[发明专利]一种钢桥降噪装置

说明书

技术领域

本发明属于轨道交通振动与噪声控制技术领域及土木工程技术领域，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。

背景技术

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。此外，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。

发明内容

本发明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。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

本发明的钢桥降噪装置，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。

所述的阻尼层的厚度在2~10mm之间，约束层的厚度在2~5mm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合。