装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的制作方法与流程

本发明属于铁路声屏障单元板设计技术领域，特别涉及一种装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的制作方法。

背景技术

声屏障位于噪声源和接受噪声源影响区域之间，可有效吸收噪音，从而使接受者所在区域的噪音值降低到规范要求以下。

声屏障分为金属声屏障和非金属声屏障，金属声屏障的优点是便于安装、可规模化施工等，但存在造价高、养护要求高等缺点，而非金属声屏障主要以混凝土声屏障为主，具有造价低、耐腐蚀、无污染等优点。非金属声屏障又分为整体式和装配式两种，装配式声屏障具有自重较轻、运输方便、装拆简单、易于更换等优点。

铁路声屏障的主要目的是降噪，但在火车循环气动荷载作用下，普通混凝土声屏障单元板容易出现大量裂缝，甚至危及列车的行车安全，尤其是高铁沿线的声屏障单元板，从而降低了混凝土声屏障的使用寿命。活性粉末混凝土与普通混凝土相比，具有高韧性、超高强度、良好的体积稳定性、高温适应性、高耐久性等特点，同时辅以成熟的预应力技术，能够有效增强声屏障单元板的抗裂性、耐久性和使用寿命。因此，采用预应力活性粉末混凝土改善普通混凝土声屏障单元板存在的问题尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是克服普通混凝土声屏障单元板抗裂性能不足、抗疲劳性差、运输比较困难等问题，提供一种装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的制作方法。

具体步骤为：

（1）在铁路沿线间隔设置立柱，立柱为h型钢，并将立柱按设计要求间隔固定在钢筋混凝土底梁上，每相邻两根立柱之间安装声屏障单元板，声屏障单元板包括面板、背板、吸音岩棉、槽钢和工字钢。

（2）声屏障单元板的面板在预制场进行预制：首先，在钢模两端钢板上开比面板中高强钢筋直径稍大的孔洞，孔洞数量与面板中高强钢筋数相同，高强钢筋两端开螺纹，用于与螺帽咬合；其次在钢模底板上平铺带有凸齿的橡胶，进行模板组装，并将钢模内侧及凸齿上涂抹脱模剂；然后将高强钢筋放入到钢模内，高强钢筋通过钢模两端钢板上的孔洞，部分螺纹外露在钢模外，通过测力矩扳手将螺帽拧紧到计算张拉控制应力值，从而实现高强钢筋的张拉，张拉采用一端张拉或两端张拉；最后将搅拌均匀的钢纤维活性粉末混凝土浇筑在钢模内并振捣密实，抹平表面后进行养护，养护完成后进行放张，切断多余的外露高强钢筋，钢模能够重复利用。

（3）声屏障单元板的背板在预制场进行预制：首先，在钢模两端钢板上开比背板中高强钢筋直径稍大的孔洞，孔洞数量与背板中高强钢筋数相同，高强钢筋两端开螺纹，用于与螺帽咬合；其次，进行钢模组装，将钢模内侧涂抹脱模剂；然后，将高强钢筋放入到钢模内，高强钢筋通过钢模两端钢板上的孔洞，部分螺纹外露在钢模外，通过测力矩扳手将螺帽拧紧到计算张拉控制应力值，从而实现高强钢筋的张拉，张拉采用一端张拉或两端张拉；最后将搅拌均匀的钢纤维活性粉末混凝土浇筑在钢模内并振捣密实，抹平表面，养护完成后进行放张，切断多余的外露高强钢筋，钢模能够重复利用。

（4）槽钢和工字钢的加工：将槽钢和工字钢的两端和中间部位各焊接一块垂直于翼缘的小钢板作为限位板，限位板两侧留出面板和背板的厚度，形成6个槽口，以便面板和背板通过，并产生限位作用。

（5）装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的组装：将预制好的面板、背板、吸音岩棉、槽钢和工字钢运输到施工现场进行拼装；首先将靠近钢筋混凝土底梁的槽钢通过螺栓固定于相邻两根立柱之间，其中立柱由规格更大的h型钢做成，槽钢和工字钢与立柱互相垂直，在垂直且相交的节点处槽钢或工字钢的翼缘与立柱翼缘贴合面采用螺栓连接固定；然后将背板插入槽钢外侧的槽口中，再将面板插入到槽钢内侧的槽口中；最后，将吸音岩棉填充到背板和面板之间的中空结构中。用工字钢一侧的槽口对已经固定好的面板和背板再次进行固定，并将工字钢和立柱用螺栓进行连接固定，依次进行上述步骤重复拼装，直到最顶层时用槽钢的槽口对面板和背板进行最后固定，并与立柱通过螺栓连接固定，同时也达到封顶的目的，即实现装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的制作。

本发明的优点：

装配式施工能够使施工简单化。面板和背板独立施工，使单个构件自重小、便于运输、装卸简单。面板和背板由掺有钢纤维的活性粉末混凝土浇筑而成，具有抗折性好及强度高等特点，改善了单元板的抗裂性能，提高了耐久性和使用寿命，同时可以充分利用高强钢筋的抗拉性能，并循环使用模具等。施加预应力，可有效控制混凝土裂缝的发展，同时也进一步提高了面板和背板的抗裂度。活性粉末混凝土自身的高抗折性及预应力的施加，使得单元板在保证强度和不失稳的前提下，最大化地减小单元板截面厚度，减轻构件自重。

附图说明

图1为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的面板正视示意图。

图2为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的背板正视示意图。

图3为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的侧视示意图。

图4为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板拼装后的正视示意图。

图5为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板拼装后的侧视示意图。

图6为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的预应力张拉螺母组合示意图。

图7为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的槽钢限位板焊接俯视图。

图8为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的工字钢与立柱连接固定正面示意图。

图9为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的槽钢与立柱连接固定正面示意图。

图10为本发明实施例中装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的槽钢或工字钢与立柱连接固定俯视示意图。

图中标记：1-面板；2-背板；3-立柱；4-槽钢；5-工字钢；6-钢筋混凝土底梁；7-吸音岩棉；8-限位板；9-螺栓；10-高强钢筋；11-钢板；12-螺帽。

具体实施方式

实施例：

下面通过具体实例对本发明的具体操作进行描述，本实例的操作仅用于对本发明的进一步说明，但不是对本发明保护范围的限制，而对本领域技术人员作出非本质改变的内容也属于本发明的保护范围。

结合图1至图10。

如图所示，声屏障包括铁路沿线设置的立柱，立柱固定在钢筋混凝土底梁上。

声屏障单元板面板和背板由掺有一定量钢纤维的活性粉末混凝土在钢模中浇筑而成，活性粉末混凝土浇筑前首先在钢模中均匀涂抹一层脱模剂，然后将两端带有螺纹的高强钢丝分别穿过面板和背板刚模两端预留的11个和8个孔洞，两端部分螺纹分别外露在钢模外侧，然后通过测力矩扳手将螺帽拧紧到计算张拉控制应力值，从而实现高强钢丝的张拉。张拉可采用一端张拉也可采用两端张拉。高强钢丝张拉完后进行混凝土浇筑并振捣密实，最后将表面抹平，养护完成后，进行放张，切断多余的钢丝，模具可重复利用，工字钢和槽钢按照所需规格型号外购。

面板1养护完成后，将面板1的一侧粘贴等面积的黑毡布，以防止雨水或异物沿孔洞进入单元板内。将最上端槽钢4和以下工字钢5的两端和中间部位各焊接一块垂直于翼缘的小钢板作为限位板8，限位板8两侧留出面板1和背板2的厚度，形成6个槽口，以便面板1和背板2通过，并产生限位作用。

将预制好的声屏障单元板面板1（已经粘贴黑毡布）和背板2及吸音岩棉7、槽钢4、工字钢5运输到施工现场进行拼装。首先将靠近钢筋混凝土底梁的槽钢4通过螺栓9固定于立柱3之间，其中立柱3由规格更大的h型钢做成，槽钢4和工字钢5与立柱3互相垂直，在垂直且相交的节点处槽钢4或工字钢5的翼缘与立柱3翼缘贴合面采用螺栓9连接固定；然后将背板2插入槽钢4外侧的槽口中，再将面板1插入到槽钢4内侧的槽口中；最后，将吸音岩棉7填充到背板2和面板1之间的中空结构中。用工字钢5一侧的槽口对已经固定好的面板1和背板2再次进行固定，并将工字钢5和立柱3用螺栓9进行连接固定，依次进行上述步骤重复拼装，直到最顶层时用槽钢4的槽口对面板1和背板2进行最后拼装，并与立柱3通过螺栓9连接固定，同时也达到封顶的目的，即实现装配式预应力活性粉末混凝土声屏障单元板的制作。

本实施例所述的面板和背板是由活性粉末混凝土浇筑而成，具有较高的抗折强度，因此在保证强度的前提下，与普通混凝土声屏障单元板相比，可以减小截面厚度，减轻自重。由于对面板和底板施加了预应力，所以单元板的刚度、强度、抗裂性能及耐久性进一步得到改善，在不失稳的前提下，截面厚度可再次减小，使单元板自重最轻。采用拼装式安装，可以最大限度地简化施工，为规模化生产及运输带来很大便利。