【技術實現步驟摘要】
本技術屬于聲屏障，具體涉及一種非金屬聲屏障單元板。
技術介紹
1、聲屏障通過在噪聲源和接收者之間插入一個屏障設施，對聲波傳播進行衰減，從而達到消聲降噪的目的。聲屏障包括金屬聲屏障和非金屬聲屏障。其中，非金屬聲屏障由于造價低、耐腐蝕的特點而得到快速發展。
2、目前應用廣泛的非金屬聲屏障單元板，外殼為擠壓成型的混凝土結構，面向聲源一側開孔，內部填充巖棉或玻璃絲綿等纖維類吸聲材料。應用于線路的此類非金屬聲屏障單元板內部纖維類吸聲材料的生產過程屬于高耗能行業，且聲屏障組裝過程對產業人員的健康不利，5年內易出現面板開裂損壞、吸聲材料塌落粉化、雨水浸泡后塌陷等現象，無法保證聲屏障使用周期內的聲學性能。其余少量應用于鐵路的整體預應力混凝土聲屏障，將顆粒類吸聲材料外置于面向聲源一側，背板采用預應力鋼筋混凝土結構作為骨架支撐，此類非金屬聲屏障施工工藝復雜，面密度較大，其低頻吸聲性能較弱，吸聲材料與混凝土背板在施工現場連接、單元板整體結構穩定性較差，施工困難。因此，有必要研究一種聲學性能優異、結構安全可靠、可工廠化制造的非金屬聲屏障單元板。
技術實現思路
1、本技術針對現有技術中的問題，公開了一種非金屬聲屏障單元板，具有結構安全可靠、吸隔聲性能以及力學性能優良的優點。
2、本技術公開了一種非金屬聲屏障單元板，包括若干個平行排列的水泥基吸聲面板，每個水泥基吸聲面板的背側面上設置有澆筑內模，所述澆筑內模與水泥基吸聲面板圍合形成背部空腔。每個水泥基吸聲面板和澆筑內模的外周、以及澆筑內
3、所述水泥基吸聲面板外置于面向聲源一側，面向聲源側面板設計為平面或凹凸面，其中凹凸面為波峰高5～15mm的連續波紋面。
4、所述水泥基吸聲面板是預制構件，由澆筑或振壓工藝一次成型，橫截面為等腰梯形。成型后根據環境溫濕度，采取自然養護或蒸汽養護，7～28天養護后達到產品標準強度，即抗壓強度2.5mpa以上，抗折強度1mpa以上，脫模后形成水泥基吸聲材料。
5、所述水泥基吸聲面板材料為輕質骨料、凝膠材料和水的混合物，混合質量比為3～5：1：0.4～0.65，各組分視單元板應用場景、固定方式、設計要求及摻和料添加情況在上述比例范圍內浮動。
6、所述輕質骨料粒徑為0.6～4.75mm，選自陶粒、火山巖顆粒和砂巖顆粒中的至少一種。
7、所述膠凝材料為水泥和摻合料的混合物，其中水泥質量占比70％～90％，所述水泥選自強度等級不低于42.5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，所述摻合料包括硅灰、粉煤灰和纖維中的至少一種。摻合料可以改善生產過程中漿料的拌合狀態，提升成型板材的抗折強度及抗凍融性能。
8、所述水泥基吸聲面板吸聲材料內部顆粒之間存在較小尺寸的、連續的孔隙結構，在較寬頻帶范圍內具有較高的吸聲系數。
9、所述背部空腔為水泥基吸聲面板及澆筑內模固定后圍合形成的空氣夾層。低頻噪聲通過水泥基吸聲面板進入背部空腔后，引起背部空腔內空氣振動，將聲能轉化為熱能；背部空腔與水泥基吸聲面板形成吸聲結構，有利于提升聲屏障單元板的低頻吸聲性能；背部空腔與水泥基吸聲面板及背板形成隔聲結構，有利于提升聲屏障單元板的整體吸隔聲性能。
10、所述澆筑內模選自批量生產的防火pvc、聚氨酯或預制纖維水泥板中的一種。澆筑內模提供支撐作用，一方面可以形成穩定的背部空腔，另一方面可以在混凝土澆筑時起到足夠的支撐強度，避免結構塌陷，同時還為背板提供了澆筑面，確保背板平整成型。另外澆筑內模材料具有一定彈性，可與背板以及側板充分接觸，使非金屬聲屏障整體結構更穩定。
11、所述澆筑內模頂部與水泥基吸聲面板的接觸部位可以進一步采用橡膠條軟性連接，可確保壁面平整，避免混凝土澆筑時由于內模頂面和吸聲面板底面不平整造成的扣合縫隙漏漿。
12、所述內模墊塊與澆筑內模一體成型，設置于澆筑內模的背部外側面的外周邊緣，內模墊塊與澆筑內模的背部外側面圍合形成背板的澆筑空間，確保澆筑混凝土時，背板一次成型。背板與側板通過內模墊塊點接觸連接，提高相鄰的水泥基吸聲面板+背部空腔+背板結構之間的彈性應變力，提升非金屬聲屏障單元板整體結構的穩定性，避免了結構受列車吸力時破裂。
13、在上述非金屬聲屏障單元板的結構的基礎上，為了達到單元板高吸隔聲性能、高結構強度以及低面密度的綜合性能進一步提升，本申請進一步優化了水泥基吸聲面板、背部空腔、澆筑內模和背板的厚度設計。
14、在一些優選的方案中，水泥基吸聲面板的厚度為40～80mm，可進一步優選為40～60mm，還優選為40～50mm。
15、在一些優選的方案中，背部空腔厚度為40～80mm，可進一步優選為40～70mm，還優選為40～60mm。
16、在一些優選的方案中，澆筑內模厚度為5-22mm，可進一步優選為5～20mm，還優選為10～20mm。
17、在一些優選的方案中，背板厚度為12-20mm，可進一步優選為12～18mm，還優選為14～18mm。
18、由于水泥基吸聲面板、背部空腔、澆筑內模和背板之間厚度關系的進一步調整有利于提高單元板高吸隔聲性能、高結構強度以及低面密度的綜合性能。
19、在一些優選的方案中，所述水泥基吸聲面板和背部空腔的厚度之和為80～110mm。
20、更進一步優選地，所述水泥基吸聲面板、背部空腔、澆筑內模和背板厚度之和為115～145mm。
21、所述側板內沿單元板長度方向設置有主體預應力鋼筋，鋼筋直徑7mm～10mm，單根鋼筋預應張拉力35kn～70kn。合適的預應力鋼筋直徑及預應力可提升單元板結構剛度，保證聲屏障單元板整體結構受風壓作用時，不產生拉應力區域，防止混凝土受拉破壞。
22、在一些優選的方案中，主體預應力鋼筋在側板上下兩端各布設2根以上。
23、作為進一步的優選，主體預應力鋼筋在側板上下兩端各布設2～3根。
24、所述側板內沿單元板高度方向設置有端部加強鋼筋，鋼筋直徑5mm～8mm。端部加強鋼筋可以加強聲屏障單元板左右端部混凝土的抗拉性能，防止預應力鋼筋施加的張力將端部混凝土拉裂。
25、在一些優選的方案中，端部加強鋼筋在側板左右兩端各布設2根以上。
26、作為進一步的優選，端部加強鋼筋在側板左右兩端各布設2～3根。
27、所述背板、吸聲面板間接縫、內模具間接縫、側板通過外部模具混凝土一次性澆筑成型，連接緊密，結構穩定性好。
28、所述混凝土選自骨料、膠凝材料、水的混合物，混合質量比為1.5～3.5：1：0.3～0.35，各組分視單元板應用場景、固定方式、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種非金屬聲屏障單元板，其特征在于，包括若干個平行排列的水泥基吸聲面板(1)，每個水泥基吸聲面板(1)的背側面上設置有澆筑內模(3)，所述澆筑內模(3)與水泥基吸聲面板(1)圍合形成背部空腔(2)；
2.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述水泥基吸聲面板(1)外置于面向聲源一側，面向聲源側面板設計為平面或凹凸面，其中凹凸面為波峰高5～15mm的連續波紋面。
3.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)頂部與水泥基吸聲面板(1)的接觸部位可以進一步采用橡膠條軟性連接；
4.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述水泥基吸聲面板(1)的厚度為40～80mm。
5.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度為40～80mm。
6.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度為40～70mm。
7.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度為40～60mm
8.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)厚度為5-22mm。
9.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)厚度為5～20mm。
10.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)厚度為10～20mm。
11.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背板(4)厚度為12-20mm。
12.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背板(4)厚度為12～18mm。
13.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背板(4)厚度為14～18mm。
14.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述水泥基吸聲面板(1)和背部空腔(2)的厚度之和為80～110mm。
15.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述水泥基吸聲面板(1)、背部空腔(2)、澆筑內模(3)和背板(4)厚度之和為115～145mm。
16.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述側板(10)內沿單元板長度方向設置有主體預應力鋼筋(8)，所述主體預應力鋼筋(8)在側板(10)上下兩端各布設2根以上。
17.根據權利要求16所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述主體預應力鋼筋(8)在側板(10)上下兩端各布設2～3根；
18.根據權利要求17所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述端部加強鋼筋(7)在側板(10)左右兩端各布設2～3根。
19.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述接縫包括位于相鄰的水泥基吸聲面板(1)之間的混凝土澆筑結構構成吸聲面板間接縫(5)、位于相鄰的澆筑內模(3)之間的混凝土澆筑結構構成內模具間接縫(6)；
...【技術特征摘要】
1.一種非金屬聲屏障單元板，其特征在于，包括若干個平行排列的水泥基吸聲面板(1)，每個水泥基吸聲面板(1)的背側面上設置有澆筑內模(3)，所述澆筑內模(3)與水泥基吸聲面板(1)圍合形成背部空腔(2)；
2.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述水泥基吸聲面板(1)外置于面向聲源一側，面向聲源側面板設計為平面或凹凸面，其中凹凸面為波峰高5～15mm的連續波紋面。
3.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)頂部與水泥基吸聲面板(1)的接觸部位可以進一步采用橡膠條軟性連接；
4.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述水泥基吸聲面板(1)的厚度為40～80mm。
5.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度為40～80mm。
6.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度為40～70mm。
7.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度為40～60mm。
8.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)厚度為5-22mm。
9.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)厚度為5～20mm。
10.根據權利要求1所述的非金屬聲屏障單元板，其特征在于，所述澆筑內模(3)厚度為10～20mm。
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓珈琪，常亮，柴博，何占坤，高潮，潘曉巖，蘇衛青，沈志軍，韓軍，張海瑜，
申請(專利權)人：中國鐵路設計集團有限公司，
類型：新型
國別省市：
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