【技术实现步骤摘要】
本技术属于声屏障，具体涉及一种非金属声屏障单元板。
技术介绍
1、声屏障通过在噪声源和接收者之间插入一个屏障设施，对声波传播进行衰减，从而达到消声降噪的目的。声屏障包括金属声屏障和非金属声屏障。其中，非金属声屏障由于造价低、耐腐蚀的特点而得到快速发展。
2、目前应用广泛的非金属声屏障单元板，外壳为挤压成型的混凝土结构，面向声源一侧开孔，内部填充岩棉或玻璃丝绵等纤维类吸声材料。应用于线路的此类非金属声屏障单元板内部纤维类吸声材料的生产过程属于高耗能行业，且声屏障组装过程对产业人员的健康不利，5年内易出现面板开裂损坏、吸声材料塌落粉化、雨水浸泡后塌陷等现象，无法保证声屏障使用周期内的声学性能。其余少量应用于铁路的整体预应力混凝土声屏障，将颗粒类吸声材料外置于面向声源一侧，背板采用预应力钢筋混凝土结构作为骨架支撑，此类非金属声屏障施工工艺复杂，面密度较大，其低频吸声性能较弱，吸声材料与混凝土背板在施工现场连接、单元板整体结构稳定性较差，施工困难。因此，有必要研究一种声学性能优异、结构安全可靠、可工厂化制造的非金属声屏障单元板。
技术实现思路
1、本技术针对现有技术中的问题，公开了一种非金属声屏障单元板，具有结构安全可靠、吸隔声性能以及力学性能优良的优点。
2、本技术公开了一种非金属声屏障单元板，包括若干个平行排列的水泥基吸声面板，每个水泥基吸声面板的背侧面上设置有浇筑内模，所述浇筑内模与水泥基吸声面板围合形成背部空腔。每个水泥基吸声面板和浇筑内模的外周、以及浇筑内
3、所述水泥基吸声面板外置于面向声源一侧，面向声源侧面板设计为平面或凹凸面，其中凹凸面为波峰高5～15mm的连续波纹面。
4、所述水泥基吸声面板是预制构件，由浇筑或振压工艺一次成型，横截面为等腰梯形。成型后根据环境温湿度，采取自然养护或蒸汽养护，7～28天养护后达到产品标准强度，即抗压强度2.5mpa以上，抗折强度1mpa以上，脱模后形成水泥基吸声材料。
5、所述水泥基吸声面板材料为轻质骨料、凝胶材料和水的混合物，混合质量比为3～5：1：0.4～0.65，各组分视单元板应用场景、固定方式、设计要求及掺和料添加情况在上述比例范围内浮动。
6、所述轻质骨料粒径为0.6～4.75mm，选自陶粒、火山岩颗粒和砂岩颗粒中的至少一种。
7、所述胶凝材料为水泥和掺合料的混合物，其中水泥质量占比70％～90％，所述水泥选自强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，所述掺合料包括硅灰、粉煤灰和纤维中的至少一种。掺合料可以改善生产过程中浆料的拌合状态，提升成型板材的抗折强度及抗冻融性能。
8、所述水泥基吸声面板吸声材料内部颗粒之间存在较小尺寸的、连续的孔隙结构，在较宽频带范围内具有较高的吸声系数。
9、所述背部空腔为水泥基吸声面板及浇筑内模固定后围合形成的空气夹层。低频噪声通过水泥基吸声面板进入背部空腔后，引起背部空腔内空气振动，将声能转化为热能；背部空腔与水泥基吸声面板形成吸声结构，有利于提升声屏障单元板的低频吸声性能；背部空腔与水泥基吸声面板及背板形成隔声结构，有利于提升声屏障单元板的整体吸隔声性能。
10、所述浇筑内模选自批量生产的防火pvc、聚氨酯或预制纤维水泥板中的一种。浇筑内模提供支撑作用，一方面可以形成稳定的背部空腔，另一方面可以在混凝土浇筑时起到足够的支撑强度，避免结构塌陷，同时还为背板提供了浇筑面，确保背板平整成型。另外浇筑内模材料具有一定弹性，可与背板以及侧板充分接触，使非金属声屏障整体结构更稳定。
11、所述浇筑内模顶部与水泥基吸声面板的接触部位可以进一步采用橡胶条软性连接，可确保壁面平整，避免混凝土浇筑时由于内模顶面和吸声面板底面不平整造成的扣合缝隙漏浆。
12、所述内模垫块与浇筑内模一体成型，设置于浇筑内模的背部外侧面的外周边缘，内模垫块与浇筑内模的背部外侧面围合形成背板的浇筑空间，确保浇筑混凝土时，背板一次成型。背板与侧板通过内模垫块点接触连接，提高相邻的水泥基吸声面板+背部空腔+背板结构之间的弹性应变力，提升非金属声屏障单元板整体结构的稳定性，避免了结构受列车吸力时破裂。
13、在上述非金属声屏障单元板的结构的基础上，为了达到单元板高吸隔声性能、高结构强度以及低面密度的综合性能进一步提升，本申请进一步优化了水泥基吸声面板、背部空腔、浇筑内模和背板的厚度设计。
14、在一些优选的方案中，水泥基吸声面板的厚度为40～80mm，可进一步优选为40～60mm，还优选为40～50mm。
15、在一些优选的方案中，背部空腔厚度为40～80mm，可进一步优选为40～70mm，还优选为40～60mm。
16、在一些优选的方案中，浇筑内模厚度为5-22mm，可进一步优选为5～20mm，还优选为10～20mm。
17、在一些优选的方案中，背板厚度为12-20mm，可进一步优选为12～18mm，还优选为14～18mm。
18、由于水泥基吸声面板、背部空腔、浇筑内模和背板之间厚度关系的进一步调整有利于提高单元板高吸隔声性能、高结构强度以及低面密度的综合性能。
19、在一些优选的方案中，所述水泥基吸声面板和背部空腔的厚度之和为80～110mm。
20、更进一步优选地，所述水泥基吸声面板、背部空腔、浇筑内模和背板厚度之和为115～145mm。
21、所述侧板内沿单元板长度方向设置有主体预应力钢筋，钢筋直径7mm～10mm，单根钢筋预应张拉力35kn～70kn。合适的预应力钢筋直径及预应力可提升单元板结构刚度，保证声屏障单元板整体结构受风压作用时，不产生拉应力区域，防止混凝土受拉破坏。
22、在一些优选的方案中，主体预应力钢筋在侧板上下两端各布设2根以上。
23、作为进一步的优选，主体预应力钢筋在侧板上下两端各布设2～3根。
24、所述侧板内沿单元板高度方向设置有端部加强钢筋，钢筋直径5mm～8mm。端部加强钢筋可以加强声屏障单元板左右端部混凝土的抗拉性能，防止预应力钢筋施加的张力将端部混凝土拉裂。
25、在一些优选的方案中，端部加强钢筋在侧板左右两端各布设2根以上。
26、作为进一步的优选，端部加强钢筋在侧板左右两端各布设2～3根。
27、所述背板、吸声面板间接缝、内模具间接缝、侧板通过外部模具混凝土一次性浇筑成型，连接紧密，结构稳定性好。
28、所述混凝土选自骨料、胶凝材料、水的混合物，混合质量比为1.5～3.5：1：0.3～0.35，各组分视单元板应用场景、固定方式、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非金属声屏障单元板，其特征在于，包括若干个平行排列的水泥基吸声面板(1)，每个水泥基吸声面板(1)的背侧面上设置有浇筑内模(3)，所述浇筑内模(3)与水泥基吸声面板(1)围合形成背部空腔(2)；
2.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述水泥基吸声面板(1)外置于面向声源一侧，面向声源侧面板设计为平面或凹凸面，其中凹凸面为波峰高5～15mm的连续波纹面。
3.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)顶部与水泥基吸声面板(1)的接触部位可以进一步采用橡胶条软性连接；
4.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述水泥基吸声面板(1)的厚度为40～80mm。
5.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度为40～80mm。
6.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度为40～70mm。
7.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度为40～60mm
8.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)厚度为5-22mm。
9.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)厚度为5～20mm。
10.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)厚度为10～20mm。
11.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背板(4)厚度为12-20mm。
12.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背板(4)厚度为12～18mm。
13.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背板(4)厚度为14～18mm。
14.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述水泥基吸声面板(1)和背部空腔(2)的厚度之和为80～110mm。
15.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述水泥基吸声面板(1)、背部空腔(2)、浇筑内模(3)和背板(4)厚度之和为115～145mm。
16.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述侧板(10)内沿单元板长度方向设置有主体预应力钢筋(8)，所述主体预应力钢筋(8)在侧板(10)上下两端各布设2根以上。
17.根据权利要求16所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述主体预应力钢筋(8)在侧板(10)上下两端各布设2～3根；
18.根据权利要求17所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述端部加强钢筋(7)在侧板(10)左右两端各布设2～3根。
19.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述接缝包括位于相邻的水泥基吸声面板(1)之间的混凝土浇筑结构构成吸声面板间接缝(5)、位于相邻的浇筑内模(3)之间的混凝土浇筑结构构成内模具间接缝(6)；
...【技术特征摘要】
1.一种非金属声屏障单元板，其特征在于，包括若干个平行排列的水泥基吸声面板(1)，每个水泥基吸声面板(1)的背侧面上设置有浇筑内模(3)，所述浇筑内模(3)与水泥基吸声面板(1)围合形成背部空腔(2)；
2.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述水泥基吸声面板(1)外置于面向声源一侧，面向声源侧面板设计为平面或凹凸面，其中凹凸面为波峰高5～15mm的连续波纹面。
3.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)顶部与水泥基吸声面板(1)的接触部位可以进一步采用橡胶条软性连接；
4.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述水泥基吸声面板(1)的厚度为40～80mm。
5.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度为40～80mm。
6.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度为40～70mm。
7.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述背部空腔(2)厚度为40～60mm。
8.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)厚度为5-22mm。
9.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)厚度为5～20mm。
10.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板，其特征在于，所述浇筑内模(3)厚度为10～20mm。
【专利技术属性】
技术研发人员：韩珈琪，常亮，柴博，何占坤，高潮，潘晓岩，苏卫青，沈志军，韩军，张海瑜，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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