本發(fā)明屬于一種路面配套設(shè)施，具體設(shè)計一種減載泄壓型高速鐵路聲屏障。
背景技術(shù)：
0、技術(shù)背景
1、隨著我國高速鐵路的發(fā)展，時速400公里運營條件下的高速鐵路技術(shù)研究與應(yīng)用需求日趨迫切。隨著高鐵列車速度提至更高水平，列車輻射噪聲及線下基礎(chǔ)設(shè)施所受荷載增大，聲屏障作為軌旁降噪設(shè)備須進(jìn)一步提高其降噪效果和力學(xué)性能。傳統(tǒng)聲屏障多采用單一吸聲或隔聲結(jié)構(gòu)，這種全封閉式聲屏障雖然能夠有效阻斷噪聲傳播，但在面臨高速列車通過時產(chǎn)生的瞬態(tài)壓力沖擊波，卻缺少抵抗能力，因此難以在更高速度時氣流沖擊下同時滿足降噪和結(jié)構(gòu)荷載要求，為了緩解全封閉聲屏障內(nèi)的壓力沖擊，技術(shù)人員開始在聲屏障上設(shè)置泄壓孔，然而，泄壓孔的設(shè)置會削弱聲屏障的降噪效果，造成隔聲量過低、降噪效果下降。隔聲板泄壓能力與降噪性能難以得到平衡，因此，亟需一種既能滿足聲屏障的高隔聲量、高降噪性能要求，又能兼顧降低結(jié)構(gòu)荷載，使兩項性能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的新型聲屏障及制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種減載泄壓型高速鐵路聲屏障，在滿足高隔聲量與高降噪性能的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計顯著降低了結(jié)構(gòu)自重與荷載要求，從而實現(xiàn)了聲學(xué)性能與結(jié)構(gòu)性能的高效協(xié)同與優(yōu)化統(tǒng)一。
2、第一方面，本發(fā)明提供了一種減載泄壓型高速鐵路聲屏障，包括在高度方向疊層的聲障單元板1；
3、所述聲障單元板1包括由型材組件圍合而成的空腔，相鄰聲障單元板1之間具有由型材組件限位形成的泄壓風(fēng)道16；
4、聲障單元板1的空腔內(nèi)對稱填充有巖棉吸聲層14和多孔隔聲層15，且?guī)r棉吸聲層14和多孔隔聲層間預(yù)留有中間隔聲層17；
5、多孔隔聲層15與中間隔聲層17的計權(quán)隔聲量之和≥20db；
6、泄壓風(fēng)道16呈中間窄且向兩邊寬度遞增的喇叭口型，所述泄壓風(fēng)道16滿足：d1:d2:d3＝1：(2-3)：(2-3)，fa＝28.5-0.13h1+0.1h2-0.2h3+0.001h1h3，fb＝0.15+0.002h1-0.005h2+0.01h3≤0.4，20≤fa≤30，0.2≤fb≤0.4，其中，d1為p中間隔聲層17厚度，單位為mm，d2為多孔隔聲層15厚度，單位為mm，d3為巖棉吸聲層14厚度，單位為mm，h1為泄壓風(fēng)道16中間最窄處寬度，單位為mm，h2為泄壓風(fēng)道16中間最窄處至泄壓風(fēng)道16任意一邊最寬處距離，單位為mm，h3為泄壓風(fēng)道16兩邊最寬處寬度，單位為mm。
7、作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述泄壓風(fēng)道16滿足25≤fa≤30，0.2≤fb≤0.4，所述5≤h1≤7，20≤h2＜45，20≤h3＜40。
8、作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述泄壓風(fēng)道16滿足25≤fa≤30，0.25≤fb≤0.4，所述5≤h1≤7，25≤h2＜40，25＜h3≤40。
9、作為進(jìn)一步的方案，所述聲障單元板1包括背板型材11、面板型材12、底板型材13，所述背板型材11、面板型材12、底板型材13可拆卸的搭接成內(nèi)部中空的聲障單元板殼體，所述聲障單元板1在高度方向上呈現(xiàn)倒v字型結(jié)構(gòu)。
10、作為進(jìn)一步的方案，所述背板型材11、面板型材12、底板型材13間通過榫狀凸起部111與卯槽121依次扣合搭接成兩側(cè)開口的殼體。
11、其中，背板型材11上下側(cè)均設(shè)有榫狀凸起部111，所述面板型材12上側(cè)設(shè)有卯槽121，下側(cè)設(shè)有榫狀凸起部111，所述底板型材13兩側(cè)均設(shè)有卯槽121；
12、其中，背板型材11上側(cè)榫狀凸起部111與面板型材上側(cè)卯槽121配合；背板型材11下側(cè)榫狀凸起部111與底板型材13左側(cè)卯槽121配合；面板型材12下側(cè)的榫狀凸起部111與底板型材13右側(cè)卯槽121配合。
13、所述背板型材11與面板型材12搭接側(cè)靠近榫狀凸起部111和卯槽121的位置還設(shè)有相互對稱，且垂直于水平方向的上延伸部1211，所述底板型材13上設(shè)有一對與上延伸部1211共線對稱下衍生部1212，所述衍生部1211向上延伸。上延伸部1211和下衍生部1212用于將背板型材11、面板型材12、底板型材13圍成的兩側(cè)開口的殼體內(nèi)部劃分三個區(qū)域，以填充巖棉材料、多孔吸聲材料，以及中間隔聲層17，從而進(jìn)一步優(yōu)化減載泄壓型高速鐵路聲屏障隔聲降噪能力。
14、作為進(jìn)一步的方案，所述面板型材12上設(shè)有吸聲孔。
15、作為進(jìn)一步的方案，所述面板型材12上的吸聲孔縱橫分布。
16、作為進(jìn)一步的方案，所述巖棉吸聲層14選自容重大于等于100kg/m3的巖棉材料。
17、作為進(jìn)一步的方案，所述巖棉吸聲層14表面設(shè)有防水層。
18、作為進(jìn)一步的方案，所述多孔隔聲層15的材料選自計權(quán)隔聲量≥10db的多孔材料。
19、作為進(jìn)一步的方案，所述中間隔聲層17中還填充有pvc纖維水泥板，作為pvc纖維水泥板層171，所述pvc纖維水泥板層171被上延伸部1211與下衍生部1212限位固定。
20、所述減載泄壓型高速鐵路聲屏障結(jié)構(gòu)還包括堵頭2，立柱3，所述堵頭2可拆卸的固定在聲障單元板1兩端，所述堵頭2可拆卸的連接在立柱3上；所述堵頭2間上下堆疊可拆卸的連接，用于實現(xiàn)聲障單元板1的堆疊。
21、所述堵頭2包括上側(cè)面21、下側(cè)面22、左側(cè)面23、右側(cè)面24、封口端25，所述上側(cè)面21、下側(cè)面22、左側(cè)面23、右側(cè)面24、封口端25固定連接并相互圍合形成一側(cè)開口的殼體，所述上側(cè)面21上設(shè)有凸楞211，所述下側(cè)面22上設(shè)有能夠與凸楞211配合的凹楞221，使得堵頭2間可通過凸楞211與凹楞221的配合實現(xiàn)堵頭2的上下堆疊；
22、所述凸楞211頂點同背板型材11與面板型材12的交接點間隙配合，所述凹楞221最低點與底板型材13間隙配合，實現(xiàn)對聲障單元板1的上下限位；
23、所述1背板型材11與面板型材12側(cè)面設(shè)有對稱分布的定位凹槽18，所述左側(cè)面23、右側(cè)面24上設(shè)有與定位凹槽18配合的定位凸塊26。
24、作為進(jìn)一步的方案，堵頭的上側(cè)面21分別配合左側(cè)面23、背板型材11，右側(cè)面24、面板型材12，以背板型材11與面板型材12的交接點為軸，圍成對稱空腔；
25、所述下側(cè)面22與底板型材13以凹楞221最低點為軸圍成對稱空腔。
26、作為進(jìn)一步的方案，所述定位凹槽17與定位凸塊26可以設(shè)置一組或多組。
27、作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述定位凹槽17與定位凸塊26設(shè)置為2-3組。
28、所述堵頭封口端25上設(shè)有防潮開口27。
29、所述堵頭2的左側(cè)面23、右側(cè)面24上設(shè)有緩沖層28，緩沖層28的存在有助于進(jìn)一步提高減載泄壓型高速鐵路聲屏障穩(wěn)定性，防止聲屏障縱向竄動。
30、作為進(jìn)一步的方案，所述立柱3用于固定堆疊的堵頭2。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下有益效果：
32、本方案通過復(fù)式設(shè)計的聲障單元板和精心設(shè)計的泄壓流道，實現(xiàn)了高抗風(fēng)壓與高降噪能力的平衡，有效解決了傳統(tǒng)泄壓孔設(shè)計導(dǎo)致的降噪能力降低問題。采用兼具吸聲和隔聲功能的對稱雙層填充層，優(yōu)化了聲屏障的隔聲能力，同時減少了聲波反射，增強(qiáng)了吸聲效果，并均衡了內(nèi)部應(yīng)力，提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；通過聲障單元板的疊層設(shè)計，構(gòu)建了喇叭口型泄壓風(fēng)道，結(jié)合巖棉吸聲層和多孔隔聲層的特性，精心優(yōu)化了泄壓風(fēng)道的結(jié)構(gòu)。在400公里/小時的高時速運營環(huán)境下，本方案的聲屏障計權(quán)隔聲量有效提高，并顯著降低了結(jié)構(gòu)荷載，避免了聲障板竄動現(xiàn)象。通過材料分布與結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)同優(yōu)化，本方案顯著提升了聲屏障的綜合性能，使其在高速鐵路復(fù)雜工況下表現(xiàn)出優(yōu)異的隔聲和抗風(fēng)壓能力，為高性能聲屏障的開發(fā)提供了有效解決方案，具有重要的應(yīng)用價值和推廣前景。