【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及声屏障声学，具体涉及一种低频吸声性能非金属声屏障单元板的设计方法。
技术介绍
1、声屏障作为阻碍噪声传播路径的一项措施，在工厂、施工场地、交通场站等固定场地及公路、铁路、城市轨道交通等线性工程的噪声防治中一直承担重要角色。声屏障根据使用材料主要分为三种，金属声屏障、非金属声屏障（以混凝土为主体材料）及透明隔声屏障，相同设计标准下，非金属声屏障成本最低，同时混凝土材料的耐候性最好，但是其面密度较大，需要在运输、现场安装考虑便利的吊装及移动方案。
2、我国通用的非金属声屏障的结构型式采用混凝土材料浇筑形成中空腔体，面向声源一侧开孔，腔体内部填充吸声材料，吸声材料主要以岩棉等纤维类材料为主。岩棉类材料质量参差不齐，尤其是酸度系数较低的岩棉或矿渣棉，耐久性较差，容易在服役期间出现坍塌的现象；同时，由于混凝土腔体内部的钢筋保护层厚度不足，导致整体结构强度较低，存在一定的破损现象。基于以上问题，声学构件与骨架构件一体化成型的整体式非金属声屏障的研究逐步兴起，此类声屏障以预制水泥基吸声材料为吸声面板，位于面向声源一侧，通过浇筑，形成吸声面板嵌于混凝土背板中的整体结构，由于吸声材料与背板间无空气层，此类声屏障的低频吸声系数较低，同时面密度较高。
3、就非金属声屏障单元板设计而言，需要兼顾其声学性能及面密度（考虑运输及现场施工便利性），声学性能主要包含吸声和隔声两个方面，两方面性能往往不能兼顾，针对同一材料、同一结构的单元板而言，一定范围内，面密度越大，隔声性能越好，但不利于产品运输及现场安装。吸声材料的尺寸
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的问题，公开了一种低频吸声性能非金属声屏障单元板的设计方法，可以实现对非金属声屏障单元板设计的吸声面板抗弯荷载、低频吸声性能、隔声量以及面密度的共同优化。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种非金属声屏障单元板的设计方法，所述非金属声屏障单元板包括沿声源传播方向设置的水泥基吸声面板、空气层、浇筑内模和背板，所述设计方法包括如下步骤：
4、s1：预设非金属声屏障单元板125hz吸声系数 α125、面密度 m和计权隔声量 rw、非金属声屏障单元板总厚度 t总及水泥基吸声面板最大抗弯荷载 fmax；
5、s2：根据预设 fmax确定水泥基吸声面板厚度 t1，根据判定条件1对 t1进行判定，若满足判定条件1，则进行步骤s3，若不满足判定条件1，则返回步骤s1重新设定5个参数；
6、s3：根据 α125及步骤s2确定的 t1,确定空气层厚度 t2；
7、s4：根据 m、步骤s2确定的 t1、 t总以及步骤s3确定的 t2，确定浇筑内模厚度 t3的下限值；
8、s5：根据判定条件2对 t3下限值进行判定，若满足判定条件2，则根据预设rw进一步确定 t3的上限值，若不满足判定条件2，则返回步骤s1重新设定5个参数；
9、s6：在步骤s5和s6确定的 t3下限值和上限值范围内，预设 t3值；
10、s7：根据 t总、步骤s2确定的 t1、步骤s3确定的 t2以及预设 t3，确定背板厚度 t4值；
11、s8：根据判定条件3对 t4进行判定，若满足判定条件3，则确定预设 t3为浇筑内模厚度，完成对单元板的厚度设计，若不满足判定条件3，则返回步骤s6重新预设 t3，若遍历 t3下限值和上限值范围内所有值仍不能满足判定条件3，则返回步骤s1重新预设5个参数。
12、优选地，步骤s2中，若 t1不满足判定条件1，则优先重新预设s1中非金属声屏障单元板总厚度 t总及水泥基吸声面板最大抗弯荷载 fmax。
13、其中，所述步骤s2中， t1由下式确定:
14、；
15、式中，l为吸声面板沿线路方向的长度，取960mm，b为吸声面板高度，取380mm。
16、其中，所述步骤s2中 t1的判定条件1为30≤ t1≤ t总。
17、其中，所述步骤s3中， t2由下式确定：
18、；
19、其中，所述步骤s4中， t3的下限值由下式确定：
20、；
21、式中， c=0.006432 t2-2.62656， d=4.752 t总-2.04288 t1-3.50208 t2-2 m。
22、其中，所述步骤s5中， t3下限值的判定条件2为： t3下限值＜ t总- t1- t2-10mm。
23、所述步骤s5中， t3的上限值由下式确定： 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的设计方法，所述非金属声屏障单元板包括沿声源传播方向依次设置的水泥基吸声面板（1）、空气层（2）、浇筑内模（3）和背板（4），其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，t1由下式确定:
3.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，t2由下式确定：
4.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，t3的下限值由下式确定：
5.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤S5中，t3的上限值由下式确定：
6.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤S7中，t4由下式确定：
7.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，若t1不满足判定条件1，则优先重新预设S1中非金属声屏障单元板总厚度t总及水泥基吸声面板最大抗弯荷载Fmax。
8.根据
9.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，S1中非金属声屏障单元板125Hz吸声系数α125、面密度m和计权隔声量Rw、非金属声屏障单元板总厚度t总及水泥基吸声面板最大抗弯荷载Fmax依据标准TB/T 3122-2019进行预设。
10.权利要求1-9任一项所述的非金属声屏障单元板的设计方法设计得到的非金属声屏障单元板。
...【技术特征摘要】
1.一种非金属声屏障单元板的设计方法，所述非金属声屏障单元板包括沿声源传播方向依次设置的水泥基吸声面板（1）、空气层（2）、浇筑内模（3）和背板（4），其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤s2中，t1由下式确定:
3.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤s3中，t2由下式确定：
4.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤s4中，t3的下限值由下式确定：
5.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤s5中，t3的上限值由下式确定：
6.根据权利要求1所述的非金属声屏障单元板的设计方法，其特征在于，所述步骤s7中，t...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩珈琪，常亮，柴博，高潮，何占坤，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：发明
国别省市：
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