一种道床超构吸声板的制作方法

本技术涉及轨道交通噪声控制，具体涉及一种道床超构吸声板。

背景技术：

1、轨道交通列车运行时主要噪声来源是轮轨系统噪声，具有声级高，集中于中低频段，作用时间长的特点。道床大多采用混凝土材质，其本身不具有良好的吸声特性，行车时轮轨产生的噪声可与车体及声墙、壁面发生多次反射，极大地影响车内乘客的舒适度，以及沿线居民工作生活与身心健康。

2、轨道吸声板是治理轨道交通噪声的措施之一。当前轨道吸声板主要利用多孔吸声材料的吸声机理实现降噪效果，常用的多孔吸声材料有玻璃棉、岩棉、金属纤维材料等，但考虑到耐久性能和强度需要，轨道吸声板主要采用陶瓷吸声材料、无机颗粒吸声材料和轻质混凝土吸声材料，且通过增加表面设计进一步减少声能回传(如cn216338766u、cn204898443u)。由于低频噪声难以被传统降噪方式有效控制，为减少低频噪声的影响，现有技术中，通过在轨道吸声板中引入穿孔板共振结构(如cn215051652u、cn215800688u)，依靠孔内及腔内空气的共振来实现吸声。

3、但上述技术存在以下缺陷：1)玻璃棉、岩棉等纤维多孔吸声材料无结构强度，老化后易产生微尘且吸声效果减弱；2)多孔吸声材料仅对中高频噪声有良好降噪效果，低频噪声控制能力差；3)穿孔板仅在单一频率具有较好的吸声效果，且需要大体积空腔才能实现低频噪声控制。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种可以降低轨道交通产生的中低频噪声的道床超构吸声板。

2、本实用新型中设计人采用声学超构单元，即超构吸声单元，通过调节其结构参数和共振吸声元胞的组合，能够实现低频良好，中频兼顾的宽频噪声控制。本实用新型提出的超构吸声板其吸声性能不依赖于基体原材料的固有性质，降噪性能优良，环境友好，利于工程实际应用，模块化装配，易于后期更换维护。

3、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

4、一种道床超构吸声板，包括：

5、安装框架；

6、超构吸声单元板，由超构吸声单元或超构吸声单元阵列组合而成，其嵌入安装框架中；

7、所述的超构吸声单元内设有若干均匀分布的共振吸声元胞；所述共振吸声元胞包括开孔、中空管和空腔；所述开孔位于超构吸声单元吸声面；所述中空管由开孔延伸至空腔内部。

8、在本实用新型的一个实施例中，相邻所述共振吸声元胞之间通过刚性壁面进行分隔，刚性壁面围成的区域构成空腔。

9、在本实用新型的一个实施例中，所述中空管为刚性中空管，中空管的形状为圆形或者多边形，若为多边形，优选矩形。

10、在本实用新型的一个实施例中，所述中空管内空气与空腔及超构吸声单元外部空气连通。

11、在本实用新型的一个实施例中，所述共振吸声元胞的构型为串联和/或并联和/或迷宫型和/或螺旋形和/或其他复杂构型。

12、在本实用新型的一个实施例中，所述超构吸声单元的几何参数和共振吸声元胞数量及组合方式，可依据不同目标频段进行序构设计，几何参数包括中空管的高度、中空管的半径、空腔的高度与空腔的边长。

13、在本实用新型的一个实施例中，所述安装框架为多个梁和多个柱刚性连接而成的框架，由多条纵横垂直的梁、柱交叉组合构成，其顶面和底面均为矩形格栅结构。

14、在本实用新型的一个实施例中，所述安装框架内每个镂空的长方体尺寸与超构吸声单元或超构吸声单元阵列的外形尺寸相同。安装框架顶面与超构吸声单元的吸声面配合，保证噪声经超构吸声单元的开孔进入空腔内；安装框架与超构吸声单元板构成过渡装配。

15、在本实用新型的一个实施例中，所述顶面格栅梁两侧设有一定宽度的折边，覆盖于超构吸声单元或超构吸声单元阵列之间间隙的顶端，起到对超构吸声单元或超构吸声单元阵列的限位作用，且不遮挡吸声面上的开孔。

16、在本实用新型的一个实施例中，所述超构吸声单元阵列中的相邻超构吸声单元(2)之间以及共振吸声元胞之间的壁面共用。

17、在本实用新型的一个实施例中，所述的安装框架底部的四角位置设有固定支座，支座上设有螺栓孔。超构吸声单元板可以通过支座的螺栓孔固定于轨道基座表面，或固定于隧道侧壁/轨道侧吸声矮墙。

18、优选地，超构吸声单元开孔面为吸声面，根据具体吸声需要，所述超构吸声单元的放置方式包括但不限于开孔面朝向车体或轨道。

19、在本实用新型的一个实施例中，所述安装框架与超构吸声单元，可采用且不限于金属和/或混凝土进行成型制造。

20、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

21、(1)本实用新型设计了一种道床超构吸声板，可用于轨道交通环境下的降噪，该道床超构吸声板采用声学超构单元，通过调节其结构参数和共振吸声元胞组合的方式，实现低频良好，中频兼顾的宽频轨道噪声控制。

22、(2)本实用新型设计了一种道床超构吸声板，该道床超构吸声板的吸声性能不依赖于基体原材料的固有性质，降噪性能优良，环境友好，易于模块化装配，利于工程实际应用与后期更换维护。

技术特征：

1.一种道床超构吸声板，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，相邻所述共振吸声元胞之间通过刚性壁面进行分隔，刚性壁面围成的区域构成空腔(23)。

3.根据权利要求1所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，所述中空管(22)为刚性中空管，中空管(22)的形状为圆形或者多边形。

4.根据权利要求1所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，所述中空管(22)内空气与空腔(23)及超构吸声单元(2)外部空气连通。

5.根据权利要求1所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，所述共振吸声元胞的构型为串联和/或并联和/或迷宫型和/或螺旋形。

6.根据权利要求1所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，所述安装框架(1)为梁和柱刚性连接而成的框架，其顶面和底面均为矩形格栅结构。

7.根据权利要求6所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，所述安装框架(1)内每个镂空的长方体尺寸与超构吸声单元(2)或超构吸声单元阵列的外形尺寸相同。

8.根据权利要求1所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，所述超构吸声单元阵列中的相邻超构吸声单元(2)之间以及共振吸声元胞之间的壁面共用。

9.根据权利要求1所述的一种道床超构吸声板，其特征在于，所述安装框架(1)底部的四角位置设有固定支座。

技术总结本技术涉及一种道床超构吸声板，包括：安装框架(1)；超构吸声单元板(4)，由超构吸声单元(2)或超构吸声单元阵列组合而成，其嵌入安装框架(1)中；所述的超构吸声单元(2)内设有均匀分布的共振吸声元胞；所述共振吸声元胞包括开孔(21)、中空管(22)和空腔(23)；所述开孔(21)位于超构吸声单元(2)吸声面；所述中空管(22)由开孔(21)延伸至空腔(23)内部。与现有技术相比，本技术可用于轨道交通环境下的降噪，该道床超构吸声板采用声学超构单元，通过调节结构参数和共振吸声元胞组合，能够实现低频良好，中频兼顾的宽频噪声控制。技术研发人员：刘艳,周国建,李秋彤,李炜融受保护的技术使用者：上海材料研究所有限公司技术研发日：20230926技术公布日：2024/5/29