截面弦桿的上表面和側面，約束阻尼層本身具有自穩(wěn)定性。阻尼層I的兩面均具有高粘性，其一面與鋼桁梁箱形弦桿上翼緣板3及鋼桁梁箱形弦桿腹板4粘貼，另一面與約束層2粘貼。
[0021]應用時，將阻尼層I適應鋼桁梁箱形弦桿上翼緣板3及鋼桁梁箱形弦桿腹板4的外表面形狀，約束層2除了本身具有約束阻尼的作用外，還類似于一個卡子將阻尼層I牢牢地卡在鋼桁梁箱形弦桿腹板4上，而阻尼層2的自重則由鋼桁梁箱形弦桿上翼緣板3承擔，保證阻尼裝置結構本身可以與鋼桁梁箱形弦桿上翼緣板3及鋼桁梁箱形弦桿腹板4穩(wěn)定緊貼。
[0022]本實施例中，阻尼層I厚度大約3~10mm，可采用橡膠、高阻尼橡膠、多層共擠等高分子材料，其溫頻特性滿足鋼橋減振降噪要求。約束層2厚度大約2~5_，可采用金屬板或復合材料板。
[0023]實施例二
圖3是本發(fā)明在鋼桁梁H形截面桿件作為弦桿安裝的結構示意圖；圖4是圖3中B部的放大結構示意圖。如圖3和圖4所示，第二實施例的鋼橋降噪裝置，適用于鋼桁梁H形截面弦桿，鋼桁梁H形弦桿包括兩側的鋼桁梁H形弦桿翼緣板6和中間的鋼桁梁H形弦桿腹板7。由于弦桿軸線平行于水平面，因此，本發(fā)明設計成下端不封口的“凹”字形結構，約束層和阻尼層都具有兩個外側端面，兩個內側端面，連接外側端面和內側端面的兩個頂端面和連接兩個內側端面的上端面，分別敷設于H形截面弦桿的上表面和側面，約束阻尼層本身具有自穩(wěn)定性。阻尼層I一面與鋼桁梁H形弦桿翼緣板6及鋼桁梁H形弦桿腹板7粘貼，另一面與約束層2粘貼。
[0024]應用時，將阻尼層I適應鋼桁梁H形弦桿翼緣板6及鋼桁梁箱形弦桿腹板7的外表面形狀，約束層2除了本身具有約束阻尼的作用外，約束層2類似于一個鉗子將阻尼層I牢固地夾在鋼桁梁H形弦桿腹板6上，而阻尼層2的自重則由鋼桁梁H形弦桿腹板7承擔。
[0025]實施例三
圖5是本發(fā)明在鋼桁梁箱形截面桿件作為腹桿安裝的結構示意圖；圖6是圖5中C部的放大結構示意圖；圖7是本發(fā)明在鋼桁梁H形截面桿件作為腹桿安裝的結構示意圖；圖8是圖7中D部的放大結構示意圖。如圖5至圖8所示，第三實施例的鋼橋降噪裝置，適用于鋼桁梁箱形或H形截面腹桿，由于腹桿軸線與水平面不平行，因此，需要對阻尼層I和約束層2進行額外的加強固定。該裝置包括阻尼層1、約束層2、約束阻尼層加強鋼板8以及預緊螺栓9。約束層2和阻尼層I具有上端面、下端面和兩個側端面，形成“口”字形，以外包形式敷設于箱形或H形截面腹桿外輪廓表面，通過設置在上端面中央封口處的約束阻尼層加強鋼板8和預緊螺栓9保持約束阻尼層與鋼件的緊密貼合。
[0026]應用時，對于箱形截面，如圖5和圖6所示，阻尼層I與鋼桁梁箱形弦桿腹板4、鋼桁梁箱形弦桿上翼緣板3和鋼桁梁箱形弦桿下翼緣板5粘貼，約束層2對阻尼層I的另一面進行緊密包圍，在鋼桁梁箱形弦桿上翼緣板3附近，約束阻尼層加強鋼板8與約束層2采用焊接連接，進行局部加固，在兩塊約束阻尼層加強鋼板8接口處，采用預緊螺栓9及螺母固定約束阻尼層加強鋼板8。
[0027]對于H形截面，如圖7和圖8所示，與箱形梁區(qū)別在于阻尼層I僅與鋼桁梁H形截面翼緣板6粘貼，在鋼桁梁H形截面腹板7上下側空間，阻尼層保持脫空狀態(tài)，約束層2與阻尼層I密貼，其加固裝置與箱形截面桿件類似，不在贅述。
[0028]實施例四
圖9是本發(fā)明在鋼板梁或直腹板鋼箱梁安裝的結構示意圖；圖10是沿圖9中的I一I線的剖面結構示意圖；圖11是圖9中E部的放大結構示意圖；圖12是圖9中F部的放大結構示意圖；圖13是沿圖11中的II一II線的剖面結構示意圖。如圖9至圖13所示，第四實施例的鋼橋降噪裝置，適用于鋼板梁或者直腹板鋼箱梁。鋼板梁或者直腹板鋼箱梁包括中間的鋼板梁或直腹板鋼箱梁的腹板10和鋼板梁或直腹板鋼箱梁的腹板加勁肋11、上端的鋼板梁或直腹板鋼箱梁的上翼緣板12以及下端的鋼板梁或直腹板鋼箱梁的下翼緣板或底板13。該裝置包括阻尼層1、約束層2、連接器14、角鋼壓條15、預緊螺栓9、扶壁式三角鋼板16、水平鋼板壓條17和連接器橡膠墊18。約束層和阻尼層具有側端面和底端面，以“L”形形式敷設于整塊腹板及部分下翼緣板或底板，敷設面積比鋼桁梁桿件更大。對約束阻尼層采用了對上部和下部同時加固的方式，在約束阻尼層上部利用角鋼壓條15和連接器14使約束阻尼層保持與腹板的密貼，連接器14呈“幾”字形，通過預緊螺栓9與腹板加勁肋栓接；在約束阻尼層下部采用扶壁式三角鋼板16保持約束阻尼層的直立性。
[0029]由于鋼板梁或鋼箱梁梁高比鋼桁梁桿件大很多，可以進入鋼梁內部進行安裝，只需要單面安裝減振降噪裝置即可。應用時，將阻尼層I與鋼板梁或直腹板鋼箱梁的腹板10以及鋼板梁或直腹板鋼箱梁的下翼緣板或底板13的一部分進行粘貼，約束層2與阻尼層I緊密貼合，這樣阻尼層I和約束層2成“L”形布置，由于阻尼層I與約束層2在豎直方向粘貼面積較大，需要對其進行加固，因此本發(fā)明對約束層2進行上下兩部分加固。在上部，采用角鋼壓條15壓緊約束層2，如圖10所示，在角鋼壓條15上進行打孔，進一步降低其自重，角鋼壓條15水平一肢搭在“幾”字形連接器14上，角鋼壓條15的豎直一肢被“幾”字形連接器14壓緊，“幾”字形連接器14通過螺栓及螺母9與鋼板梁或直腹板鋼箱梁的腹板加勁肋11栓接，為了保證連接在動荷載情況下不松動，在“幾”字形連接器14和鋼板梁或直腹板鋼箱梁的腹板加勁肋11之間墊一層”L”字形連接器橡膠墊18。圖10中示出了一根壓條的情況，應用時，可以根據梁高增加壓條的數量。在下部，采用扶壁式三角鋼板16和水平鋼板壓條17對阻尼層I和約束層2進行底部加強，保證阻尼層I和約束層2成“L”形布置與鋼板梁或直腹板鋼箱梁的下翼緣板或底板13的緊密貼合。
[0030]對于鋼桁梁、鋼板梁、直腹板鋼箱梁橋鋼板厚度一般為20~32mm，交通動荷載所荷載引起的鋼桁梁、鋼板梁或直腹板鋼箱梁的動力響應以中高頻為主。以常規(guī)橡膠阻尼材料和不銹鋼板為例，對其按照2mm阻尼層+3mm約束層方式進行敷設即可獲得降低結構噪聲
4.2dB~6.3dB的降噪效果。
[0031]實施例五
圖14是本發(fā)明在扁平鋼加勁肋安裝的結構示意圖；圖15是圖14中G部的放大結構示意圖。如圖14和圖15所示，第五實施例的鋼橋降噪裝置，適用于扁平鋼箱加勁梁。該裝置包括阻尼層1、約束層2，敷設時，約束層和阻尼層具有底端面和兩個側端面，側端面和底端面之間的夾角大于90°，形成大開口的“U”形。以相鄰扁平鋼箱加勁梁U形加勁肋20間扁平鋼箱加勁梁斜腹板19內側為基本敷設單元，約束層I和阻尼層2對扁平鋼箱加勁梁斜腹板19和扁平鋼箱加勁梁U形加勁肋20的部分進行敷設，約束阻尼層本身即可滿足于鋼板的緊密貼合。
[0032]扁平鋼箱加勁梁鋼板厚度一般為12~22mm，交通動荷載所引起的動力響應以中低頻為主，以常規(guī)阻尼材料和不銹鋼板為例，對其按照3_阻尼層+5_約束層的方式敷設即可獲得3.6dB~5.5dB的降噪效果。
[0033]本發(fā)明提供了分別對應于鋼桁梁、鋼板梁、鋼箱梁、扁平鋼箱加勁梁的鋼橋降噪裝置，基本上涵蓋了絕大多數的鋼橋類形。降噪裝置所采用的阻尼層和約束層對鋼梁增重較小，但是卻使結構噪聲降低3dB以上，效果十分明顯。
【主權項】
1.一種鋼橋降噪裝置，其特征在于:該降噪裝置包括阻尼層(I)和包覆在阻尼層外部的約束層(2)，阻尼層(I)由具有高阻尼和良好溫頻特性的材料構成，約束層(2)由金屬板或復合材料板構成，通過阻尼層和約束層以不同厚度的組合形成約束阻尼層，敷設于鋼橋構件表面。
2.根據權利要求1所述的鋼橋降噪裝置，其特征在于:阻尼層的厚度在2~10_之間，約束層的厚度在2~5mm之間。
3.根據權利要求1所述的鋼橋降噪裝置，其特征在于:約束層和阻尼層分別具有上端面和兩個側端面，形成下端不封口的“ 口 ”字形，敷設于箱形截面弦桿的上表面和側面，約束阻尼層本身具有自穩(wěn)定性。
4.根據權利要求1所述的鋼橋降噪裝置，其特征在于:約束層和阻尼層分別具有兩個外側端面，兩個內側端面，連接外側端面和內側端面的兩個頂端面和連接兩個內側端面的上端面，形成下端不封口的“凹”字形，敷設于H形截面弦桿的上表面和側面，約束阻尼層本身具有自穩(wěn)定性。
5.根據權利要求1所述的鋼橋降噪裝置，其特征在于:約束層和阻尼層具有上端面、下端面和兩個側端面，形成“ 口 ”字形，以外包形式敷設于箱形或H形截面腹桿外輪廓表面，通過設置在上端面中央封口處的約束阻尼層加強鋼板和預緊螺栓保持約束阻尼層與鋼件的緊密貼合。
6.根據權利要求1所述的鋼橋降噪裝置，其特征在于:約束層和阻尼層具有側端面和底端面，以“L”形形式敷設于整塊腹板及部分下翼緣板或底板；在約束阻尼層上部利用角鋼壓條和連接器使約束阻尼層保持與腹板的密貼，連接器呈“幾”字形，通過預緊螺栓與腹板加勁肋栓接；在約束阻尼層下部采用扶壁式三角鋼板保持約束阻尼層的直立性。
7.根據權利要求1所述的鋼橋降噪裝置，其特征在于:約束層和阻尼層具有底端面和兩個側端面，側端面和底端面之間的夾角為鈍角，形成大開口的“U”形，敷設于鋼箱加勁梁腹板內側。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼橋降噪裝置，屬于軌道交通振動與噪聲控制技術領域及土木工程領域，適用于鋼桁梁、鋼板梁、直腹板鋼箱梁橋，扁平鋼箱加勁梁，用于降低鋼橋的結構振動，從而進一步降低其結構輻射噪聲。該發(fā)明包括阻尼層、約束層和固定裝置，約束層和阻尼層所構成的阻尼約束層裝置是基本的降噪裝置，通過層厚匹配可以實現對鋼橋結構噪聲的抑制作用。當約束阻尼層安裝于不同類形鋼橋時，視情況采用相應的固定裝置，可以保證約束阻尼層與鋼橋板件在交通動荷載及環(huán)境作用下緊密貼合，提高工作穩(wěn)定性和使用壽命。當鋼橋承受動力荷載時，所引起鋼橋板件的振動被約束阻尼層耗散，使得鋼橋表面的振動速度大幅降低，從而降低了鋼梁向外界輻射的結構噪聲。
【IPC分類】E01D19-00
【公開號】CN104532739
【申請?zhí)枴緾N201410845520
【發(fā)明人】王禎, 蘇偉, 張雷, 馬廣
【申請人】鐵道第三勘察設計院集團有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月31日