框板扣合式铁路金属声屏障的制作方法

本发明涉及一种框板扣合式铁路金属声屏障，是一种由金属声屏障单元板面板、背板、型材框架、橡胶件组成的框板扣合式铁路金属声屏障，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，采用折板扣合结构金属单元板，安装时仅使用薄壁橡胶管隔离振动，而薄壁橡胶管压缩永久性变形大，很快就会失去功效，使金属板体直接承受脉动荷载，易引发结构疲劳损伤；内部用压力纤维水泥板支撑吸声棉作为吸声系统，在使用过程中，水泥板出现开裂、岩棉塌落，导致声屏障失去吸声功能，且声屏障重量较重。

2018年2月23日公开的名称为“阻尼式铁路金属声屏障系统”、专利号为“cn201621447802.8”的中国实用新型专利公开了一种阻尼式铁路金属声屏障系统，主要包括阻尼型金属声屏障单元板壳体、单元板吸声组件、安装用阻尼器件和声屏障偏置钢立柱；阻尼型金属声屏障单元板安装在声屏障偏置钢立柱上。该阻尼式铁路金属声屏障系统解耦器的解耦阻尼条上罩与铝合金主梁型材一体化或是独立式结构连接，保护盖型材与解耦阻尼条上罩扣接，未与铝合金主梁型材扣接；另外，未设置板柱间胶条保护盖。

本专利提供了一种框板扣合式结构的、能有效削弱脉动荷载、安装方便、提高声屏障结构安全及抗疲劳寿命的铁路金属声屏障。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对现有高铁声屏障存在的弊端，开发一种改进结构的铁路金属声屏障，适用于高速铁路、城际铁路、客运专线、轨道交通等领域，能有效削弱脉动荷载、安装方便、提高声屏障结构安全及抗疲劳寿命，解耦器、板柱间胶条固定牢固、有效防止板柱间胶条从承插槽中脱落。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

框板扣合式铁路金属声屏障，其特征在于：框板扣合式铁路金属声屏障单元板主要包括金属声屏障单元板面板、背板、型材框架、吸声组件和橡胶件等；所述型材框架与面板/背板采用无铆钉扣合方式连接组成单元板主体结构，所述型材框架由主梁型材、龙骨型材等组成，为单元板受力框架，用以承插吸声组件、面板、背板、封头型材、顶部单元板顶盖型材、底部单元板解耦器型材等；所述橡胶件包括：安装于面板和主梁型材之间，以及背板和主梁型材之间的框板间胶条，安装于主梁型材承插槽的层间胶条，安装于顶部单元板、标准单元板、底部单元板封头型材的板柱间胶条，安装于底部单元板解耦型材的解耦胶条；所述单元板吸声组件设置在所述金属声屏障单元板龙骨型材卡槽内，包括岩棉、岩棉加筋型材和保护面层，岩棉设有沟槽，岩棉加筋型材安装时插入岩棉沟槽；所述框板扣合式铁路金属声屏障包括顶部单元板、标准单元板和底部单元板；所述顶部单元板、标准单元板和底部单元板自上而下依次安装在声屏障钢立柱上。

优选地，所述标准单元板包括面板、背板、标准主梁型材、龙骨型材、封头型材、胶条盖、岩棉、岩棉加筋型材、保护面层、框板间胶条、层间胶条和板柱间胶条；标准单元板的上方和下方各设一个标准主梁型材，面板和背板与标准主梁型材扣合式连接；框板间胶条位于面板和标准主梁型材之间以及背板和标准主梁型材之间，上下两个标准主梁型材的两端各设两个框板间胶条；封头型材与龙骨型材和主梁型材扣合式连接；板柱间胶条安装于封头型材的承插槽，胶条盖与封头型材扣合式连接，胶条盖外侧设有毛条，用于标准单元板插入钢立柱后与钢立柱柔性接触。

优选地，所述标准主梁型材两端各设一个承插槽；层间胶条位于顶部单元板与标准单元板之间、标准单元板之间、标准单元板与底部单元板之间，层间胶条安装于标准主梁型材的承插槽内；岩棉位于两个龙骨型材的卡槽之间，岩棉插入岩棉加筋型材，包裹保护面层，保护面层包括无纺布或无碱憎水玻璃纤维布和冲孔或拉制金属网，岩棉先包裹无碱憎水玻璃纤维布或无纺布，然后，岩棉靠近面板侧，包裹冲孔或拉制金属网。

优选地，所述岩棉包裹保护面层。

优选地，所述保护面层包括无碱憎水玻璃纤维布或无纺布和拉制金属网或铝冲孔网。

优选地，所述面板设有冲孔，所述冲孔为矩形圆角孔或圆孔。

优选地，所述框板间胶条、板柱间胶条为三元乙丙发泡橡胶。

优选地，所述顶部单元板的顶部包括一个顶部主梁型材和顶盖型材；顶部主梁型材与顶盖型材扣合式连接；面板、背板与顶部主梁型材扣合式连接，龙骨型材与顶部主梁型材铆接。

所述底部单元板的底部结构包括标准主梁型材、解耦器座、解耦器盖和解耦胶条，其中，解耦器座、解耦器盖和解耦胶条组成解耦器；标准主梁型材和解耦器座之间固接；所述底部单元板的标准主梁型材设有一个横杆和两个竖臂，两个竖臂各设有一个开口向下的承插槽，解耦器座设有一个横杆和两个竖臂，两个竖臂各设有一个开口向下的承插槽；解耦胶条位于标准主梁型材的两个承插槽和解耦器座的两个承插槽内；所述解耦器盖为w型结构，设有两个凹槽，标准主梁型材的两个承插槽与两个解耦器盖的外侧的凹槽扣合式连接，解耦器座的两个承插槽与两个解耦器盖的内侧的凹槽扣合式连接。

优选地，所述板柱间胶条、解耦胶条为三元乙丙橡胶。

优选地，所述主梁型材、龙骨型材、封头型材、顶盖型材和解耦型材为铝合金型材，所述面板和背板为铝合金板材。

本发明的优点在于：

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障，采用改进的框板扣合结构，不同于目前应用的折板扣合式结构；应用阻尼缓冲技术，消减列车脉动力尖峰荷载，提升了结构安全和抗疲劳寿命。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障，型材框架与面板/背板采用无铆钉扣合方式连接组成单元板主体结构。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障，将单元板吸声组件的岩棉分隔成多个单元，提高岩棉整体刚度，无需压力纤维水泥板支撑，减轻声屏障板体重量。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障，面板开孔采用矩形圆角孔或圆孔，较目前应用的声屏障面板，开孔面积增大，吸声性能提高。

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是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的侧视剖面结构示意图。

图2是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的标准单元板的侧视剖面结构示意图。

图3是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的顶部单元板的侧视剖面结构示意图。

图4是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的底部单元板的侧视剖面结构示意图。

图5是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的标准单元板的俯视剖面结构示意图。

图6是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的解耦器的局部放大图。

主要附图标记说明：

①标准单元板②顶部单元板

③底部单元板④声屏障钢立柱

1面板2背板

3顶部主梁型材4标准主梁型材

5顶盖型材6龙骨型材(纵向)

7岩棉8岩棉加筋型材

9保护面层10框板间胶条

11层间胶条12解耦器座

13解耦器盖14解耦胶条

15封头型材16板柱间胶条

17胶条盖18龙骨型材(横向)

19承插槽

具体实施方式

实施例1

如图1所示，是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的侧视剖面结构示意图，其中，①为标准单元板，②为顶部单元板，③为底部单元板，④为声屏障钢立柱；本发明的框板扣合式铁路金属声屏障包括声屏障钢立柱④、底部单元板③、标准单元板①和顶部单元板②；所述底部单元板③、标准单元板①和顶部单元板②依次装入声屏障钢立柱④；所述底部单元板③位于声屏障钢立柱④的底部，中间为三个上下排列的标准单元板①，顶部单元板②位于声屏障钢立柱④的顶部。

如图2所示，是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的标准单元板的侧视剖面结构示意图；其中，1为面板，2为背板，4为标准主梁型材，6为龙骨型材(纵向)，7为岩棉，8为岩棉加筋型材，9为保护面层，10为框板间胶条，11为层间胶条；本发明框板扣合式铁路金属声屏障的标准单元板①的上方和下方各设一个标准主梁型材4(上方一个主梁型材，下方一个主梁型材)，面板1和背板2与标准主梁型材4采用无铆钉扣合式连接；框板间胶条10位于面板1和标准主梁型材4之间以及背板2和标准主梁型材4之间，上下两个标准主梁型材4的两端各设两个框板间胶条10；列车脉动荷载施加到面板1和背板2上，传递给与之接触的框板间胶条10，框板间胶条10发生变形，其过程吸收和消耗能量，再传递给标准主梁型材4，这样主承载结构所承受的荷载得到削弱；面板1和背板2为铝合金板材，框板间胶条10为三元乙丙发泡橡胶；标准主梁型材4两端各设一个承插槽19；层间胶条11位于顶部单元板②与标准单元板①之间、标准单元板①之间、标准单元板①与底部单元板③之间，安装于标准主梁型材4的承插槽19内；层间胶条11为三元乙丙橡胶；层间胶条11可降低振动在各声屏障单元板之间的传递和相互擦碰，降低附加噪声；岩棉7位于两个龙骨型材6(纵向)的卡槽之间，岩棉7按设计切割并设置沟槽，岩棉加筋型材8插入岩棉7的沟槽内；岩棉7包裹保护面层9，保护面层9包括无纺布和冲孔金属网，岩棉7先包裹无纺布，然后，岩棉7靠近面板侧包裹冲孔金属网；面板1设有冲孔，冲孔为矩形圆角孔或圆孔。

如图3所示，是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的顶部单元板的侧视剖面结构示意图；其中，3为顶部主梁型材，5为顶盖型材；本发明框板扣合式铁路金属声屏障的顶部单元板的顶部包括一个顶部主梁型材3和顶盖型材5；顶部主梁型材3与顶盖型材5扣合式连接，其余同标准单元板①。

如图4所示，是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的底部单元板的侧视剖面结构示意图；其中，4为标准主梁型材，12为解耦器座，13为解耦器盖，14为解耦胶条；本发明框板扣合式铁路金属声屏障的底部单元板的底部结构包括标准主梁型材4、解耦器座12、解耦器盖13和解耦胶条14，其中，解耦器座12、解耦器盖13和解耦胶条14组成解耦器；标准主梁型材4和解耦器座12之间固接；标准主梁型材4设有一个横杆和两个竖臂，两个竖臂各设有一个开口向下的承插槽；如图6所示，是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的解耦器的局部放大图；解耦器座12设有一个横杆和两个竖臂，两个竖臂各设有一个开口向下的承插槽；解耦胶条14位于标准主梁型材4的两个承插槽和解耦器座12的两个承插槽内，解耦器盖13为w型结构，设有两个凹槽，标准主梁型材4的两个承插槽与两个解耦器盖13的外侧的凹槽扣合式连接，解耦器座12的两个承插槽与两个解耦器盖13的内侧的凹槽扣合式连接；解耦胶条14为三元乙丙橡胶；底部单元板③其余结构同标准单元板①。

如图5所示，是本发明框板扣合式铁路金属声屏障的标准单元板的俯视剖面结构示意图；其中15为封头型材，16为板柱间胶条，17为胶条盖，18为龙骨型材(横向)；龙骨型材(横向)18与标准主梁型材4铆接，同时用于承插岩棉7；封头型材15与标准主梁型材4和龙骨型材(横向)18扣合式连接，单元板(顶部单元板、标准单元板、底部单元板都有)两端双侧各设一个封头型材15；板柱间胶条16安装于封头型材15的承插槽，胶条盖17与封头型材15扣合式连接，用于固定板柱间胶条16，胶条盖17外侧通长设毛条，使单元板与钢立柱之间柔性接触；封头型材15、胶条盖17、龙骨型材(横向)18为铝合金型材，板柱间胶条16为三元乙丙发泡橡胶。

实施例2

其它与实施例1相同，区别之处在于：保护面层9包括无碱憎水玻璃纤维布和拉制金属网，岩棉7先包裹无碱憎水玻璃纤维布，然后，岩棉7靠近面板侧包裹拉制金属网，金属网孔为菱形孔，对角线2mm×4mm。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障的型材框架与面板、背板采用无铆钉扣合方式连接。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障将面板弯曲处置于两根胶条之间，即面板和背板与主梁型材双侧阻尼，减载效果更佳，且安装方便。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障中，解耦器采用型材+解耦胶条的方式，可同时保证密封及解耦作用；增加板柱间胶条，可降低列车脉动荷载传递至声屏障钢立柱。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障中，保护盖型材与铝合金主梁型材扣接(标准主梁型材4的两个承插槽与两个解耦器盖13的外侧的凹槽扣合式连接，解耦器座12的两个承插槽与两个解耦器盖13的内侧的凹槽扣合式连接)，可以有效防止解耦器从主梁型材上脱落。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障中，板柱间胶条外设有胶条盖，可防止单元板装入声屏障钢立柱时，胶条从承插槽中脱落，同时胶条盖外侧设有毛条，用于单元板插入声屏障钢立柱后与声屏障钢立柱柔性接触。

本发明的框板扣合式铁路金属声屏障可有效削弱列车脉动荷载传递到声屏障和钢立柱的荷载；提高吸声材料整体刚度，无需压力纤维水泥板支撑，减轻声屏障板体重量，提高声屏障结构安全及抗疲劳寿命。

本发明金属声屏障的标准单元板承受的列车脉动荷载通过板柱间胶条传递给声屏障钢立柱时得到衰减，减载效果明显。