弹性阻尼材料为三元乙丙发泡橡胶条。

优选地，所述位于金属声屏障单元板的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构具体如下：主梁型材，冲孔面板，背板，加强筋型材，龙骨型材和岩棉，两侧各设有两个减载阻尼条，一侧的两个减载阻尼条安装在冲孔面板和主梁型材之间，另一侧的两个减载阻尼条安装在背板和主梁型材之间，两个减载阻尼条之间的冲孔面板和背板处于一种悬浮状态；加强筋型材分别位于冲孔面板和背板的内侧；龙骨型材位于加强筋型材和岩棉之间。

优选地，所述金属声屏障单元层间的阻尼结构的具体结构如下：包括主梁型材，冲孔面板，背板，加强筋型材，龙骨型材，岩棉，两侧各设有一个层间阻尼条；主梁型材设有对称的两个安装槽，层间阻尼条镶嵌在主梁型材的安装槽中，加强筋型材分别位于冲孔面板和背板的内侧；龙骨型材位于加强筋型材和岩棉之间。

优选地，所述金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构的具体结构如下：包括主梁型材，冲孔面板，背板，加强筋型材，龙骨型材，岩棉，下端设有五个解耦阻尼条，解耦阻尼条位于解耦阻尼条上罩和保护盖型材之间，解耦阻尼条上罩和保护盖型材扣接，解耦阻尼条上罩与主梁型材相连接；加强筋型材分别位于冲孔面板和背板的内侧；龙骨型材位于加强筋型材和岩棉之间。

优选地，所述金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构的具体结构如下：包括冲孔面板，背板，加强筋型材，龙骨型材，岩棉，封头型材，H型钢和安装阻尼条；在金属声屏障单元两端双侧设有封头型材，该封头型材上设有安装槽，该安装槽上镶嵌安装阻尼条，安装阻尼条位于封头型材与H型钢之间，形成阻尼结构；冲孔面板与加强筋型材焊接连接，背板与加强筋型材焊接连接，封头型材与龙骨型材扣接。

优选地，所述的冲孔面板和背板为铝合金板材。

优选地，所述主梁型材、加强筋型材、龙骨型材、封头型材、保护盖型材或解耦阻尼条上罩均为铝合金型材。

优选地，所述减载阻尼条、层间阻尼条、解耦阻尼条和安装阻尼条均为三元乙丙发泡橡胶条。

本发明的优点在于：

本发明的金属声屏障的阻尼系统，是一种有效削弱脉动荷载传递的系统，应用阻尼缓冲技术，降低了脉动力传递到声屏障承力框架和钢立柱的尖峰荷载，提升了结构安全和抗疲劳寿命。

下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

附图说明

图1是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的阻尼分布结构示意图。

图2是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构示意图。

图3是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障单元层间的阻尼结构示意图。

图4是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构示意图。

图5是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构示意图。

主要附图标记说明：

①冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构

②金属声屏障单元层间的阻尼结构

③金属声屏障组合单元板与承载面之间的阻尼结构

④金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构

1铝合金主梁型材 2冲孔面板

3背板 4加强筋型材

5龙骨型材 6岩棉

7封头型材 8H型钢

9减载阻尼条 10层间阻尼条

11解耦阻尼条 12安装阻尼条

13解耦阻尼条上罩

具体实施方式

实施例1

如图1所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的阻尼分布结构示意图，其中，①为冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构；②为声屏障单元层间的阻尼结构；③为声屏障组合与保护盖型材之间的阻尼结构；④为声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构。

本发明的阻尼式铁路金属声屏障阻尼系统，主要包括：位于金属声屏障顶端的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构①；设置在金属声屏障单元层间的阻尼结构②，在本实施例1中，阻尼结构②的数量为3个；设置在金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构③；设置在金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构④。

如图2所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构示意图；其中，①为冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构，1为铝合金主梁型材，2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，9为减载阻尼条。

本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构①，是主要功能结构，包括：铝合金主梁型材1，冲孔面板2，背板3，双侧的加强筋型材4，龙骨型材5，岩棉6，两侧各设有两个减载阻尼条9。一侧的两个减载阻尼条9安装在冲孔面板2和铝合金主梁型材1之间，另一侧的两个减载阻尼条9安装在背板3和铝合金主梁型材1之间，两个减载阻尼条9之间的冲孔面板2和背板3处于一种悬浮状态；加强筋型材4分别位于冲孔面板2和背板3的内侧；龙骨型材5位于加强筋型材4和岩棉6之间；脉动荷载施加到冲孔面板2和背板3上，传递给与之接触的减载阻尼条9，减载阻尼条9发生变形，其过程吸收和消耗能量，再传递给铝合金主梁型材1，这样主承载结构所承受的荷载得到削弱，结构抗疲劳寿命进一步加强。冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4和龙骨型材5均为铝合金型材；减载阻尼条9为三元乙丙发泡橡胶条。

如图3所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障单元层间的阻尼结构示意图；其中，②为金属声屏障单元层间的阻尼结构，本实施例1中，共设置有3个金属声屏障单元层间的阻尼结构②；其中：1为铝合金主梁型材，2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，10为层间阻尼条。

在相互纵向叠合的声屏障单元层间安装有3个金属声屏障单元层间的阻尼结构②，该层间阻尼结构②的结构如下：包括铝合金主梁型材1，冲孔面板2，背板3，加强筋型材4，龙骨型材5，岩棉6，两侧各设有一个层间阻尼条10；铝合金主梁型材1设有对称的两个安装槽，层间阻尼条10镶嵌在铝合金主梁型材1的安装槽中，加强筋型材4分别位于冲孔面板2和背板3的内侧；龙骨型材5位于加强筋型材4和岩棉6之间；冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4和龙骨型材5均为铝合金型材；层间阻尼条10为三元乙丙发泡橡胶条；层间阻尼结构②可降低振动在各声屏障单元板之间的传递和相互擦碰，减低附加噪声，同时提高岩棉吸声材料的抗坍塌寿命。

如图4所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构示意图；其中：1为铝合金主梁型材，2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，11为解耦阻尼条，13为解耦阻尼条上罩。

本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构③位于金属声屏障组合单元板的下部，其结构如下：包括铝合金主梁型材1，冲孔面板2，背板3，加强筋型材4，龙骨型材5，岩棉6，下端设有五个解耦阻尼条11，解耦阻尼条11位于铝合金型材构成的解耦阻尼条上罩13和保护盖型材之间，解耦阻尼条上罩13和保护盖型材扣接，解耦阻尼条上罩13与铝合金主梁型材1一体化连接；加强筋型材4分别位于冲孔面板2和背板3的内侧；龙骨型材5位于加强筋型材4和岩棉6之间；冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4、龙骨型材5、解耦阻尼条上罩13和保护盖型材均为铝合金型材；解耦阻尼条11为三元乙丙发泡橡胶条。

解耦阻尼条上罩13为组合式结构，与铝合金主梁型材1一体化连接；解耦阻尼条上罩13为倒山字形结构，一个横杆和三个竖臂，三个竖臂各设有一个开口向下的承插槽，其中，组合上罩型材两侧的承插槽的外侧突出的小臂设有供与保护盖型材扣接的扣件。保护盖型材为W型结构，设有五个凹槽，中间的三个凹槽与独立上罩型材或组合上罩型材的三个开口向下的承插槽相对应，在中间三个凹槽的外沿设有向上突起的扣件，两端的两个凹槽与主梁型材开口向下的承插槽相对应。铝合金主梁型材1的两端内侧各设有一个开口向下的承插槽。

使用时，金属声屏障组合单元板与承载面之间的阻尼结构③处于金属声屏障组合单元板的下部，形成良好的隔振作用，即解除弱化振动的耦合传递。

保护盖型材与承载面接触；建议安装前找平承载面并清理干净，然后对应位置施用建筑密闭胶，如玻璃胶等，将保护盖型材4型材与承载面固定。

如图5所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构示意图；金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构④位于金属声屏障单元的两端；其结构为：2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，7为封头型材，8为H型钢，12为安装阻尼条；在金属声屏障单元两端双侧设有封头型材7，该封头型材7上设有安装槽，该安装槽上镶嵌安装阻尼条12，安装阻尼条12位于封头型材7与H型钢8之间，形成阻尼结构；冲孔面板2与加强筋型材4焊接连接，背板3与加强筋型材4焊接连接，封头型材7与龙骨型材扣接；冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4、龙骨型材5、封头型材7均为铝合金型材；安装阻尼条12为三元乙丙发泡橡胶条；金属声屏障单元板承受的荷载在传递给H型钢8立柱时得到衰减，对脉动荷载特别有效，从而进一步提高H型钢8立柱的安全性。

实施例2

如图1所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的阻尼分布结构示意图，其中，①为冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构；②为声屏障单元层间的阻尼结构；③为声屏障组合与保护盖型材之间的阻尼结构；④为声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构。

本发明的阻尼式铁路金属声屏障阻尼系统，主要包括：位于金属声屏障顶端的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构①；设置在金属声屏障单元层间的阻尼结构②，在本实施例1中，阻尼结构②的数量为3个；设置在金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构③；设置在金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构④。

如图2所示，是本发阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构示意图；其中，①为冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构，1为铝合金主梁型材，2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，9为减载阻尼条。

本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的冲孔面板、背板和主梁型材之间的阻尼结构①，是主要功能结构，包括：铝合金主梁型材1，冲孔面板2，背板3，双侧的加强筋型材4，龙骨型材5，岩棉6，两侧各设有两个减载阻尼条9。一侧的两个减载阻尼条9安装在冲孔面板2和铝合金主梁型材1之间，另一侧的两个减载阻尼条9安装在背板3和铝合金主梁型材1之间，两个减载阻尼条9之间的冲孔面板2和背板3处于一种悬浮状态；加强筋型材4分别位于冲孔面板2和背板3的内侧；龙骨型材5位于加强筋型材4和岩棉6之间；脉动荷载施加到冲孔面板2和背板3上，传递给与之接触的减载阻尼条9，减载阻尼条9发生变形，其过程吸收和消耗能量，再传递给铝合金主梁型材1，这样主承载结构所承受的荷载得到削弱，结构抗疲劳寿命进一步加强。冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4和龙骨型材5均为铝合金型材；减载阻尼条9为三元乙丙发泡橡胶条。

如图3所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障单元层间的阻尼结构示意图；其中，②为金属声屏障单元层间的阻尼结构，本实施例1中，共设置有3个金属声屏障单元层间的阻尼结构②；其中：1为铝合金主梁型材，2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，10为层间阻尼条。

在相互纵向叠合的声屏障单元层间安装有3个金属声屏障单元层间的阻尼结构②，该层间阻尼结构②的结构如下：包括铝合金主梁型材1，冲孔面板2，背板3，加强筋型材4，龙骨型材5，岩棉6，两侧各设有一个层间阻尼条10；铝合金主梁型材1设有对称的两个安装槽，层间阻尼条10镶嵌在铝合金主梁型材1的安装槽中，加强筋型材4分别位于冲孔面板2和背板3的内侧；龙骨型材5位于加强筋型材4和岩棉6之间；冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4和龙骨型材5均为铝合金型材；层间阻尼条10为三元乙丙发泡橡胶条；层间阻尼结构②可降低振动在各声屏障单元板之间的传递和相互擦碰，减低附加噪声，同时提高岩棉吸声材料的抗坍塌寿命。

如图4所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构示意图；其中：1为铝合金主梁型材，2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，11为解耦阻尼条，13为解耦阻尼条上罩。

本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障组合单元板与保护盖型材之间的阻尼结构③位于金属声屏障组合单元板的下部，其结构如下：包括铝合金主梁型材1，冲孔面板2，背板3，加强筋型材4，龙骨型材5，岩棉6，下端设有五个解耦阻尼条11，解耦阻尼条11位于铝合金型材构成的解耦阻尼条上罩13和保护盖型材之间，解耦阻尼条上罩13和保护盖型材扣接，解耦阻尼条上罩13与铝合金主梁型材1一体化连接；加强筋型材4分别位于冲孔面板2和背板3的内侧；龙骨型材5位于加强筋型材4和岩棉6之间；冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4、龙骨型材5、解耦阻尼条上罩13和保护盖型材均为铝合金型材；解耦阻尼条11为三元乙丙发泡橡胶条。

解耦阻尼条上罩13为独立式结构，解耦阻尼条上罩13与铝合金主梁型材之间通过铆钉连接或者焊接连接；解耦阻尼条上罩13为倒山字形结构，一个横杆和三个竖臂，三个竖臂各设有一个开口向下的承插槽，其中，组合上罩型材两侧的承插槽的外侧突出的小臂设有供与保护盖型材扣接的扣件。保护盖型材为W型结构，设有五个凹槽，中间的三个凹槽与独立上罩型材或组合上罩型材的三个开口向下的承插槽相对应，在中间三个凹槽的外沿设有向上突起的扣件，两端的两个凹槽与主梁型材开口向下的承插槽相对应。铝合金主梁型材1的两端内侧各设有一个开口向下的承插槽。

使用时，金属声屏障组合单元板与承载面之间的阻尼结构③处于金属声屏障组合单元板的下部，形成良好的隔振作用，即解除弱化振动的耦合传递。

保护盖型材与承载面接触；建议安装前找平承载面并清理干净，然后对应位置施用建筑密闭胶，如玻璃胶等，将保护盖型材4型材与承载面固定。

如图5所示，是本发明阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统的金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构示意图；金属声屏障单元两端双侧与安装用H型钢之间的阻尼结构④位于金属声屏障单元的两端；其结构为：2为冲孔面板，3为背板，4为加强筋型材，5为龙骨型材，6为岩棉，7为封头型材，8为H型钢，12为安装阻尼条；在金属声屏障单元两端双侧设有封头型材7，该封头型材7上设有安装槽，该安装槽上镶嵌安装阻尼条12，安装阻尼条12位于封头型材7与H型钢8之间，形成阻尼结构；冲孔面板2与加强筋型材4焊接连接，背板3与加强筋型材4焊接连接，封头型材7与龙骨型材扣接；冲孔面板2和背板3为铝合金板材，加强筋型材4、龙骨型材5、封头型材7均为铝合金型材；安装阻尼条12为三元乙丙发泡橡胶条；金属声屏障单元板承受的荷载在传递给H型钢8立柱时得到衰减，对脉动荷载特别有效，从而进一步提高H型钢8立柱的安全性。

本发明的阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统，其原理是利用弹性材料的阻尼特性耗散能量，该金属声屏障单元板为板－框结构，在面板、背板和框架(主梁型材)之间安装有弹性阻尼材料，在两块板上下搭接侧和板体两端双侧均设置有弹性阻尼材料，实现多重阻尼作用，从而显著降低列车高速通过时产生的脉动力对刚立柱的尖峰荷载。

本发明的阻尼式铁路金属声屏障的阻尼系统中所用的弹性阻尼材料使用但不限于耐候性优良的三元乙丙发泡橡胶条。