声屏障材料（精选8篇）
声屏障材料 篇1
声屏障用吸隔声材料及其发展趋势
安平县汉威（声屏障）丝网制造有限公司 前言
声屏障生产厂家——安平县汉威丝网制造有限公司是一家专业生产各种声屏障、隔音墙的生产厂家。从事隔音降噪行业十余年对于声屏障、公路隔音墙我们绝对有信心满足您的任何需求，作为华北地区成立最早的声屏障、隔音墙生产厂家之一，我们积累多年生产、研发、施工经验（可到现场指导安装各种类型隔音墙、声屏障）按业主要求及现场情况对声屏障进行非标准设计制作。
近年来，随着我国城市化建设的不断推进，为高效快速的交通行业提供了一个极佳的发展机遇。目前，新建的城际高铁、轻轨、高速公路和市内地铁、高架路已经比比皆是，给人们出行和货物运输行业带来了极大方便。但是，我们也无需讳言，日趋严峻的交通噪声给 人们的身心健康造成严重危害。在国际学术界普遍公认设置“道路声屏障”是降低交通噪音的一项有效技术措施，它在国外已经使用多年，在我国国内也开始普遍推广。声屏障的关键核心技术就是吸隔声材料的性能。本文仅从材料角度进行综述并对新型声屏障用材料进行展望。
2吸隔声材料分类
目前市场主要应用的吸隔声材料包括以下几类：金属类，混凝土类，玻璃钢类，纤维类，多孔陶瓷类。2.1金属吸隔声材料
包括金属纤维材料和多孔泡沫金属材料。其中金属纤维材料有不锈钢纤维，铝纤维等，其优点是强度高、耐高温、耐水性好。多孔泡沫金属材料主要应用的是泡沫铝，其优点是吸声性能稳定，吸声系数大于常用吸声材料，对中低频噪声有良好的吸能能力。金属纤维板和泡沫铝吸声板都可以直接暴露在空气中，不需要护面穿孔板和填充物。但是他们易遭受有害物质破坏，尤其在氯盐的环境下，与基础连接的部位更易遭受破坏。另外，金属材料的隔声屏单元结构连接处容易产生噪声泄漏。金属声屏障生产工艺需要严格控制，生产成本高，故国内应用较少。2.2混凝土吸隔声材料
混凝土吸隔声材料采用传统工艺和材料生产，它具有成本低、维护费用低、坚固、耐久性好等优点，同时在色彩、形状、形式和文理装饰方面有很大自由度，是国内外交通声屏障中最常用的一种。传统的混凝土声屏障为普通反射式声屏障，能够降噪约5 dB，它吸声性能低，易开裂，自重大，给设计施工带来很大的困难。新型多孔混凝土声屏障扩大了其在降噪领域的应用。如DurisoI Inc．生产的混凝土木屑复合声屏障，降噪系数分别为0.7或0.8；而Concrete Precast svstems生产的混凝土橡胶颗粒复合声屏障降噪系数为0.8（厚度：4英寸橡胶颗粒＋4英寸混凝土）。2.3玻璃钢吸隔声材料
玻璃钢声屏障是指由玻璃钢为主要材料组成的声屏障。玻璃钢声屏障的结构组成为：正面由工程塑料穿孔板护面；内部填充物由用无碱憎水玻纤布或防水吸声薄膜包裹离心复合玻纤面组成；背面隔声板由玻璃钢挤拉型材组成。它自重轻，耐腐蚀，化学性能稳定，景观效果好，后期维护方便，不变色、易清洗、受破坏后易更换等。但是耐候性差，耐紫外线性差。2.4纤维吸隔声材料
早期使用的吸声材料为植物纤维，如棉麻制品，木质纤维板等，这些材料在高频段吸声能力好，但是防火，防潮，防腐能力差。之后有无机纤维材料问世，如玻璃棉，岩棉，矿渣棉等，这些材料不仅有良好的吸能能力，而且质轻，不燃，不腐，不易老化等优点。但是无机纤维吸声材料的缺点是在施工安装的过程中因纤维性脆，容易折断形成粉尘散逸而污染环境、影响呼吸、刺痒皮肤，且软性结构，表面需有保护层，如穿孔板、透气织物等进行保护和装饰，构造比较复杂，体积大，储存和运输麻烦。2.5多孔陶瓷吸隔声材料
多孔陶瓷是采用陶瓷原料及相应工艺制造而成的具有三维连通的网状结构材料，具有开口孔隙率高，耐气候变化，抗腐蚀，抗热震等特点，它能在野外长年经受风吹，日晒雨淋，不会疲劳、变形和破裂，不会改变网状结构。多孔陶瓷吸声构件在公路交通噪声能量集中在200～1kHZ具有良好的吸声性能，能很好的吸收因反射而产生的混响声，使屏障内行车道区域声环境得到有效改善。但是泡沫陶瓷在高频段吸声能力差，目前国内生产厂家较少。3 吸隔声材料发展展望
目前市场上现有的吸声材料，由于自身存在的缺点，适用范围受到很大的限制，因此如果继续走单一材料结构的模式，其发展将会遇到很大的困难。今后吸声材料有几个大的发展方向。
3.1改性混凝土吸声材料
针对混凝土吸声材料的缺点，用高分子类材料进行改性，增强其吸能能力，同时改善混凝土材料本身的易开裂等问题，扩大其应用范围。3.2高分子粘弹性吸声材料
利用高分子材料的粘弹特性，将吸收的声能或者机械能转化为热能耗散是高分子粘弹性吸声材料的主要机理，主要有橡胶和互传聚合物网络材料等。3.3高分子复合吸声材料
从材料设计角度出发，通过混合，填充填料等方式，将高分子聚合物和金属材料或者无机材料有机结合；从结构设计角度出发，通过将多孔吸声，阻尼吸声，和共振吸声合理匹配，实现对噪声的最大程度吸声。3.4废旧橡胶吸声材料
我国每年产生大量的废旧橡胶，其中很大部分都可以重复利用，如废丁腈胶，这些橡胶本身具有较好的阻尼性能，通过对他们进行材料设计、结构设计，可以成为优异的吸声材料。对它们的回收利用会产生较大的社会效益和经济效益。4 结语
吸声材料是材料研究的一个重要方向，新型吸声材料会促进声屏障生产技术的发展甚至给其带来革命性的变革。吸声材料的研究具有重要的社会意义和经济效益 5.公司实力
声屏障生产厂家——安平县汉威丝网制造有限公司（简称：汉威声屏障）
安平声屏障厂家——汉威声屏障2010年下半年开始生产声屏障（华北地区最早的声屏障生产厂家之一）目前我公司可日生产高速公路声屏障、铁路声屏障3000平方米，生产能力还在继续上升
汉威声屏障（前身：安平县智宇丝网制品厂）是一家专业从事公路、铁路、小区、冷却塔降噪设计、生产、安装的综合性生产企业。
公司的主营产品系列包括：声屏障，隔音墙，公路隔音板，隔音屏障、隔声间、冷却塔消声器、公路防眩板、噪声治理工程等。为了提升产品的整体质量，公司不断引进国内外先进的生产设备。我们一直致力于开发高性能，低价格的隔声板、吸声板。并逐步推向市场，得到了用户的一致好评。本企业在行业内推出的插接式无铆钉技术，大大提升了产品的防腐性能，是整体工程完工后更加美观。
公司在2014年内完成了全国生产基地的配套建设与战略布局，使公司形成了立足河北，辐射全国的品字形组织构架，从而达到了覆盖东北、华北、华南、西南的生产线布局，并与2014年在上海、四川、北京、成都、贵阳、广州、山东、浙江等城市招募经销商。从而实现让利于客户，以谋共同发展。
我们依托自身强大的设备及物资储备实力，多年来出色完成了多个重大献礼工程。敢于承接急工程硬工程，从而实现了客户满意，并带动企业发展的目标。优质的产品及满意的服务为公司赢得了更多客户的信任，产品销售全国各地并不断承揽大型工程，是一家值得信赖的厂家。
买声屏障找声屏障生产厂家，汉威声屏障主导产品：隔音屏、轻质水泥声屏障、景观声屏障、顶部折角声屏障、大弧形声屏障、彩钢声屏障～声屏障复合板、凹凸百业孔声屏障～凹凸穿孔声屏障、金属穿孔声屏障～圆孔声屏障、百叶孔声屏障～百叶孔型隔音墙、冷却塔声屏障～空调风机声屏障、小区声屏障~工厂声屏障、公路声屏障~高架桥声屏障、铁路声屏障~高铁声屏障、隔声墙、隔声屏、风屏障、隔声屏障、吸音板、隔音网、隔音板、隔音屏璋、隔音墙、声屏障、顶部弧形声屏障、直立型声屏障（最高可生产20米）
安平声屏障厂家汉威声屏障近期做的一些声屏障工程：重庆江北机场声屏璋（波浪百叶）、焦化集团铁路声屏障（百叶孔）、盘锦辽河大桥声屏障、京港澳高速百叶孔声屏障、石家庄南新城高架桥声屏障、石太铁路轻质水泥声屏障、大广高速声屏障（波浪百叶）、大广轻质水泥声屏障、昆明南博会高架桥声屏障工程、大广高速公路隔音墙（波浪穿孔）、昆明机场高速声屏障、西安电厂声屏障、西柏坡高速公路声屏障、重庆江北区虾子蝙立交桥声屏障
声屏障材料 篇2
纤维增强水泥基复合材料 (Fiber Reinforced Cementitious Composite, 简称FRCC) , 是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体, 以金属纤维、无机非金属纤维、合成纤维或者天然有机纤维为增强材料而组成的复合材料。纤维在其中起着阻止水泥基体中微裂缝的扩展和跨越裂缝承受拉应力的作用, 因而使复合材料的抗拉、抗折强度以及抗裂性能有明显的提高。1993年法国Bouygues公司以Pierre Richard为首的研究小组研制成功一种新型超高性能混凝土:Reactive Powder Concrete, 它由细砂、水泥、石英粉、硅灰、高效减水剂、微钢纤维组成, 硬化过程中采用预压和热养护工艺, 提高密实性、改善微结构和提高强度[1,2]。RPC材料还具有减轻结构自重、减少结构构件配筋量等优越性, 因而能在提高综合性能的前提下降低工程造价。由于RPC具有强度高、韧性好、耐久性优异的特点, 虽然问世时间不长, 但就已经在国外的工程建设中获得大量应用, 最著名的是1997年在加拿大魁北克省的Sherbrooke市的Magog河上, 建起的一座长60m、宽4.2m、桥面板厚为30mm的RPC人行桥。近年来, 我国的清华大学、东南大学、武汉理工大学、解放军理工大学以及北京科技大学等高校相继开展了RPC材料的试验研究工作[3,4,5,6], 为RPC的工程应用创造了条件。北京市五环路石景山转体斜拉桥隔离带的空心板、青藏铁路冻土区桥梁上的新型人行道体系都采用了RPC材料[7]。但国内的RPC材料相对其它混凝土的应用仍不够广泛, 在地铁工程的应用还未见报道。
南京地铁二号线东延工程连接南京主城和仙林新市区, 始于二号线一期工程的马群站, 沿途设紫金山站、仙鹤门站、仙鹤中站、南师大站、仙鹤东站5座车站。线路全长8.773公里, 主体为高架和地面线路, 将于2010年建成通车。这条高架线采用目前世界上最新的鱼腹式车站和U型梁组合的新工艺, 建成后不仅是已建线路中最先进和最节能环保的高架线路, 也将成为一条高出地面的轨道交通建筑景观线。因此, 东延线线路大部分处于仙林景观大道, 高架线约占全长的86.8%, 对于声屏障降噪水平以及景观要求较高。根据上述要求, 工程首次采用超高性能水泥基复合材料制作的单元板作为桥梁护栏板。超高性能水泥基复合材料单元板在声屏障结构中起到承受上部结构 (包括声屏障钢架和接触网立柱) 荷载, 并将荷载传递给桥梁翼缘板的作用。单元板内侧可根据需要加贴吸声材料, 上部可根据需要加装吸隔声屏体。
基于超高性能水泥基复合材料的性能优势和南京地铁二号线东延线工程的特点, 本文详细介绍了南京地铁二号线东延线声屏障结构单元板用活性粉末混凝土的制备、搅拌、浇筑和养护等施工工艺, 以及FRCC单元板在工程中的应用情况。
一、单元板用活性粉末混凝土的制备
(一) 单元板设计要求
图1为FCS单元板构造图。根据结构和受力情况, 设计要求所用超高性能水泥基复合材料力学指标如下:抗折强度≥20MPa, 抗压强度≥100MPa, 劈拉强度≥10MPa, 弹性模量≥35MPa。另外, 单元板产品外观质量要求如表1所示。
(二) 原材料
超高性能水泥基复合材料常用的制备工艺主要采取下列措施:1、用级配良好的细砂替代粗骨料;2、掺加硅灰类矿物掺合料提高密实度;3、掺入高效减水剂, 降低水灰比, 降低孔隙率;4、掺入微细钢纤维提高韧性;5、凝固后通过热养护改善微观结构。因此, 结合工程特点和当地的原材料情况, 经过试验筛选, 最终确定了配制RPC材料用原材料如下:
(1) 水泥:南京江南水泥厂生产的小野田P·II52.5硅酸盐水泥。
(2) 粉煤灰:南京华能电厂I级粉煤灰。
(3) 硅灰:上海天恺新型材料有限公司生产的微硅粉, 比表面积22000m2/kg左右。
(4) 细集料:最大粒径为5mm的普通黄砂, 连续级配, 细度模数为2.4, 使用5mm筛将大于5mm的颗粒过筛。
(5) 高效减水剂:江苏博特新材料有限公司生产的聚羧酸外加剂 (水剂) , 含固量40%。
(6) 钢纤维:江苏博特新材料有限公司生产的超细钢纤维, 表面镀铜, 直径0.20mm, 长度13mm, 弹性模量≥210GPa, 抗拉强度≥2000MPa。
(三) 单元板用FRCC的配合比设计
为达到单元板产品外观质量要求, 超高性能水泥基复合材料必须具有很好的流动性。同时, 为加快工程进度、缩短工期, 对超高性能水泥基复合材料的凝结时间也提出了严格要求。经过大量的试验, 最终确定了施工用FRCC材料的配合比如表2所示。其主要控制点在于:硅灰和粉煤灰掺量分别为15%和35%, 胶砂比为1:1.2, 外加剂固体掺量为0.9%, 钢纤维体积掺量为2%, 水胶比控制在0.16～0.18之间, 保证跳桌流动度达210～240mm, 初凝凝结时间应小于12h。
二、施工工艺
关于超高性能水泥基复合材料的工程应用, 没有现成或成熟的施工工艺。因此, 本工程结构所制备的超高性能水泥基复合材料特点和单元板的结构特征, 摸索并制定了科学的搅拌、浇筑和养护工艺。
(一) 搅拌工艺
流动度为210～240mm的超高性能水泥基复合材料的施工特性为:和易性好、流淌度好、较粘稠、附着力强, 材料中的气泡较难排除;又由于内掺钢纤维, 表面较难收光。因此, 通过多次试验, 考虑到生产质量及工人操作的难易性, 采用了立式模板的浇筑方案, 如图2所示。施工中采用了一套1m3双卧轴强制式混凝土搅拌站, 其转速可调, 最高80转/分钟, 能实现砂、水泥、粉煤灰、外加剂和水的自动称量投料, 并加装钢纤维振动筛装置, 搅拌过程实现程序全自动控制。由于超高性能水泥基复合材料去除了粗骨料, 故搅拌时间较普通混凝土有所延长, 搅拌过程中先将水泥、矿物掺合料与砂干拌, 接着加水、减水剂湿拌中速3分钟、快速3～6分钟, 然后将震动分散好的钢纤维均匀加入快搅6分钟, 最后慢搅5分钟出料。各组份分批加入并延长时间, 有利于钢纤维的均匀分散和扩展流动度, 为出料和下一步浇筑提供便利。
(二) 浇筑工艺
在振动成型方面, 根据实际情况自制了两台混凝土振动台, 同时采用在模板上加装3台附着式振动器, 开观察孔的方式, 以保证混凝土浇筑的密实性及气泡的排除。由于RPC材料的粘稠度较高, 需不断振动来提高密实度。浇筑分层进行, 每次浇立式模板的三分之一高度, 并通过预留的观察孔了解振动后的情况, 全部浇筑完毕后振动找平, 静置1～2小时, 表面收光, 覆盖塑料薄膜。
(三) 养护工艺
超高性能水泥基复合材料在标准养护或自然养护条件下, 强度增长非常缓慢, 需采取加热养护的方式。养护方式决定了强度增长的速率及模板周转速率、生产及出厂安装的周期, 对工程进度及工程经济效益有较大影响。现有文献资料中对超高性能水泥基复合材料的养护大多采用90℃热水养护, 成本高、施工难度大。本工程中的超高性能水泥基复合材料单元板采用蒸汽养护的工艺, 同时也基于以下几点考虑: (1) 保证模板24h脱模周期; (2) 生产一周能出厂安装; (3) 确保蒸养过程不会造成裂缝的生产, 控制静置时间大于混凝土初凝时间, 控制升温速率和降温速率; (4) 降低蒸汽用量, 节约生产成本。因此, 在大量试验的基础上, 并避免蒸养中试块爆裂现象的出现, 确定了二次蒸养的养护方案, 即:经第一次60℃蒸养后混凝土抗压强度达65MPa, 再进行第二次90℃蒸养, 保证强度≥100MPa, 具体过程如图4所示。
三、工程应用情况
南京地铁二号线东延线及东东延大部分处于仙林景观大道, 对于声屏障降噪水平以及景观要求较高。设计采用整体式声屏障, 以采用超高性能水泥基复合材料制作的单元板替代传统的ALC板作为桥梁护栏板。在南京地铁二号线东延线采用超高性能水泥基复合材料近2000m3, 生产单元板4736块, 其中紫金山至仙鹤门区间用单元板1616块, 仙鹤门至南师大区间用单元板1627块, 南师大至仙鹤东区间用单元板1095块, 东东延体育学院站后折返线共用单元板398块。经实践, 采用超高性能水泥基复合材料制作的单元板, 综合优越性能, 已取得了良好的使用效果。
参考文献
[1]Richard P, Cheyrezy M.Reactive Powder Concrete with HighDuctility and 200-800 MPa Compressive Strength[J].ACI SP144, 1994 (3) :507-518.
[2]Richard P, Cheyrezy M.Composition of Reactive Powder Con-cretes[J].Cement and Concrete Research, 1995, 25 (7) :1501-1511.
[3]覃维祖.活性粉末混凝土的研究[J].石油工程建设, 2002, 28, (03) :1-3.
[4]赖建中, 孙伟, 刘斯凤, 等.钢纤维对RPC材料的增韧效果影响的研究[J].混凝土与水泥制品, 2002 (, 05) :41-43.
[5]黄育, 王必斌, 陈万祥, 等.不同钢纤维对RPC性能影响的试验分析[J].解放军理工大学学报, 2003, 4, (05) :64-67.
[6]刘娟红, 王栋民.养护对矿物细粉活性粉末混凝土性能的影响[J].武汉理工大学学报, 2009, 31, (07) :100-103.
声屏障材料 篇3
摘要：利用声发射技术对复合材料层合板的低速冲击和压缩破坏进行了分析，测试过程中用声发射技术进行实时监测，结合载荷一位移曲线，分析了声发射能量，幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率，并对典型信号的波形进行了频谱分析，结果表明：AE参数能很好的描述复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩行为。
关键词：声发射；复合材料层合板；低速冲击；压缩；频谱
摘要：利用声发射技术对复合材料层合板的低速冲击和压缩破坏进行了分析，测试过程中用声发射技术进行实时监测，结合载荷一位移曲线，分析了声发射能量，幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率，并对典型信号的波形进行了频谱分析，结果表明：AE参数能很好的描述复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩行为。
关键词：声发射；复合材料层合板；低速冲击；压缩；频谱
摘要：利用声发射技术对复合材料层合板的低速冲击和压缩破坏进行了分析，测试过程中用声发射技术进行实时监测，结合载荷一位移曲线，分析了声发射能量，幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率，并对典型信号的波形进行了频谱分析，结果表明：AE参数能很好的描述复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩行为。
声屏障材料 篇4
一、念好合规“紧箍咒”，做到有“法”可依 俗话说“没有规矩，不成方圆 ”，随着金融的不断创新与转型，创新和完善内控管理制度也成了我们的当务之急。2013年，我行以“合规文化警示教育月”活动为契机，狠抓各项制度的梳理、制定、修订和完善，让员工有“法”可依，有章可循。在此基础上，以党的十八大提出的“八项规定”、“六条禁令”为抓手，强化宣传、培训与学习，营造人人知法、懂法、学法的氛围。
建章立制，完善流程。一是依据省联社的各项新制度流程和本行。
进行检查考核；三是落实三个第一责任人。明确党委书记***为案防工作第一责任人，对辖内案防工作负总责；纪委书记（监事长）***为案防工作监督第一责任人，对案防工作负监督责任；行长**、副行长**、**为各分管业务条线案防工作的第一责任人，对条线案防工作负直接管理责任。同时领导班子成员对挂点支行包内控管理、包任务指标督办、包绩效考核等。每月不定时到基层巡查一次，对各网点任务完成情况进行一次督办、对内控管理进行一次检查、对业务发展情况进行一次调研、对员工进行一次座谈。包点包人，签订责任。按照“领导包片”、“部门包线”、“审计包片”的原则，层层签订责任状。一是总行与所辖16个乡镇支行签订了案件防控责任状，与全县272名员工签订了岗位责任状和互控责任书，全县支行行长、副行长、会计、柜员、库管员、授权员、客户经理、贷后管理员等8类岗位人员写出了岗位承诺书。二是建立员工互控案防责任机制。签订员工互控责任状，构建起员工相互监督、互相制约的监督机制和责任体系，形成案防工作“一荣俱荣、一损俱损”的集体荣誉感和责任感，从源头上杜绝了不良行为的滋生和不规范操作的蔓延。三是单位与员工及其家属签订安全责任书。为减少和控制因车祸、酒后滋事、不慎导致电火烟火、被抢、被盗、出游意外伤亡等导致的个人与单位扯皮闹事现象，要求各支行以协议的形式与员工及其家属签订安全责任书，区分工作责任和个人责任，倡导员工遵循社会公德，收效明显。
创建标杆，引领示范。为充分发挥各条线的管控作用。今年初，**农商银行党委研究，根据各条线的管理职责，各条线科室选择一家支行作为标杆示范单位，在经验成熟后并全县推广。2013年12月由各分管领导带领相关部室进行标杆支行检查验收，稽核监察部选择关防支行为案防与合规标杆示范单位，保卫部选择湖北口支行为安全保卫标杆示范单位，两个支行均于11月份验收达标，2014年根据标杆示范的标准全县推广。
三、设置监督“高压线”，做到执“法”必严
两种声屏障的降噪效果对比研究 篇5
1 测试方案
泡沫铝声屏障：材料为闭孔泡沫铝板，厚度10 mm，打孔率3%，背后设置70 mm厚空腔（空气层）。百叶型声屏障：材料为铝合金板，厚度1mm，背后设置50mm厚空腔，填充玻璃棉。
测点共设置4个，测试路段为沈阳市珠林路。测点1、测点2为泡沫铝声屏障；测点3、测点4为百叶型声屏障。噪声分析仪：AWA6270+型。时间计权：F(快)。仪器距离测量处地面1.2m以上，受声点与快速路高度相平。
2 降噪效果对比分析
2.1 测试结果及插入损失
根据各测点处声屏障安装前后参考点和受声点的等效连续A计权声压级测量结果，求得各测点处的插入损失,详见表1。插入损失计算依据《声屏障声学设计和测量规范》(HJ/T90-2004)进行。
从表1可见，百叶型声屏障的插入损失在4.7dB～5.8dB之间。泡沫铝声屏障的插入损失可达12.1dB～13.3 dB，其降噪效果明显由于百叶型声屏障。
2.2 两种声屏障的吸声特性分析
对吸声特性进行了测试分析，见图1。
由图1可见，两种声屏障的吸声系数峰值相差较小，均在0.9左右，但主吸声频率不同。泡沫铝声屏障的主吸声频率在315Hz～630Hz，对应的吸声系数在0.6～0.9。百叶型声屏障的主吸声频率在630 Hz～1250Hz，对应的吸声系数在0.58～0.86，百叶型声屏障对低于630Hz的低频噪声吸声效果不理想。
由插入损失的实测结果，在城市快速路的降噪效果方面，泡沫铝声屏障优于百叶型声屏障。分析是因为城市快速路的汽车噪声主要为低频噪声，声压级大于60 dB的噪声频率均在600Hz以下，而泡沫铝声屏障对低于630Hz的低频噪声的吸声效果较好。
3 结语
在城市快速路上安装泡沫铝声屏障，经实测其插入损失可达1 2.1 dB～13.3dB，泡沫铝声屏障对低于630Hz的低频噪声的吸声效果较好。在城市快速路的降噪效果方面，泡沫铝声屏障优于百叶型声屏障。
摘要：通过对泡沫铝和百叶型两种声屏障插入损失的实际测试,对比研究了两种声屏障降的噪效果,并进行了吸声特性分析。结果显示,在城市快速路的降噪效果方面,泡沫铝声屏障优于百叶型声屏障。
关键词：噪声,声屏障,插入损失
参考文献
[1]盛美萍,等.噪声与振动控制技术基础[M].北京:科学出版社,2001.
[2]周涌麟,李树珉,编.汽车噪声原理、检测与控制[M].北京:中国环境科学出版社,1992.
声屏障材料 篇6
高速铁路的发展为我国经济建设注入了新的活力,铁路噪声问题也日益明显。声屏障是解决铁路沿线噪声问题的有效措施,在国内外被广泛应用[1,2,3,4,5]。目前国内外对铁路声屏障的研究主要集中在降噪、声屏障顶部结构优化、列车脉动压力的分布规律以及声屏障的振动特性等方面[6],在列车脉动压力对声屏障疲劳性能的影响方面研究很少。我国目前铁路声屏障的结构设计仍以静力分析为主,疲劳设计则以脉动压力的最大值乘以动载放大系数作为平均压力载荷,显然这是不合理的。本文基于ANSYS采用计算流体动力学方法仿真计算列车通过时声屏障所受脉动压力,利用单向流固耦合将脉动压力加载到声屏障表面,采用有限元结构分析方法进行强度计算,并分析其疲劳性能,为声屏障设计与安装提供一定参考。
1 流场计算分析
1.1 流场三维模型
参考《路基插板式金属声屏障通环(2009)8225,8325》[7](简称通环标准)和CRH2 型车,建立列车通过声屏障路段的流场模型。声屏障高3.95m,双线轨道,线间距5m,轨道面高于声屏障基座0.9m。根据通环标准,声屏障单元板挠度限值小于7.5mm,H型钢立柱挠度小于1/200,相对外流场很小,流场计算时可以忽略声屏障结构变形及细微结构的影响,将其看成光滑等厚长直板。车体采用头车、中间车和尾车的三节车模型,视为光滑表面,忽略受电弓、空调换气口等细微结构,总长度为76.9m。列车高速通过声屏障时周围为三维、黏性、可压缩、非稳态紊流空气场,采用雷诺时均形式的瞬态N-S方程、κ-ε方程紊流模型和标准壁面函数对该流场进行数值模拟。图1为单车和会车流场局部网格模型,箭头表示列车行驶方向。
1.2 流场计算结果分析
为分析不同轨道中心线与声屏障的距离(简称中心距)和列车速度对脉动压力的影响,计算了3种中心距(3.34 m、3.90 m、4.65 m)和5 种列车速度(200km/h、250km/h、300km/h、350km/h、400km/h)单车与会车情况的流场。 中心距4.65 m、车速350km/h单车和会车时的压力云图分别见图2和图3。
从图2和图3可知,声屏障受到的脉动压力在头车和尾车均存在一个正压区和一个负压区,且中心压力绝对值最大并向周围辐射减小。声屏障受到的列车脉动压力随时间的变化情况如图4所示。第1个波为头波,第2个波为尾波,中间的小幅波动是车厢接头的影响。由此可见,列车脉动压力是随空间和时间变化的。
将脉动压力在声屏障上积分并除以积分长度得到单位长度声屏障受到的气体作用力(简称气体力),该力随积分长度的减小而增大,当积分长度小于1 m时,气体力几乎不变[8]。本文以0.1m作为积分长度,仿真计算多工况的气体力并拟合气体力最大值F(N)与列车速度v(m/s)和中心距D(m)的二元函数关系,单车通过和等速会车时的关系分别如式(1)和式(2)所示:
对比式(1)、式(2)可以发现,车速的阶次大于中心距的阶次,这说明车速对列车脉动压力的影响更大,且会车通过比单车通过时速度的影响更为明显。表1是仿真得到的气体力与通过拟合函数式(1)和式(2)计算得到的气体力的对比。
2 声屏障强度分析
2.1 声屏障固体模型
根据通环标准,路基插板式金属声屏障由H型钢立柱和铝合金单元板构成,单元板与立柱用单管橡胶垫承接,立柱、底板、加劲板互为焊接,材料为Q235B钢,底板与预埋钢板用螺栓连接。立柱间距2m,形状参数符合GB/T11263-2010标准要求。
声屏障在列车行进方向具有周期性,因此截取“三柱两板”作为特征单元来计算,固体模型和相关命名如图5所示。图5中H1、H2、H3分别为三根H型钢立柱,BAN1表示H1与H2之间的吸声板,BAN2表示H2与H3之间的吸声板。声屏障单元板与钢立柱之间建立只受压缩的弹簧单元以符合单管橡胶垫的力学特性,底板底面为固定面,声屏障受脉动压力和自重双重作用。采用流固耦合方法实现流场压力在固体表面的加载。
2.2 H型钢立柱的变形分析
采用上述模型分别对单车与会车3 种中心距(3.34m、3.90 m、4.65 m)和3 种车速(300km/h、350km/h、400km/h)共18个工况进行强度计算。根据计算结果,最大位移在中间立柱顶端的4个角点,最大应力在中间立柱与加劲板上部焊接处。测点布置如图6所示,a、b、c、d是立柱顶部位移测点,A、B、C、D是加劲板与立柱焊接处的应力测点。
图7是中心距4.65m、速度350km/h单车通过时测点位移曲线。由X轴位移曲线可知:头波到达时,立柱先向外侧弯曲后向内侧弯曲;尾波到达时,立柱先向内弯曲然后向外弯曲,最大变形小于头波,各个工况的变形规律相同,仅变形大小不同。由Z轴位移曲线可知,列车通过时H型钢立柱存在扭转变形,头波到达时,a、b两点位移经历了先负后正再负的变化,c、d两点位移经历了先正后负再正的变化,表明立柱先逆时针扭转后顺时针扭转再逆时针扭转;尾波时各点位移与头波时方向相反。原因是脉动压力分布不均匀,立柱两边单元板受到的两个不同压力相对于立柱产生一个XZ平面的力矩,使立柱发生扭转。
综上所述,列车通过声屏障时,H型钢立柱出现弯扭组合变形,且弯曲经历2次换向,扭转经历4次换向,这可能造成声屏障疲劳破坏。
2.3 H型钢立柱疲劳分析
由上述可知,列车通过声屏障路段时,H型钢立柱发生弯扭组合变形,因此,按第四强度理论得到应力测点的等效应力,采用等效应力进行疲劳分析。图8为中心距4.65m、车速350km/h单车通过时的等效应力曲线。由图8可见,4个测点的等效应力曲线趋势一致,并都表现为4个脉冲的形式。
查询文献[9]得到Q235B钢存活率99.9%材料的S-N曲线,利用雨流计数法得到各工况危险点的等效应力谱,并采用Goodman图进行平均应力修正。通环标准规定,设计每天210对列车通过,立柱设计寿命为50年。若按每年365天记,则设计循环为3 832 500次。实际运行中,需要考虑会车情况。运用线性疲劳累积理论,不考虑加载顺序对疲劳损伤的影响,得到设计寿命下不同会车比例时声屏障的疲劳安全系数,如表2所示。
根据通环标准,立柱许用疲劳安全系数在1.5~2.5,设计速度为350km/h的无砟轨道和有砟轨道声屏障与轨道中心线距离分别为4.65m和4.75m。由表2可知,中心距4.65m、车速350km/h,会车比例在0%~50%时,安全系数大于2.5,表明按现有标准设计的声屏障H型钢立柱可能存在材料浪费。
3 结论
通过以上计算分析,得到如下结论:①声屏障受到的列车脉动压力是一个在时间和空间上分布极不均匀的力,任意一点受到的压力均呈现为两个脉冲形式的变化;②声屏障受到的气体力随列车速度的增加而增加,随中心距的增加而减小,车速对气体力影响更明显;③头波到达时,声屏障整体先向外侧弯曲,然后再向内侧弯曲,尾波到达时的情况相反,脉动压力分布的不均匀性造成H型钢立柱为弯扭组合变形,扭转在头波和尾波各要经历两次换向;④H型钢立柱在所分析的工况下均满足50年设计寿命的要求,但按现有标准设计的声屏障H型钢立柱疲劳安全系数偏大,可能存在材料浪费。
摘要：采用计算流体力学数值仿真方法计算列车通过时的声屏障表面受到的列车脉动压力,利用流固耦合与有限元结构分析方法,对声屏障结构进行强度计算和疲劳性能分析。计算结果表明:列车通过时产生的脉动压力随时间和空间变化,列车速度变化对声屏障气体作用力的影响比中心距(轨道中心线与声屏障的距离)变化更大;每当列车经过一次,H型钢立柱发生弯扭组合变形,且弯曲有2次换向,而扭转则经历4次换向;按照现有标准设计的声屏障立柱疲劳安全系数可能偏大。
关键词：声屏障,脉动压力,流固耦合,疲劳
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声屏障材料 篇7
武汉市鹦鹉洲长江大桥位于武汉市中心城区, 连接汉阳、武昌, 是武汉市首座双向八车道长江大桥。跨江主桥为两主跨均为850 m的三塔悬索桥, 引桥为30 m, 35 m的小跨径预应力混凝土连续梁桥。汉阳岸引桥穿越世贸锦绣长江住宅楼段, 为保障其小区居民正常生活环境, 根据湖北省环境保护厅关于《武汉鹦鹉洲长江大桥工程环境影响报告书》的批复, 汉阳岸引桥桥面设置长250 m全封闭声屏障[1,2,3]。2014年12月28日, 武汉市鹦鹉洲长江大桥正式通车, 该桥被广大市民誉为武汉市最美的长江大桥, 其中汉阳岸引桥上“空中隧道”式全封闭声屏障也得到广大市民的一致称赞。
设置全封闭声屏障桥面为双向八车道, 标准宽度为33.0 m, 高架桥高10 m~18 m。全封闭式声屏障采用双跨门式钢架, 顶部为大弧形, 两侧上部为弧形过渡, 两侧为垂直墙面, 声屏障内净空高度大于5.0 m, 并且在声屏障区域进入前一段道路上设置了限高标识, 声屏障整体造型生动简洁。
2 声屏障声学原理分析及声学设计
声屏障主要工作原理[4,5]是利用障碍物阻挡声波的传播路径, 使声波从噪声源传递到保护点的路径加长, 从而达到减少噪声影响的目的。一般的声屏障结构形式有直立式和折臂式两种。直立式和折臂式声屏障都属于“墙式声屏障”。对于噪声敏感点和道路距离很近, 高度很高的情况, 一般“墙式声屏障”就无法覆盖整个建筑物, 虽然有一种“干涉式”消声装置可以减少声影区外特定频率的噪声强度, 但对属于多频率复合的交通噪声效果并不理想, 因此采用墙式声屏障会导致建筑高层的敏感点噪声得不到控制。为了增加声屏障的声影区以覆盖整个高层建筑, 就必须增加声屏障的“有效高度”, 由于受结构高度和强度、安全等的限制, 声屏障不可能无限加高。因此采用门架结构, 在框架上安装吸隔声材料和透明材料组成的封闭声屏障便成为了解决高层建筑交通噪声防护的有效措施。全封闭声屏障整个框架都用吸隔声材料进行密封, 密封可靠的情况下, 降噪量可以达到吸隔声材料的隔声量, 工程质量和材料质量好的时候可以将车辆降噪量降低到背景噪声以下, 如从原来的75 d B降低到55 d B (一般城市背景噪声都不低于55 d B) 。
武汉市鹦鹉洲长江大桥汉阳岸引桥穿越世贸锦绣长江住宅楼段, 引桥两侧高层建筑需要噪声防护, 因此需采用全封闭声屏障。全封闭声屏障的理论插入损失值可以达到25 d B以上。由于全封闭声屏障大部分噪声都无法透过屏障, 如果不采用吸声材料, 则声波在声屏障内部区域来回反射形成混响, 道路内噪声会有明显增加, 降低乘车和驾驶舒适性。因此全封闭声屏障内侧一般都安装有大量吸声材料。本工程声屏障顶部及两侧的吸声隔声屏体及采光隔声屏体的隔声量均大于25 d B, 有效提高了全封闭声屏障的整体隔声效果。
3 声屏障建筑景观设计
目前全封闭声屏障在国际和国内都有不少应用, 但由于道路和环境的特殊性, 全封闭声屏障目前没有专门的标准, 一般采用钢结构或建筑标准作为安全准则, 再通过声学计算来确定声学结构, 基本都是根据具体工程情况具体设计。本工程全封闭式声屏障采用顶部为大弧形的双跨门式构造, 使整个声屏障造型融入到周边建筑景观中, 成为一道城市风景, 既解决了噪声问题, 又增加了城市美感, 一举多得。
本桥全封闭声屏障采用双跨门式钢架, 顶部为大弧形, 两侧上部为弧形过渡, 声屏障框架由立柱、H型弧形钢横梁和纵向连接檩条组成, 声屏障框架间分别铺设弧形透明隔声板和金属吸隔声板, 整体造型生动简洁。声屏障两侧设置一定高度的不透明吸声板, 有利于减少隧道内反射声混响, 提高内部行车舒适度, 同时可以减少夜间车灯强光对两侧居民的影响, 特别是弯道处车灯光线直接射向外侧的居民楼, 扰民现象比较严重。中部设置3 m高左右的不透明双面吸声板, 既可以起到吸收噪声减少内部混响的作用, 也可以起到车道中间防眩板的作用, 一举两得。
4 声屏障结构设计
本工程全封闭声屏障的主结构采用轻型门式钢架结构。钢架结构置于引桥混凝土箱梁桥架之上, 主钢架采用弧线H型钢型式, 立柱为HW488×300×11×18, 钢梁为HW488×300×12×18, 立柱的标准间距为3.0 m。因在进行桥梁设计时, 已考虑全封闭声屏障的荷载, 全封闭声屏障不再另作基础设计, 钢立柱直接与混凝土箱梁桥架上预埋的钢铰轴底座进行铰接连接, 在安装过程中, 应及时安装临时支撑, 以防失稳。主框架采用Q345B热轧H型钢, 铰链采用Q345B材料, 销轴采用40Cr, 其他钢材采用Q235B。金属复合吸声板由面板和背板组成, 内部填充吸声材料和隔声材料。声屏障单元板和单元板之间, 单元板和立柱之间, 都设有橡胶条, 具有抵抗伸缩变形、避免噪声泄漏和二次结构噪声的相应结构措施。考虑全封闭声屏障的耐久性, 所有钢构件均热浸锌后再进行氟碳喷涂处理。
门式框架结构主要计算如下。
4.1 计算输入
桥位处基本风压0.35 k N/m2, 基本雪压0.50 k N/m2, 声屏障顶面活荷载标准值取值:0.5 k N/m2;施工或检修集中荷载取1.0 k N。设计基本地震加速度值为0.05g, 特征周期为0.4 s。
4.2 结构要求
根据GB 50017—2003钢结构设计规范和《钢结构设计手册》, 主框架属于墙架+主梁结合结构, 变形规定和构造要求如下:支柱挠度不大于L/400=12.5 mm;柱间水平支撑挠度不大于L/1 000=3 mm;主梁挠度不大于L/400=40.625 mm;立柱和主梁长细比不大于150, 其他支撑构件长细比不大于200。
4.3 计算结果
设计共进行了多种荷载工况的计算, 计算结果表明, 在各种工况下主框架变形及应力均满足设计要求。以下仅示工况恒载+最大风荷载+最大雪荷载的计算结果。
1) 梁最大位移:11.75 mm, 立柱最大位移:5.87 mm, 满足上述挠度限值。2) 最大弯曲应力67.07 MPa, 最大剪切应力7.101 MPa, 主框架钢材应力有富余。
5 声屏障的辅助设计
本工程全封闭声屏障设置区段长仅250 m, 相对较长区段设置全封闭声屏障需考虑的废气温室效应、通风、紧急疏散、检修通道等问题比较容易解决。声屏障的辅助设计应重点解决防水、排水、自然采光、行车及安全等问题。
5.1 防水、排水
全封闭声屏障的覆盖面积为8 125.0 m2, 其结构在使用一段时间后顶部肯定会有积灰现象。对于声屏障内部的积灰可以采用洒水车冲洗的方案, 这要求声屏障内的吸声材料具有防水功能;对顶部的积灰可采取人工带水枪到顶面冲洗的方式清洗。同时, 全封闭声屏障声学构件的安装方式中需考虑合理的排水构造, 解决自然降雨或清洗时的排水问题。该工程排水设计主要在全封闭声屏障顶部两侧设置雨水收集装置, 并用排水管连接至高架桥的排水系统。
5.2 自然采光
在全封闭声屏障两侧转角和顶部设置大面积的透明隔声屏障, 可以给内部道路带来足够的光线, 让行车视野更开阔, 减少日间照明成本, 同时减少声屏障区域内外的光照度差异, 可以避免因人眼适应明暗变化延迟带来的行车安全隐患。
5.3 行车及安全
车辆行驶在全封闭式声屏障内部, 因此必须考虑车辆的行驶条件和安全。全封闭声屏障上的声学构件必须具有可靠的连接, 防止在外力作用下掉落。钢立柱应当设置于防撞护栏外, 不能利用全封闭声屏障的框架结构作为防撞结构, 避免车祸意外时影响整个结构的安全。同时, 在全封闭声屏障顺桥向每30 m设1组钢立柱柱间支撑, 防止主体结构连续失稳, 即当其中一跨或几跨钢构被车辆意外破坏时, 不会发生连续性的倒塌, 最大限度减少事故损失。
6 施工和维护设计
全封闭式声屏障的施工过程是先安装钢构框架, 采取工厂预制、现场拼装或拼焊的方式。为了保证封闭式声屏障工程的降噪质量, 声屏障的吸隔声材料在安装时密封, 用来封闭的声学构件和主体结构之间做到了安装方便、密封性好。
考虑到吸声材料的使用寿命很难和钢结构同寿命, 考虑了声学构件的更换和维护条件。声学构件采用模块化设计, 工厂生产后到现场进行简单的连接, 安装或更换。
7 结语
全封闭式声屏障的设计没有专门的规范, 它是一个跨学科的综合工程, 包含了建筑、钢结构、环评、声学设计、道路交通规划、暖通、给排水等领域的知识。本项目设置区域为双向八车道、宽33 m的高架桥。在城市高架桥上设置如此大跨全封闭声屏障在国内尚无先例, 设计方案经过了多方面的设计和调查, 取得了预期的工程效果, 必将在今后类似工程设计施工中得到大量推广和应用。
摘要：根据声屏障声学原理, 从建筑景观设计、结构设计、辅助设计等方面, 探讨了武汉市鹦鹉洲长江大桥全封闭声屏障设计方法, 并介绍了声屏障施工与维护措施, 有效解决了高架道路交通噪声问题。
关键词：声屏障,桥梁,框架结构,吸声材料
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声屏障材料 篇8
声发射是材料或构件在受力过程中产生变形或裂纹时, 以弹性波形式释放出应变能的现象[1], 作为一种动态无损检测技术, 目前在电力工业、材料试验等领域已得到一定应用[2]。AE信号在材料中的传输特性对检测结果的准确性及指导传感器的布置至关重要, 而目前该方面的研究还相对较少, 因此研究AE信号在不同材料中的传输特性具有重要意义[3]。本文以镁合金材料及石墨/LDPE复合材料为例, 研究AE信号的传输特性。并选择信号的能量参数作为特征指标来描述信号在传输过程中的衰减, 得到了AE信号在镁合金材料及石墨/LDPE复合材料中传输的能量相对衰减率曲线, 为提高AE技术检测的准确性、指导AE传感器的布置提供了重要依据。
2 信号处理
由于能量参数包含了比幅值参数更丰富的波形信息, 因此, 本文选用能量参数作为特征指标来描述AE信号在不同材料中的传输衰减特性[4]。AE信号的能量计算方法如下:
式 (1) 中E表示信号的能量值, N为采样点数, A (t) 则为信号幅值。
为了减少不同组实验之间差异性的影响, 本实验以传感器1的信号作为参考, 用相对衰减率描述AE信号从传感器1到传感器4的传输衰减特性。AE信号的能量相对衰减率SEv为:
其中Ev表示第v个传感器的能量值, v=1, 2, 3, 4, 为传感器编号。
3 实验
3.1 实验准备
本实验以镁合金材料及石墨/LDPE复合材料为例, 研究AE信号在不同材料中传输时的能量衰减情况。实验采用美国PAC公司的PCI-2系统及配套设备, 检测原理图及声发射传感器实际布置图 (传感器间及传感器与AE源信号间距离均为40cm) 分别如图1、图2所示。
实验中AE源信号均由标准断铅 (0.5mm硬度为HB的铅笔芯伸长2.5mm, 与材料表面成30°角折断) 模拟产生, 且每次断铅的强度基本保持一致。
3.2 实验结果及分析
依据实验中传感器采集到的数据及式 (1) 、 (2) 得到AE信号在实验所选镁合金材料及石墨/LDPE复合材料中传输的能量相对衰减率曲线, 如下图3所示。
由图3可知:对于镁合金材料, AE信号在整个距离区段的衰减相对较均匀, 没有突变的情况。这可能是由于合金材料本身对AE信号的吸收性较弱, 信号的频散和畸变较小。对于石墨/LDPA复合材料, 在80mm以内时, AE信号能量衰减相对较快, 而当传输距离超过80mm时, AE信号能量的衰减逐渐趋于平缓。这主要是由于被测试件边界对信号的反射叠加到原始信号上, 加上随着传输距离的增大, 信号的频散和畸变加大, 使得信号在80mm以后衰减速度减缓。
同时, 从图中可以看出, AE信号在镁合金中传输160mm, 能量只衰减了16.3d B, 而在石墨/LDPE复合材料中传输160mm, 能量衰减了30.7d B, 可见AE信号在复合材料中的衰减速度比在合金材料中大。这主要是因为合金材料的组织之间结合得较紧密, 对AE信号的整体吸收性较弱, 而石墨/LDPE复合材料组织间存在孔隙及层状结构, 使得信号的衰减速度较合金快。
4 结论
本文以镁合金、石墨/LDPE复合材料为例, 研究了AE信号在不同材料中的传输特性, 通过对实验结果的分析, 得到如下结论:
(1) 对于镁合金材料, AE信号能量的衰减相对较均匀, 没有突变情况出现;对于石墨/LDPE复合材料, 信号的能量在小于80mm时衰减较快, 而在80mm以后, 衰减较慢, 趋于平稳。
(2) AE信号在镁合金的衰减比在石墨/LDPE复合材料中的衰减小。传输160mm, 在镁合金中AE信号只衰减了16.3d B, 而在石墨/LDPE复合材料中衰减了30.7d B。
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