本实用新型专利技术公开了一种钢桥降噪装置，属于轨道交通振动与噪声控制技术领域及土木工程领域，适用于钢桁梁、钢板梁、直腹板钢箱梁桥，扁平钢箱加劲梁，用于降低钢桥的结构振动，从而进一步降低其结构辐射噪声。该实用新型专利技术包括阻尼层、约束层和固定装置，约束层和阻尼层所构成的阻尼约束层装置是基本的降噪装置，通过层厚匹配可以实现对钢桥结构噪声的抑制作用。当约束阻尼层安装于不同类形钢桥时，视情况采用相应的固定装置，可以保证约束阻尼层与钢桥板件在交通动荷载及环境作用下紧密贴合，提高工作稳定性和使用寿命。当钢桥承受动力荷载时，所引起钢桥板件的振动被约束阻尼层耗散，使得钢桥表面的振动速度大幅降低，从而降低了钢梁向外界辐射的结构噪声。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于轨道交通振动与噪声控制
及土木工程
，具体涉及一种用于降低钢结构桥梁结构噪声的阻尼装置及其配套固定装置。
技术介绍
在我国，混凝土桥梁的应用十分广泛，而钢桥的应用不及混凝土桥梁的十分之一。除了钢桥的造价高于混凝土桥梁之外，另一个主要因素就是钢桥的结构噪声比混凝土桥要大，这一点对于轨道交通用的钢桥尤为严重。桥梁的结构噪声由结构表面的振动引起，其中以垂直于结构表面的振动最为显著。对于混凝土桥梁，其结构尺寸一般较为厚实，其最薄的混凝土板厚度为25~30cm。而钢桥一般由杆件或板件焊接和拼接而成，其结构的基本单元是钢板，其钢板厚度一般为12~30mm，相对于混凝土桥梁，钢桥的基本结构显得更为纤薄，其板的局部振动更为剧烈，所引起的结构噪声更为明显，这也就是钢桥结构噪声影响大于混凝土桥的一个重要原因。此夕卜，从材料本身方面考虑，混凝土材料的结构阻尼一般为5%，而钢材的结构阻尼则为2%左右，这也就使得结构振动在钢结构内部衰减较慢，更容易传递。从结构响应的频率范围来看，混凝土桥梁的辐射噪声以中低频为主，而钢桥的辐射噪声则是以中高频为主，可见，钢桥的辐射噪声对于人耳的感受更为明显。相比于混凝土桥，钢桥具有独特的优势，钢桥一般在工厂制造，质量容易保证。钢桥自重轻，下部桥墩和基础的工程数量较为节省。钢桥更为环保，以钢为原材料比以混凝土为原材料的制造过程更为环保。此外，钢桥易于修复和更换，即使全部拆除，钢材也可以回收利用，从总价值上分析，钢桥是一种更为经济合理的桥梁。为了克服钢桥结构噪声大的缺点，更好地发挥其优势，有必要对降低钢桥的结构噪声采取一定的措施。因此，市场迫切需要一种能够减缓钢桥局部振动并降低钢桥结构噪声的阻尼装置。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种用于降低钢桥结构噪声的钢桥降噪装置，吸收钢桥构件振动能量，实现对由于钢板局部振动引起的钢桥结构噪声辐射的抑制和削弱。本技术为解决这一问题所采取的技术方案是:本技术的钢桥降噪装置，包括阻尼层和包覆在阻尼层外部的约束层，阻尼层由具有高阻尼和良好温频特性的材料构成，约束层由金属板或复合材料板构成，通过阻尼层和约束层以不同厚度的组合形成约束阻尼层，敷设于钢桥构件表面，能够对于钢板起到更好的降低振动、减少结构噪声辐射的作用，阻尼层与约束层的厚度比在2:3~5:1之间。对于典型的钢桁梁结构，由主桁系统、横向联接系统以及桥面系组成，其中主桁系统在梁体最外侧，与竖直平面平行，是主要结构噪声辐射源，阻尼层装置对主桁系统进行表面敷设即可获得较好的降低结构振动和噪声的效果。钢桁梁的基本结构为杆件，主桁系统的杆件主要为H形截面和箱形截面两种形式。对于H形截面，翼缘板与竖直平面平行，是主要的声辐射源，当H形截面构件为弦杆构件时，阻尼层装置可以对翼缘板和腹板进行直接粘贴，约束阻尼层装置可以做成下端不封口的“凹”字形，约束层和阻尼层分别具有两个外侧端面，两个内侧端面，连接外侧端面和内侧端面的两个顶端面和连接两个内侧端面的上端面。装置的自重可以通过杆件腹板承担，不再需要加固处理。对于箱形截面，两侧腹板与竖直平面平行，是主要结构声辐射部位，当箱形截面作为弦杆时，约束阻尼层装置可以对翼缘板和腹板进行直接粘贴，约束阻尼层可以做成下端不封口的“ 口 ”字形截面，约束层和阻尼层分别具有上端面和两个侧端面。装置的自重可以通过上翼缘承担，也可不再需要固定装置。当H形截面或箱形截面构件构成腹杆时，采用固定装置进行安装固定，加强形阻尼装置通过采用全封闭的“口”字形的敷设方式对两种截面的外围轮廓进行全包围敷设，并采用螺栓进行拧紧，对全包围施加一定的环抱预紧力，从而保证约束阻尼层装置与杆件紧密贴入口 ο对于典型的钢板梁或者钢箱梁结构，由两片工字形截面的主梁或者一片箱形截面以及横向隔板、横联系统、桥面系组成。工字形或箱形主梁的腹板是主要结构噪声辐射源。腹板的钢板尺寸比钢桁梁更大，往往采用更多的局部加劲肋，所需敷设的约束阻尼层装置面积也更大，需要采用特殊的加强装置以保持阻尼层的工作稳定性。一般的，腹板沿顺桥向每隔一段距离会有加劲肋与其进行垂直焊接，约束阻尼层以相邻两加劲肋间的腹板为基本单元进行敷设，每一敷设单元内，约束阻尼层直接与腹板粘贴，敷设成“L”形截面形式，使得约束阻尼层下部敷设范围由腹板深入至下翼缘板的一部分，以保证约束阻尼层装置的自重支撑于下翼缘板。固定装置分为上下两部分，下部固定装置采用分布式的小三角形钢片，对“L”形阻尼层的拐角处进行加强，保证约束层的在重力作用下的受力稳定性。上部固定装置由角钢压条和“几”字形连接板构成，角钢压条是对阻尼层上部沿着顺桥向的压紧装置，保证阻尼层装置不发生侧向倾覆，角钢压条被“几”字形连接板压紧，“几”字形连接板与腹板加劲肋采用螺栓连接，安装时仅需在加劲肋上打眼，不影响主体结构的工作性能。对于斜拉桥或悬索桥的加劲肋普遍采用扁平状的钢箱梁截面，钢箱梁腹板与底板夹角为钝角，其钢板采用“U”形加劲肋对腹板和底板在顺桥向进行加劲。腹板是主要的主要结构噪声辐射源。对于扁平钢箱梁进行阻尼层安装，取腹板及底板上相邻两“U”形加劲肋间的板为基本单元，对其进行敷设，敷设完毕后一般不需要进行额外的加固即可满足阻尼层的工作稳定性。对于钢桁梁腹杆，约束层和阻尼层具有上端面、下端面和两个侧端面，形成“ 口”字形，以外包形式敷设于箱形或H形截面腹杆外轮廓表面，通过设置在上端面中央封口处的约束阻尼层加强钢板和预紧螺栓保持约束阻尼层与钢件的紧密贴合。本技术具有的优点和积极效果是:本技术提供了分别对应于钢桁梁、钢板梁、钢箱梁、扁平钢箱加劲梁的钢桥降噪装置，基本上涵盖了绝大多数的钢桥类形。降噪装置与钢梁主要的结构部位相紧密贴合，当桥梁上承受动力荷载时，会激励起钢桥上较为复杂的局部振动，这些振动会被约束阻尼层耗散，从而降低构件或钢板表面的振动速度和振幅，进而控制了钢桥向外部的结构噪声辐射。根据激励的频率成分不同，采用不同的阻尼层和约束层材料与层厚组合，从而适应不同的钢桥地段的降噪要求，达到对桥梁进行减振降噪的目的。【附图说明】图1是本技术在钢桁梁箱形截面杆件作为弦杆安装的结构示意图；图2是图1中A部的放大结构示意图；图3是本技术在钢桁梁H形截面杆件作为弦杆安装的结构示意图；图4是图3中B部的放大结构示意图；图5是本技术在钢桁梁箱形截面杆件作为腹杆安装的结构示意图；图6是图5中C部的放大结构示意图；图7是本技术在钢桁梁H形截面杆件作为腹杆安装的结构示意图；图8是图7中D部的放大结构示意图；图9是本技术在钢板梁或直腹板钢箱梁安装的结构示意图；图10是沿图9中的I一I线的剖面结构示意图；图11是图9中E部的放大结构示意图；图12是图9中F部的放大结构示意图；图13是沿图11中的II一II线的剖面结构示意图；图14是本技术在扁平钢加劲肋安装的结构示意图；图15是图14中G部的放大结构示意图。附图中主要部件符号说明:1:阻尼层2:约束层3:钢桁梁箱形弦杆上翼缘板4:钢桁梁箱形弦杆腹板5:钢桁梁箱形弦杆下翼缘板6:钢桁梁H形弦杆翼缘板7:钢桁梁H形弦杆腹板8:约束阻尼层加强钢板9:预紧螺栓10:钢板梁或直腹板本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢桥降噪装置，其特征在于：该降噪装置包括阻尼层（1）和包覆在阻尼层外部的约束层（2），通过阻尼层和约束层以不同厚度的组合形成约束阻尼层，敷设于钢桥构件表面，阻尼层与约束层的厚度比在2:3~5:1之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王祯，苏伟，张雷，马广，
申请(专利权)人：铁道第三勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12
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