折板扣合式铁路金属声屏障单元板的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种折板扣合式铁路金属声屏障单元板，是一种由折弯面板(含上、下、左、右侧板)、折弯背板(含上、下、左、右侧板)、支撑型材、吸声组件以及橡胶件组成的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，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：
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我国近十多年来大规模建设高铁并投入运营，为解决高铁运行产生的噪声污染，在涉及噪声敏感点线路两侧设置大量的声屏障。

当前，我国投入使用的高铁金属声屏障单元板的壳体上凸下凹，内部用纤维水泥板作为安装基板来固定吸声棉，纤维水泥板在单元板结构上起纵向支撑及增强隔声作用，壳体内置上下型材卡件卡装纤维水泥板和吸声棉。在使用过程中，纤维水泥板容易出现开裂，导致单元板纵向结构失稳，面板和背板内凹变形，吸声棉塌落，导致声屏障失去吸声功能。同时，单元板壳体内设纤维水泥板会导致声屏障单元板重量较重。

本专利提供了一种折板扣合式结构的铁路金属声屏障单元板，板体采用无铆钉扣合式结构，支撑型材采用卡装固定，重量轻、受力好、吸声棉固定牢靠、抗疲劳性能优良、降噪效果好、装配简易。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是，针对现有高铁声屏障单元板存在的弊端，开发一种改进结构的铁路金属声屏障单元板，适用于高速铁路、城际铁路、客运专线、客货共线铁路、城市轨道交通等领域，声屏障单元板重量轻、受力好、吸声棉固定牢靠、抗疲劳性能优良、降噪效果好、装配简易。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

折板扣合式铁路金属声屏障单元板，其特征在于：包括折弯面板、折弯背板、支撑型材、吸声组件以及橡胶件；其中折弯面板含折弯面板上侧板、折弯面板下侧板、折弯面板左侧板和折弯面板右侧板；折弯背板含折弯背板上侧板、折弯背板下侧板、折弯背板左侧板和折弯背板右侧板；支撑型材含端部竖撑、中部竖撑和横撑；吸声组件以及橡胶件含解耦胶垫、板间胶垫和板柱间胶垫。所述折弯面板与折弯背板采用无铆钉扣合方式，通过弹性预紧力压紧咬合连接组成单元板主体结构。所述端部竖撑、中部竖撑、横撑分别卡装于声屏障单元板腔体内折弯面板上侧板或折弯面板下侧板的对称设置的两个梯形卡槽之间，起到增强单元板上下侧板高度方向受力和抵御变形的能力，且增强折弯背板上下侧板与折弯面板上下侧板v形凹槽的咬合锁紧稳定性，端部竖撑和中部竖撑的侧面卡槽与上下侧板的梯形卡槽对吸声组件实现上下左右封闭式卡装固定。所述折板扣合式铁路金属声屏障单元板自上而下依次安装在声屏障钢立柱上。

优选地，所述折弯面板为一体十字形板材四边向同一面弯折而成，折弯面板左侧板和折弯面板右侧板均有v形缺口，折弯面板上侧板折两道v形凹槽、下侧板折两道v形凹槽，折弯面板上侧板的两道v形凹槽与下侧板的两道v形凹槽对称；折弯面板的上下侧板均按面板与上侧板间角度θ1或者面板与下侧板间角度θ2大于90°且小于95°弯折成形，v形凹槽和v形缺口吻合；上下侧板端侧对称向内折弯，形成与面板平行的短边；折弯面板上下侧板各自的两道v形凹槽，增强上下侧板刚度的同时，在两道v形凹槽中间形成通长梯形卡槽，以卡装吸声组件；并且，折弯面板上下侧板的外侧v形凹槽作为与折弯背板上下侧板v形凹槽扣合搭接的锁扣。

优选地，所述折弯背板为一体十字形板材四边向同一面弯折而成，折弯背板左侧板和折弯背板右侧板均有v形缺口，折弯背板上侧板折一道v形凹槽、下侧板折一道v形凹槽，折弯背板的上侧板的v形凹槽与下侧板的v形凹槽对称；折弯背板的上下侧板均按折弯背板与上侧板间角度β1或背板与下侧板间角度β2小于90°且大于85°弯折成形，v形凹槽和左右侧板内侧v形缺口吻合；折弯背板上下侧板各自的v形凹槽，增强上下侧板刚度的同时，作为与折弯面板上下侧板外侧v形凹槽扣合搭接的锁扣。

优选地，所述折弯背板上下侧板均具有一个v形凹槽，折弯面板上下侧板均具有两个v形凹槽，折弯背板v形凹槽扣合于折弯面板外侧v形凹槽，β1、β2小于θ1、θ2，使两者通过弹性预紧力压紧咬合连接组成单元板主体结构，主体结构上下v形凹槽既提高结构刚度，又形成用于卡装吸声组件的梯形卡槽，且将面板和背板锁合压紧，v形凹槽角度α不大于90°。

优选地，所述折弯面板和折弯背板均为铝合金板材，板材厚度至少为1.5mm。

优选地，所述折弯面板设有冲孔，所述冲孔为矩形圆角孔或圆孔

优选地，所述端部竖撑卡接固定在声屏障单元板腔体端侧，密贴折弯面板左侧板或折弯面板右侧板，端部竖撑上下端各有两处v形缺口，通过v形缺口卡接固定在折弯面板上下侧板的v形凹槽和梯形卡槽内，端部竖撑有一个侧面卡槽，用来卡装固定吸声组件，凹槽宽度与吸声组件宽度一致，凹槽开口倒角，便于吸声组件卡入，端部竖撑有两条或两条以上垂直面板的通长支撑竖边和两条或两条以上垂直背板的通长支撑竖边，加强了端部竖撑与v形凹槽卡装稳定性。

优选地，所述中部竖撑卡装固定在声屏障单元板腔体中部，中部竖撑上下端各有两处v形缺口，通过v形缺口卡接固定在折弯面板上下侧板的v形凹槽和梯形卡槽内，中部竖撑具有h型截面，有两个侧面卡槽，用来卡装固定吸声组件，凹槽宽度与吸声组件宽度一致，凹槽开口倒角，便于吸声组件卡入，中部竖撑有两条或两条以上垂直面板的通长支撑竖边和两条或两条以上垂直背板的通长支撑竖边，加强了中部竖撑与v形凹槽卡装稳定性。

优选地，所述横撑安装在单元板腔体内，密贴折弯面板上侧板或密贴折弯面板下侧板，通过端部竖撑、中部竖撑卡装固定在声屏障单元板腔体内，横撑有两条平行折弯面板和折弯背板的短边，横撑横向支撑声屏障单元板面板和背板，增加板体结构受力强度，端部竖撑上下分别设置一个横撑，中部竖撑上下分别设置一个横撑。

优选地，所述端部竖撑、中部竖撑、横撑为铝合金型材。

优选地，所述解耦胶垫固定在底部的声屏障单元板下部并形成全覆盖，解耦胶垫有两条通长的孔腔，孔腔间距与折弯面板两条v形凹槽间距一致，密贴声屏障单元板一面为孔腔凸起，另一面边缘有矩形凸起。

优选地，所述板间胶垫固定在声屏障单元板上侧板或下侧板上并形成全覆盖，填充上下两块单元板与单元板之间的空隙，板间胶条有两条通长的孔腔，孔腔间距与折弯面板两条v形凹槽间距一致，孔腔向胶垫两面对称凸起。

优选地，所述板柱间胶垫固定在声屏障单元板与立柱之间的单元板面板或背板上，自上而下填充单元板与立柱之间的空隙，起到阻尼减震和密封隔声作用，板柱间胶垫一侧为平面，平面侧密贴单元板面板或背板，另一侧有两条通长的孔腔，两个孔腔间距小于60mm，在两个孔腔之间设置通长铝合金压板，采用封闭式拉铆钉固定方式。

优选地，所述解耦胶垫、板间胶垫起阻尼减震和密封隔声作用，可采用铆钉固定，或采用粘接固定，或铆钉结合粘接组合固定方式

本实用新型的优点在于：

本实用新型的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，折弯面板与折弯背板采用无铆钉扣合方式，通过弹性预紧力压紧咬合连接组成单元板主体结构。

本实用新型的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，折弯面板和折弯背板采用铝合金板材一体折弯成形，结构受力更好，抗变形能力更强，大大提升声屏障结构安全及抗疲劳寿命，且安装方便。

本实用新型的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，单元板主体结构上下v形凹槽既提高结构刚度，又形成用于卡装吸声组件的梯形卡槽。

本实用新型的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，端部竖撑、中部竖撑、横撑卡装于声屏障单元板腔体内的v形凹槽和梯形卡槽内，起到增强单元板上下侧板高度方向受力和抵御变形的能力，且增强折弯背板上下侧板与折弯面板上下侧板v形凹槽的咬合锁紧稳定性。

本实用新型的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，端部竖撑和中部竖撑的侧面卡槽与上下侧板的梯形卡槽对吸声组件实现上下左右封闭式卡装固定，提高吸声组件的整体刚度，减轻声屏障单元板重量。

本实用新型的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，解耦胶垫、板间胶垫、板柱间胶垫固定在单元板下部、单元板与单元板之间、单元板与立柱之间，起到阻尼减震和密封隔声作用，可降低列车脉动荷载传递至声屏障钢立柱，橡胶件均为双腔结构橡胶件。

本实用新型的折板扣合式铁路金属声屏障单元板，面板开孔采用矩形圆角孔或圆孔，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实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。

附图说明

图1折板扣合式铁路金属声屏障单元板侧视剖面示意图

图2折板扣合式铁路金属声屏障单元板俯视剖面示意图

图3-1折弯背板平面展开示意图

图3-2折弯背板侧视示意图

图3-3折弯背板俯视示意图

图4-1折弯面板平面展开示意图

图4-2折弯面板侧视示意图

图4-3折弯面板俯视示意图

图5-1端部竖撑侧视示意图

图5-2端部竖撑俯视示意图

图5-3中部竖撑侧视示意图

图5-4中部竖撑俯视示意图

图5-5横撑侧视示意图

图6-1解耦胶垫截面示意图

图6-2板间胶垫截面示意图

图6-3板柱间胶垫截面示意图

主要附图标记说明：

1折弯面板(含上下左右侧板)

1-1折弯面板上侧板1-2折弯面板下侧板

1-3折弯面板左侧板1-4折弯面板右侧板

1-5面板冲孔

2折弯背板(含上下左右侧板)

2-1折弯背板上侧板2-2折弯背板下侧板

2-3折弯背板左侧板2-4折弯背板右侧板

3端部竖撑

3-1端部竖撑第一支撑竖边3-2端部竖撑第二支撑竖边

3-3端部竖撑第三支撑竖边3-4端部竖撑第四支撑竖边

3-5端部竖撑侧面卡槽

4中部竖撑

4-1中部竖撑第一支撑竖边4-2中部竖撑第二支撑竖边

4-3中部竖撑第三支撑竖边4-4中部竖撑第四支撑竖边

4-5中部竖撑第一侧面卡槽4-6中部竖撑第二侧面卡槽

5横撑6吸声组件

7解耦胶垫8板间胶垫

9板柱间胶垫10压板

11v形凹槽12梯形卡槽

13v形缺口

具体实施方式：

如图1所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板侧视剖面示意图。其中，1为折弯面板，2为折弯背板，4为中部竖撑，5为横撑，6为吸声组件，7为解耦胶垫，8为板间胶垫，9为板柱间胶垫。所述折弯面板1为一体十字形板材四边向同一面弯折而成，铝合金板材，板材厚度至少为1.5mm；所述折弯背板2为一体十字形板材四边向同一面弯折而成，铝合金板材，板材厚度至少为1.5mm；所述折弯背板2上下侧板均具有一个v形凹槽，折弯面板1上下侧板均具有两个v形凹槽，折弯背板2v形凹槽扣合于折弯面板1外侧v形凹槽，组成单元板主体结构；所述折弯背板2与上侧板间角度β1或背板与下侧板间角度β2小于90°且大于85°，折弯面板1与上侧板间角度θ1或者面板与下侧板间角度θ2大于90°且小于95°，β1、β2小于θ1、θ2使两者通过弹性预紧力压紧咬合连接组成单元板主体结构，主体结构上下v形凹槽既提高结构刚度，又形成用于卡装吸声组件的梯形卡槽，且将面板和背板锁合压紧，v形凹槽角度α不大于90°；所述中部竖撑4卡装固定在声屏障单元板腔体中部，上下端部各配置一个横撑5密贴折弯面板上侧板或密贴折弯面板下侧板，卡装于上下侧板的v形凹槽和梯形卡槽内，增强板体结构受力性能；所述吸声组件6卡装于由中部竖撑4和端部竖撑的侧面卡槽与上下侧板的梯形卡槽12内，实现上下左右封闭式卡装固定；所述解耦胶垫7固定在底部的声屏障单元板下部并形成全覆盖；所述板间胶垫8固定在上下声屏障单元板之间并形成全覆盖；所述板柱间胶垫9固定在声屏障单元板与立柱之间的单元板面板或背板上，自上而下填充单元板与立柱之间的空隙。

如图2所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板俯视剖面示意图。其中，1为折弯面板，2为折弯背板，3为端部竖撑，4为中部竖撑，6为吸声组件，9为板柱间胶垫，10为压板。所述折弯面板1与折弯背板2采用无铆钉扣合方式组成单元板主体结构；所述端部竖撑3分别卡装于声屏障单元板腔体内折弯面板上侧板或折弯面板下侧板的对称设置的两个梯形卡槽之间，密贴折弯面板左侧或折弯面板右侧板，上下端部各配置一个横撑，端部竖撑有一个侧面卡槽，用来卡装固定吸声组件6；所述中部竖撑4卡装于声屏障单元板腔体内折弯面板上侧板或折弯面板下侧板的对称设置的两个梯形卡槽之间，位于声屏障单元板腔体中部，上下端部各配置一个横撑，中部竖撑具有h字型截面，有两个侧面卡槽，用来卡装固定吸声组件6；所述吸声组件6卡装于左侧端部竖撑3侧面卡槽与中部竖撑4第一侧面卡槽及右侧端部竖撑3侧面卡槽与中部竖撑4第二侧面卡槽内；所述端部竖撑3、中部竖撑4和横撑增强了单元板上下侧板高度方向受力，大幅提升上下侧板高度方向受力抵御变形的能力，且增强了折弯背板上下侧板与折弯面板上下侧板v形凹槽的咬合锁紧稳定性；所述板柱间胶垫9固定在声屏障单元板面板和背板两端接近侧边处与立柱之间；所述压板10通长设置于板柱间胶垫9中心，通过封闭式拉铆钉将板柱间胶垫9固定在单元板面板和背板上。

如图3-1所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板折弯背板平面展开示意图。其中，2-1为折弯背板上侧板，2-2为折弯背板下侧板，2-3为折弯背板左侧板，2-4为折弯背板右侧板，13为v形缺口。所述折弯背板上侧板2-1折一道v形凹槽；所述折弯背板下侧板2-2折一道v形凹槽；所述折弯背板左侧板2-3有四处v形缺口13；所述折弯背板右侧板2-4有四处v形缺口13；折弯背板为铝合金板材，板材厚度至少为1.5mm。

如图3-2所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板折弯背板侧视示意图。其中，2-1为折弯背板上侧板，2-2为折弯背板下侧板，2-3为折弯背板左侧板，11为v形凹槽，13为v形缺口。所述折弯背板上侧板2-1折一道v形凹槽11，并按与背板间角度β1小于90°且大于85°弯折成形；所述折弯背板下侧板2-2折一道v形凹槽11，并按与背板间角度β2小于90°且大于85°弯折成形；所述折弯背板左侧板2-3有四处v形缺口13；所述v形凹槽11和左右侧板内侧v形缺口13吻合，折弯背板上下侧板各自的v形凹槽，增强上下侧板刚度的同时，作为与折弯面板上下侧板外侧v形凹槽扣合搭接的锁扣。

如图3-3所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板折弯背板俯视示意图。其中，2-1为折弯背板上侧板，2-3为折弯背板左侧板，2-4为折弯背板右侧板，11为v形凹槽。所述所述折弯背板上侧板2-1折弯成型后形成通长的v形凹槽11与折弯背板左侧板2-3和折弯背板右侧板2-4的内侧v形缺口吻合。

如图4-1所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板折弯面板平面展开示意图。其中，1-1为折弯面板上侧板，1-2为折弯面板下侧，1-3为折弯面板左侧板，1-4为折弯面板右侧板，1-5为面板冲孔，13为v形缺口。所述折弯面板上侧板1-1折两道v形凹槽；所述折弯面板下侧板1-2折两道v形凹槽；所述折弯面板左侧板1-3有四处v形缺口13；所述折弯面板右侧板1-4有四处v形缺口13；所述面板冲孔1-5均匀分布在折弯面板正面面板，冲孔为矩形圆角孔或圆孔；折弯面板为铝合金板材，板材厚度至少为1.5mm。

如图4-2所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板折弯面板侧视示意图。其中，1-1为折弯面板上侧板，1-2为折弯面板下侧，1-4为折弯面板右侧板，11为v形凹槽，12为梯形卡槽，13为v型缺口。所述折弯面板上侧板1-1折两道v形凹槽11，并按与面板间角度θ1大于90°且小于95°弯折成形；所述折弯面板下侧板1-2折两道v形凹槽11，并按与面板间角度θ2略大于90°且小于95°弯折成形；所述折弯面板右侧板1-4有四处v形缺口13；所述v形凹槽11和v形缺口13吻合；所述折弯面板上侧板1-1、下侧板1-2端侧对称向内折弯，形成与面板平行的短边，折弯面板上下侧板各自的两道v形凹槽，增强上下侧板刚度的同时，在两道v形凹槽中间形成通长梯形卡槽12，以卡装吸声组件，并且，折弯面板上下侧板的外侧v形凹槽作为与折弯背板上下侧板v形凹槽扣合搭接的锁扣。

如图4-3所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板折弯面板俯视示意图。其中，1-1为折弯背板上侧板，1-3为折弯面板左侧板，1-4为折弯面板右侧板，11为v形凹槽。所述所述折弯面板上侧板2-1折弯成型后形成两道通长的v形凹槽11与折弯面板左侧板1-3和折弯面板右侧板1-4的v形缺口吻合，两道v形凹槽中间形成通长梯形卡槽。

如图5-1所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板端部竖撑侧视示意图。所述端部竖撑卡接固定在声屏障单元板腔体端侧，密贴折弯面板左侧板或折弯面板右侧板，端部竖撑上下端各有两处v形缺口，通过v形缺口卡接固定在折弯面板上下侧板的v形凹槽和梯形卡槽内，为铝合金挤压型材。

如图5-2，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板端部竖撑俯视示意图。其中，3-1为端部竖撑第一支撑竖边，3-2为端部竖撑第二支撑竖边，3-3为端部竖撑第三支撑竖边，3-4为端部竖撑第四支撑竖边，3-5为端部竖撑侧面卡槽。所述端部竖撑支撑竖边3-1,3-2,3-3,3-4为两条垂直面板的通长支撑竖边和两条垂直背板的通长支撑竖边，加强了端部竖撑与v形凹槽卡装稳定性；所述端部竖撑侧面卡槽3-5用来卡装固定吸声组件，凹槽宽度与吸声组件宽度一致，凹槽开口微倒角，便于吸声组件卡入。

如图5-3所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板中部竖撑侧视示意图。所述中部竖撑卡装固定在声屏障单元板腔体中部，中部竖撑上下端各有两处v形缺口，通过v形缺口卡接固定在折弯面板上下侧板的v形凹槽和梯形卡槽内，为铝合金挤压型材。

所述中部竖撑卡装固定在声屏障单元板腔体中部，中部竖撑上下端各有两处v形缺口，通过v形缺口卡接固定在折弯面板上下侧板的v形凹槽和梯形卡槽内，中部竖撑具有h型截面，有两个侧面卡槽，用来卡装固定吸声组件，凹槽宽度与吸声组件宽度一致，凹槽开口倒角，便于吸声组件卡入，中部竖撑有两条或两条以上垂直面板的通长支撑竖边和两条或两条以上垂直背板的通长支撑竖边，加强了中部竖撑与v形凹槽卡装稳定性。

如图5-4所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板中部竖撑俯视示意图。其中，4-1为中部竖撑第一支撑竖边，4-2为中部竖撑第二支撑竖边，4-3为中部竖撑第三支撑竖边，4-4为中部竖撑第四支撑竖边，4-5为中部竖撑侧面第一卡槽，4-6为中部竖撑侧面第二卡槽。所述中部竖撑支撑竖边为两条垂直面板的通长支撑竖边和两条垂直背板的通长支撑竖边，加强了中部竖撑与v形凹槽卡装稳定性；所述中部竖撑截面呈h型，中部竖撑侧面第一卡槽4-5和中部竖撑侧面第二卡槽侧面卡槽用来卡装固定吸声组件，凹槽宽度与吸声组件宽度一致，凹槽开口微倒角，便于吸声组件卡入。

如图5-5所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板横撑侧视示意图。所述横撑密贴安装于上下侧板的v形凹槽和梯形卡槽与竖撑端侧之间，通过端部竖撑、中部竖撑卡装固定在声屏障单元板腔体内，横撑有两条平行折弯面板和折弯背板的短边，横向支撑声屏障单元板面板和背板，增加板体结构受力强度，端部竖撑上下分别设置一个横撑，中部竖撑上下分别设置一个横撑。

如图6-1所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板底部解耦胶垫截面示意图。所述解耦胶垫固定在底部的声屏障单元板下部并形成全覆盖，解耦胶垫有两条通长的孔腔，孔腔间距与折弯面板两条v形凹槽间距一致，密贴声屏障单元板一面为孔腔凸起，另一面边缘有矩形凸起，解耦胶垫起阻尼减震和密封隔声作用，解耦胶垫用铆钉固定，或采用粘接固定方式，或铆钉结合粘接组合固定方式。

如图6-2所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板板间胶垫截面示意图。所述板间胶垫固定在声屏障单元板上侧板或下侧板上并形成全覆盖，填充上下两块单元板与单元板之间的空隙，起到阻尼减震和密封隔声作用，板间胶条有两条通长的孔腔，孔腔间距与折弯面板两条v形凹槽间距一致，孔腔向胶垫两面对称凸起，板间胶垫用铆钉固定，或采用粘接固定方式，或铆钉结合粘接组合固定方式。

如图6-3所示，是本实用新型折板扣合式铁路金属声屏障单元板板柱间胶垫截面示意图。其中，9为板柱间胶垫，10为压板。所述板柱间胶垫9固定在声屏障单元板与立柱之间的单元板面板或背板上，自上而下填充单元板与立柱之间的空隙，起到阻尼减震和密封隔声作用，柱间胶垫一侧为平面，平面侧密贴单元板面板或背板，另一侧有两条通长的孔腔，两个孔腔间距小于60mm，在两个孔腔之间设置通长铝合金压板10，通过封闭式拉铆钉将压板10和板柱间胶垫9固定在单元板上。