消声室隔振弹簧的设计与施工技术

一、 消声室设计：

本消声室为半消声室，箱体内平面尺寸9.10*8.30m，消声措施采用400mm*400mm*1000mm的吸声尖劈，消声室与室外隔绝采用双层砖墙隔声结构。消声室净空间6.80m*6.00m*5.00m，在消声室内墙及顶板设置预埋件，再在其上焊制挂尖劈的钢筋网架。

 

二、 消声室的隔振设计 ：经估算，弹簧以上箱体总荷载为3108.72KN。

 

1、 弹簧的选用和数量的确定 ：本消声室整个内箱体放置在弹簧上，首先要考虑弹簧能满足上部箱体的竖向承载力的要求。由于弹簧选用受生产厂家加工工艺及弹簧精度等条件的限制，本设计先选定符合精度要求的弹簧，再根据弹簧的承载能力确定弹簧个数和布置。 经比较，本设计选用下列规格的隔振弹簧：d=40mm,D=190mm，弹簧自由高度H=300&plu***n;1mm,总圈数N=5.5，有效圈数n=4，弹簧钢60SiMn，剪切弹性模量G=93.3Gpa，其极限承载力为79.6KN（在此荷载条件下，弹簧的弹性系数为常数）。考虑到弹簧长期受力条件下的疲劳特性，选取弹簧极限承载力的70%作为其工作荷载，即79.6kN *70%=55.72KN，则需的弹簧数量为（G+P）/55.72=3108.72 / 55.72≈56个。在此工作荷载下，弹簧的压缩量为60.0mm。

2 、隔振设计与构造措施： 消声室的重量基本上均匀分布于弹簧上，并通过弹簧传至下部基础梁。由于弹簧的阻尼作用，大大消减了外界的噪声、地面震动等各种内外因素对消声室的影响，从而达到隔振消声的目的。其关键的设计构造措施如下：

(1) 考虑到消声室为对称结构，荷载具有对称性，为保证箱体平衡，弹簧的布置必须严格均匀、对称。

(2) 为保证弹簧受力均匀、便于连接、锚固和安装，设计中使弹簧成对布置，与预埋钢板焊接固定。

(3）实验台与消声室底板间设置隔振缝，缝宽15mm左右，并用海绵橡胶填缝，实验台与建筑物基础之间设置橡胶隔振垫。

(4）为保证箱体的稳定性，所有弹簧应严格准确地在同一水平高度，隔振弹簧底座及顶部的水平偏差要求≤L/1000（L为箱体的水平长度）。

 

三、隔振弹簧施工：

隔振弹簧出厂前经逐个试压，在同级荷载下，其压缩高度基本一致。隔振弹簧的安装基座应严格找平，然后锚固弹簧，逐一检查无误后开始施工上部消声室底板和圈梁。 消声室上部墙体应逐圈往上砌筑，在同一水平面上四周荷载尽量控制相等，保证弹簧的受压变形尽量均匀，避免较大倾斜，并要求四壁垂直偏差≤10mm（总高度范围内）. 
1 确定弹簧受荷次数：消声室的施工采用?48*3.5mm普通脚手架钢管，160根立杆和80根横杆用直角扣件拧紧固定后，与弹簧一起承受上部恒荷载和上部施工荷载。56支弹簧与&plu***n;0.000底板四周梁模板安装同时进行。弹簧以上箱体的恒载+模板及施工荷载为2824.45KN。 48*3.5mm普通脚手架钢管应满足以下要求。（1）、按轴心抗压强度条件，每根立杆的承载力为81.52 KN，160根立杆的竖向承载力为13043.2 KN，能满足承受上部恒荷载和施工荷载的要求；（2）、扣件与钢管立杆间的摩擦条件为在拧紧螺栓的情况下，扣件与钢管之间能产生足够的摩擦力，以传递来自横杆的荷载，并确保连接点不变形。每根立杆的摩擦力为6.0 KN，160根立杆的摩擦力为960 KN，分级次数为2824.45/960=2.94，所以脚手架钢管立杆可分3次给弹簧受荷。

2、 弹簧分级受荷的施工顺序 ：

***次：&plu***n;0.000标高底板恒荷载+2.1m高的墙体，圈梁和构造柱的重力荷载为949KN，待混凝土龄期28d后（强度达100%），开始对弹簧***次加荷，即在钢管立杆上扣件下移18mm（分两次，每次下移9mm），弹簧受荷935.4KN 。又经计算可知：每只弹簧压缩量1mm时，其竖向承载力为0.928KN；56支弹簧压缩量为18mm时，其竖向承载力为0.928*18*56= 935.4KN ；

第二次：箱体四周的墙体，圈梁和构造柱施工完毕，其重力荷载为945 KN。实际在钢管立杆上扣件下移18mm，弹簧受荷为935.4 KN。 
第三次：6.28m标高顶板施工结束，其重力荷载为523.4 KN。再在钢管立杆上扣件下移10mm，弹簧受荷为0.928*10*56=519.68 KN。 
3、弹簧的受荷过程：

待7.800m标高屋面板施工完毕，拆除模板，解除施工荷载后，在消声室结构自重荷载下，弹簧平均压缩量为18+18+10=46mm。

目前，建筑物消声隔振属于建筑工程的新课题，以上是施工中的一点浅见，希望能抛砖引玉，使此课题不断完善。

 

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