装配式吸声降噪站台墙及其模具、施工工艺的制作方法

本发明涉及一种应用于铁路站房的装配式吸声降噪站台墙、其所使用的模具及其施工工艺，属于铁路站房站台墙结构技术领域。

背景技术：

目前我国的常规铁路站房中使用的站台墙大多采用现浇混凝土结构，这种结构形式的站台墙坚固、耐用，被广泛应用于各种场合。但是随着生活水平的提高，人们对生活环境的舒适度提出了更高的要求。对于传统采用现浇混凝土结构实现的站台墙而言，当铁路车辆(如火车、动车等)进入站房，特别是进站不停车时，站房内会产生很大的噪声，这对站台内的乘客造成了很大的噪音污染，影响了乘客的乘车舒适度。由此可见，在站房内设计出一种可有效削减噪音的技术方案，是目前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种装配式吸声降噪站台墙及其模具、施工工艺，该装配式吸声降噪站台墙有效改善了火车、动车等铁路车辆进站，特别是进站不停车时所引起的噪音污染问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种装配式吸声降噪站台墙，其特征在于：它包括混凝土浇筑正面层和混凝土浇筑背面层，混凝土浇筑正面层朝向铁路站台内的轨道，其中：混凝土浇筑正面层与混凝土浇筑背面层之间通过保温连接件连接固定并设有吸声降噪层；在吸声降噪层的四周边沿，混凝土浇筑正面层与混凝土浇筑背面层通过边沿连结墙体连接为一体；混凝土浇筑正面层上贯穿设有呈矩阵形式排列的多个孔洞，吸声降噪层处于孔洞的部位与孔洞相通外露；吸声降噪层采用吸声降噪材料形成，吸声降噪材料为陶粒混凝土或离心玻璃棉。

一种所述的装配式吸声降噪站台墙所使用的模具，其特征在于：模具包括底钢板，底钢板的四个侧边中相对的两个侧边通过固定连接件固定有横钢板而其余相对的两个侧边通过固定连接件固定有竖钢板，相邻的横钢板与竖钢板之间通过紧固螺栓固定，底钢板与横钢板、竖钢板共同构成浇筑槽，其中：底钢板上设有呈矩阵形式排列的多个开孔，开孔上可拆卸地安装有用于形成所述孔洞的孔洞成型块，孔洞成型块从底钢板向浇筑槽内凸出。

一种基于所述的模具实现的施工工艺，其特征在于，它包括步骤：

1)在所述模具的所述浇筑槽内涂抹油性脱模剂；

2)施工所述混凝土浇筑正面层：

在各所述孔洞成型块之间的间隙内绑扎钢筋构成正面钢筋网，将所述保温连接件的一端与正面钢筋网连接固定，然后浇筑混凝土形成所述混凝土浇筑正面层，所述混凝土浇筑正面层的浇筑高度与所述孔洞成型块的凸起高度相一致；

3)施工所述吸声降噪层：

若所述吸声降噪层采用陶粒混凝土，则在各所述横钢板和各所述竖钢板内侧支设竖钢板，在各竖钢板与所述混凝土浇筑正面层共同构成的槽体内浇筑陶粒混凝土形成所述吸声降噪层；

若所述吸声降噪层采用离心玻璃棉，则在各所述横钢板和各所述竖钢板内侧支设竖钢板，将离心玻璃棉置于各竖钢板与所述混凝土浇筑正面层共同构成的槽体内，从而形成所述吸声降噪层；

4)施工所述混凝土浇筑背面层和所述边沿连结墙体：

在所述吸声降噪层上面绑扎钢筋构成背面钢筋网以及在所述吸声降噪层四周绑扎钢筋构成边沿钢筋网，将所述保温连接件的另一端与背面钢筋网连接固定，然后浇筑混凝土同步形成所述混凝土浇筑背面层和所述边沿连结墙体；

5)所述装配式吸声降噪站台墙施工完成。

本发明的优点是：

1、本发明装配式吸声降噪站台墙通过采用陶粒混凝土或离心玻璃棉这种吸声降噪材料极大削减了火车、动车等铁路车辆进站，特别是进站不停车时所产生的噪音，吸声降噪效果好，降噪系数可达到0.5～0.7，适于在铁路站房广泛推广。

2、本发明装配式吸声降噪站台墙作为预制构件，借由专用模具可快速施工完成，施工效率高，施工成本低。

附图说明

图1是本发明装配式吸声降噪站台墙的正面示意图。

图2是图1的后视示意图。

图3是图1的a-a向剖面放大示意图。

图4是从本发明装配式吸声降噪站台墙的正面看，钢筋和保温连接件的布置示意图。

图5是从本发明装配式吸声降噪站台墙的背面看，钢筋和保温连接件的布置示意图。

图6是图5的b-b向剖视放大示意图。

图7是本发明模具的立体示意图。

图8是本发明模具的结构示意图。

图9是图8的仰视示意图。

具体实施方式

本发明装配式吸声降噪站台墙10为一种三层复合结构，如图1，图中示出了本发明装配式吸声降噪站台墙10的正面示意图，图2示出了本发明装配式吸声降噪站台墙10的背面示意图。

如图1至图6所示，本发明装配式吸声降噪站台墙10包括相对设置的混凝土浇筑正面层11和混凝土浇筑背面层12，混凝土浇筑正面层11朝向铁路站台内的轨道，而混凝土浇筑背面层12背向轨道，其中：混凝土浇筑正面层11与混凝土浇筑背面层12之间通过保温连接件20连接固定并设有用于吸声降噪的吸声降噪层13，即吸声降噪层13介于混凝土浇筑正面层11与混凝土浇筑背面层12之间；在吸声降噪层13的四周边沿，混凝土浇筑正面层11与混凝土浇筑背面层12通过边沿连结墙体16连接为一体；混凝土浇筑正面层11上贯穿设有呈矩阵形式排列的多个孔洞110，吸声降噪层13处于孔洞110的部位与孔洞110相通、借由孔洞110朝向轨道外露，以使铁路车辆行驶产生的噪声可顺利通过孔洞110传至吸声降噪层13而被吸声降噪，换句话说，孔洞110贯穿了混凝土浇筑正面层11；吸声降噪层13采用吸声降噪材料形成，吸声降噪材料为陶粒混凝土或离心玻璃棉。

在实际设计中，如图4，混凝土浇筑正面层11为基于绑扎钢筋111构成的正面钢筋网浇筑混凝土而成。如图5，混凝土浇筑背面层12为基于绑扎钢筋121构成的背面钢筋网浇筑混凝土而成。如图6，边沿连结墙体16为基于绑扎钢筋161构成的边沿钢筋网浇筑混凝土而成。

进一步来说，混凝土浇筑正面层11、混凝土浇筑背面层12、边沿连结墙体16所浇筑的混凝土为本领域常见材料——c40细石混凝土。

为确保陶粒混凝土的吸声降噪效果及整体成型效果，经大量试验最终确定陶粒混凝土采用下述配比为宜，具体来说：

陶粒混凝土包括胶凝材料、陶粒和液态减水剂，其中：

液态减水剂、胶凝材料、陶粒的质量比为液态减水剂：胶凝材料：陶粒＝1.4∶100∶200；

胶凝材料为水泥、沙、粉煤灰拌和而成，水泥、沙、粉煤灰的质量比为水泥∶沙∶粉煤灰＝2∶7∶1；

陶粒的粒径为3mm～5mm。

借由上述配比制成的陶粒混凝土，其强度等级可达到lc7.5。

在实际实施时，液态减水剂例如采用聚羧酸减水剂等，陶粒、水泥、沙、粉煤灰均采用建筑领域常见材料即可，不在这里详述。

在本发明中，离心玻璃棉优选容重为110kg/m³的离心玻璃棉。

在本发明中，陶粒混凝土与离心玻璃棉两者可互相替代，它们都可达到吸声降噪的目的。

在实际设计中，保温连接件20优选采用frp连接件并排布成梅花状，参考图4和图5来理解，这样有效支撑了整个结构，提高了稳定性。

在实施时，保温连接件20连接在混凝土浇筑正面层11的正面钢筋网与混凝土浇筑背面层12的背面钢筋网之间。

如图2和图6，混凝土浇筑背面层12朝向两侧延伸有用于与铁路站台的结构柱(图中未示出)连接的柱结合墙体15，其中：柱结合墙体15与其邻近的边沿连结墙体16一体浇筑而成；柱结合墙体15采用平口方式与结构柱连接。

在本发明中，混凝土浇筑正面层11、混凝土浇筑背面层12、边沿连结墙体16内分别绑扎而成的正面、背面、边沿钢筋网参见图4、图5和图6所示。柱结合墙体15内的钢筋网诸如可由混凝土浇筑背面层12的钢筋121一并形成。上述各种钢筋网通常由横向、竖向的钢筋绑扎而成，属本领域常规技术，不在这里详述。

在实际设计中，混凝土浇筑正面层11的厚度与本发明装配式吸声降噪站台墙10的整体厚度之比为1∶4，即孔洞110的深度与本发明装配式吸声降噪站台墙10的整体厚度之比为1∶4。

在实际设计中，孔洞110的截面形状不受局限，例如可设计为正方形、长方形、圆形、椭圆形等形状。

在实际实施时，如图2，混凝土浇筑背面层12朝外的一面上预埋有固定螺母14。图2示出了混凝土浇筑背面层12上预埋四个固定螺母14的情形，两个固定螺母14位于1/3高度处，另外两个固定螺母14位于2/3高度处，处于同一高度的两个固定螺母14之间的间距为2100mm。固定螺母14用于固定斜撑，以便将本发明装配式吸声降噪站台墙10更加稳固地固定在铁路站台一侧上。

另外，本发明装配式吸声降噪站台墙10的顶部可预埋有用于吊装的吊钉(图中未示出)，本发明装配式吸声降噪站台墙10的顶部可预留有用于增加站台墙与铁路站台主体结构接触面积的键槽(图中未示出)。

在本发明中，混凝土浇筑正面层11、混凝土浇筑背面层12和保温连接件20主要起到稳固支撑整个站台墙结构的目的。

本发明还提出了一种上述本发明装配式吸声降噪站台墙10所使用的模具30，如图7至图9所示，本发明模具30包括底钢板31，底钢板31的尺寸与本发明装配式吸声降噪站台墙10的尺寸相适配，底钢板31的四个侧边中相对的两个侧边通过固定连接件34固定有横钢板32而其余相对的两个侧边通过固定连接件34固定有竖钢板33，相邻的横钢板32与竖钢板33之间通过紧固螺栓36固定，底钢板31与两个横钢板32、两个竖钢板33共同构成浇筑槽，其中：底钢板31上设有呈矩阵形式排列的多个开孔(图中未标出)，开孔上可拆卸地安装有用于形成孔洞110的孔洞成型块310，孔洞成型块310从底钢板31向浇筑槽内凸出，孔洞成型块310为碗状，孔洞成型块310的深度与孔洞110的深度相一致。

在实际设计中，孔洞成型块310优选采用橡胶材质制成，以便于脱模。

在实际制作中，本发明模具30整体采用10mm厚的钢板加工成型，其中的底钢板31与横钢板32可通过一块钢板整体弯折成型，从而确保本发明站台墙10阴阳角位置平滑过渡。

在实际设计中，竖钢板33朝向两侧延伸弯折有用于浇筑出本发明装配式吸声降噪站台墙10两侧柱结合墙体15的弯折部35，如图9所示。

对于本发明装配式吸声降噪站台墙10，本发明还提出了一种基于上述本发明模具30实现的施工工艺，包括步骤：

1)为确保站台墙10的正面观感效果，先在本发明模具30的浇筑槽内涂抹油性脱模剂(常规脱模剂)；

2)施工混凝土浇筑正面层11：

在各孔洞成型块310之间的间隙内绑扎钢筋111构成正面钢筋网，将保温连接件20的一端与正面钢筋网连接固定，然后浇筑混凝土形成混凝土浇筑正面层11，混凝土浇筑正面层11的浇筑高度与孔洞成型块310的凸起高度相一致；

3)在混凝土浇筑正面层11的混凝土初凝之前，施工吸声降噪层13：

若吸声降噪层13采用陶粒混凝土，则在各横钢板32和各竖钢板33内侧支设具有一定厚度的竖钢板(图中未示出)，在各竖钢板与混凝土浇筑正面层11共同构成的槽体内浇筑陶粒混凝土形成吸声降噪层13，吸声降噪层13的浇筑高度视实际要求而定但低于整个浇筑槽的槽口位置，各竖钢板形成的槽体尺寸要略小于底钢板31的尺寸来便于形成边沿连结墙体16；

若吸声降噪层13采用离心玻璃棉，则在各横钢板32和各竖钢板33内侧支设具有一定厚度的竖钢板(图中未示出)，将离心玻璃棉置于各竖钢板与混凝土浇筑正面层11共同构成的槽体内，处于混凝土浇筑正面层11上面，从而形成吸声降噪层13，吸声降噪层13的高度视实际要求而定但低于整个浇筑槽的槽口位置，各竖钢板形成的槽体尺寸要略小于底钢板31的尺寸来便于形成边沿连结墙体16；

4)吸声降噪层13施工完成后立即施工混凝土浇筑背面层12和边沿连结墙体16：

在吸声降噪层13上面绑扎钢筋121构成背面钢筋网以及在吸声降噪层13四周绑扎钢筋161构成边沿钢筋网，将保温连接件20的另一端与背面钢筋网连接固定，然后浇筑混凝土同步形成混凝土浇筑背面层12和边沿连结墙体16，混凝土浇筑背面层12和边沿连结墙体16的浇筑高度一致且与整个浇筑槽的槽口平齐；

5)本发明装配式吸声降噪站台墙10施工完成。

在实际施工中，若本发明模具30设计有弯折部35，则在绑扎钢筋121、161的同时对柱结合墙体15浇筑所需钢筋进行同步绑扎，然后浇筑混凝土，柱结合墙体15与混凝土浇筑背面层12、边沿连结墙体16同步形成。

在实际施工中，制作本发明装配式吸声降噪站台墙10之前，先将本发明模具30架设固定在工字钢40上。而混凝土浇筑正面层11的浇筑优选在振动平台上进行来确保混凝土的振动效果，具体为：混凝土浇筑正面层11浇筑完成后进行振动，振动时间控制在2min～3min。

在实际实施时，整个混凝土浇筑完成后可进行蒸养养护，蒸养时间可设计为8小时左右。

在本发明中，定义本发明装配式吸声降噪站台墙10朝向站台轨道的一面为正面，则本发明装配式吸声降噪站台墙10上与正面相对的另一面为背面。

举例：

本发明装配式吸声降噪站台墙10设计为3905mm×1310mm的长方形，整个站台墙10的厚度为160mm，混凝土浇筑正面层11、混凝土浇筑背面层12的厚度设计为40mm，吸声降噪层13设计为3665mm×1005mm的长方形，厚度设计为80mm，即混凝土浇筑正面层11的厚度与本发明装配式吸声降噪站台墙10的整体厚度之比为1∶4。孔洞110采用正方形截面，因此为确保开孔面积，便于噪声进入吸声降噪层13，孔洞110的正方形截面尺寸设计为55mm×55mm。而孔洞110与孔洞110之间的间距合理设计即可，不受局限，如孔洞110与孔洞110之间的间距设计为45mm。

在此例子中，吸声降噪层13的吸声降噪材料采用陶粒混凝土，则：

液态减水剂、胶凝材料、陶粒的质量分别选取为3.92kg、280kg、560kg，其中：水泥采用po42.5型号的水泥，沙采用中粗沙，粉煤灰采用i级粉煤灰，水泥、沙、粉煤灰的质量分别选取为56kg、196kg、28kg，其中的陶粒选择粒径在3mm～5mm范围内不同粒径混合的陶粒即可，液态减水剂采用sms聚羧酸系高性能减水剂(标准型)。借由上述便可制成强度等级可达到lc7.5的陶粒混凝土，吸声降噪效果佳。

当本发明装配式吸声降噪站台墙10的孔洞110采用正方形孔洞时，鉴于孔洞过多，在脱模过程中混凝土与模具30的结合面过大会造成脱模困难，因此，将本发明模具30的孔洞成型块310设计成倒正棱台的结构，孔洞成型块310位于底钢板31表面上的尺寸为55mm×55mm，伸入浇筑槽内的尺寸为30mm×30mm。

在实施时，将本发明装配式吸声降噪站台墙10设置在铁路站房的轨道两侧，将本发明装配式吸声降噪站台墙10两侧的柱结合墙体15与铁路站台的结构柱装配式连接好，并借由斜撑、吊钉、键槽的设计将本发明装配式吸声降噪站台墙10固定好。

当火车、动车等铁路车辆进入铁路站台，特别是进站不停车时，本发明装配式吸声降噪站台墙10中所使用的陶粒混凝土或离心玻璃棉这种吸声降噪材料内部构成了大量微小、连通的孔隙，因此使得噪音声波沿这些孔隙深入内部，与自身材料发生摩擦作用，将声能转化为热能，从而达到吸声效果，减少噪声影响。

本发明的优点是：

1、本发明装配式吸声降噪站台墙通过采用陶粒混凝土或离心玻璃棉这种吸声降噪材料极大削减了火车、动车等铁路车辆进站，特别是进站不停车时所产生的噪音，吸声降噪效果好，降噪系数可达到0.5～0.7，适于在铁路站房广泛推广。

2、本发明装配式吸声降噪站台墙作为预制构件，借由专用模具可快速施工完成，施工效率高，施工成本低。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。