CN103352438A - 一种高速铁路的减载式声屏障结构 - Google Patents

Abstract

一种高速铁路的减载式声屏障结构，包括设置在两端的H型钢立柱和设置在两根H型钢立柱之间的多块声屏障单元板。声屏障单元板由间距50~75mm的倒V型吸声单元组成。倒V型吸声单元包括由倒V型吸声单元背板、倒V型吸声单元穿孔板组成的吸隔声结构和填充在吸隔声结构内的吸声材料。当高速列车通过时，吸声单元间合理的间隙能有效的排减作用于声屏障表面的列车气动荷载。经过数学模型计算和实物模型测试，能降低列车气动荷载20%~30%，确保了声屏障在全天候作业条件下的稳定性，保障了高速铁路的运营安全。本发明通过开孔减载的同时保持了常规声屏障的降噪效果，为高速铁路建设降噪措施设计和后续可能的提速改造提供优化的方案。

Description

一种高速铁路的减载式声屏障结构

技术领域

本发明涉及一种铁路用降噪装置，特别是针对受高速铁路列车气动荷载影响较大的问题而提供一种高速铁路的减载式声屏障结构。

背景技术

高速铁路噪声源复杂，列车运营噪声大，对周边的声环境影响大。如不采取有效的防治措施，不能满足环境标准。

目前高速铁路运营噪声控制措施多采用直立式声屏障，声屏障单元板多采用实心材料，尺寸多为500*2000mm或430*2000mmm，面板开孔、背板不开孔、中间吸声材料，能够吸声、隔声。

高速铁路运行速度快，声屏障距离线路外轨中心线较近，声屏障表面受到列车气动荷载较大，列车速度350km/h条件下，列车风作用在声屏障上的脉动荷载达到1300Pa。常规声屏障不能对作用与其表面的列车气动荷载进行排减。巨大的列车气动荷载能引起声屏障的摇摆和晃动。按照全天候要求设置的声屏障，长期在列车气动荷载的作用下，容易出现联结松动，甚至是结构破坏脱落的情况，对行车安全构成威胁。在高速铁路的运营期，出现上述情况是重大的安全隐患，是绝不允许出现的情况。

发明内容

本发明针对现有技术中高速列车对设置在近距离的声屏障表面产生巨大列车气动荷载的问题，提供了一种高速铁路的减载式声屏障结构。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

本发明的高速铁路的减载式声屏障结构，包括设置在两端的H型钢立柱和设置在两根H型钢立柱之间的多块声屏障单元板。

所述的声屏障单元板由间距50~75mm的倒V型吸声单元组成。

所述的倒V型吸声单元采用片式结构，包括由倒V型吸声单元背板、倒V型吸声单元穿孔板组成的吸隔声结构和填充在吸隔声结构内的吸声材料。

所述的吸声材料的吸声系数在0.7以上。

所述的吸声材料为岩棉、玻璃棉、发泡铝、泡沫塑料或泡沫陶瓷。

所述的倒V型吸声单元背板和倒V型吸声单元穿孔板采用铝镁合金材料制成。

所述的倒V型吸声单元穿孔板的开孔率不低于25%。

所述的声屏障单元板的厚度不小于175mm，声屏障单元板两端与H型钢立柱连接处的宽度为140mm。

本发明具有的优点和积极效果是：

当高速列车通过本发明的高速铁路的减载式声屏障结构时，吸声单元间合理的间隙能有效的排减作用于声屏障表面的列车气动荷载。经过数学模型计算和实物模型测试，本发明能降低作用于声屏障表面的列车气动荷载20%~30%之间，确保了声屏障在全天候作业的条件下的稳定性，保障了高速铁路的运营安全。本发明的声屏障吸声结构材料采用铝镁合金，铝镁合金具有质轻、高刚度、耐高温、抗腐蚀、易加工、易安装等的特点，适合全天候设置的声屏障。吸声单元内部填充岩棉等吸声材料，综合吸声系数0.7以上。本发明采用的片式吸声结构与岩棉组合，可以从消声、隔声和吸声三个方面达到降噪的效果，改变常规声屏障只能以隔声形式降噪的机理。因此本发明通过开孔减载的同时保持了常规声屏障的降噪效果，为高速铁路建设降噪措施设计和后续可能的提速改造提供优化的方案。

附图说明

图1是本发明的高速铁路的减载式声屏障结构的立面图；

图2是本发明的声屏障单元板的剖面图；

图3是本发明的声屏障单元板铁路内侧的立面图；

图4是本发明的声屏障单元板铁路外侧立面图。

图中主要部件标记说明：

1、H型钢立柱                2、声屏障单元板

3、吸声材料                  4、倒V型吸声单元背板

5、倒V型吸声单元穿孔板      6、倒V型吸声单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

本发明改变以往实心材料的声屏障形式，将声屏障设计为兼具吸声和隔声性能的片式结构组合成的具有透气性能的吸声单元。图1是本发明的高速铁路的减载式声屏障结构的立面图。如图1所示，本发明的高速铁路的减载式声屏障结构，包括设置在两端的H型钢立柱1和设置在两根H型钢立柱1之间的多块声屏障单元板2。H型钢立柱1的横切面为175mm*175mm的H型。两根H型钢立柱1之间可插入多块声屏障单元板2，插入声屏障单元板的数量和声屏障的高度根据声学计算选定。

图2是本发明的声屏障单元板的剖面图；图3是本发明的声屏障单元板铁路内侧的立面图；图4是本发明的声屏障单元板铁路外侧立面图。如图2至图4所示，声屏障单元板2由多排具有吸声和隔声性能的倒V型吸声单元6组成，可设置三排，每排倒V型吸声单元6之间保持50~75mm的间隙，即每两排倒V型吸声单元6之间形成长条形的通透孔隙。

倒V型吸声单元6采用片式结构，倒V型吸声单元6的左半部分向左下方倾斜，右半部分向右下方倾斜，左半部分和右半部分在顶端交叉，并相互垂直。倒V型吸声单元6包括由倒V型吸声单元背板4、倒V型吸声单元穿孔板5组成的吸隔声结构和填充在吸隔声结构内的吸声材料3。

倒V型吸声单元6间的孔隙允许气流通过从而削减高速列车通过时产生的气动压力，同时其非直通孔隙配合片式吸声单元的设计使列车运行产生的噪声不能直接传出，使开孔后的声屏障与普通声屏障具备同等的降噪效果。整个吸声单元能够保证在气流通过的同时，使噪声在通过孔隙时大幅度削减。

倒V型吸声单元背板4位于倒V型吸声单元6上侧和铁路外侧，倒V型吸声单元穿孔板5位于倒V型吸声单元6下侧和铁路内侧。

同样地，倒V型吸声单元背板4的左半部分向左下方倾斜，右半部分向右下方倾斜，左半部分和右半部分在顶端垂直交叉。倒V型吸声单元背板4为不开孔结构板材，其左半部分和右半部分均呈片状。

同样地，倒V型吸声单元穿孔板5的左半部分向左下方倾斜，右半部分向右下方倾斜，左半部分和右半部分在顶端垂直交叉。倒V型吸声单元穿孔板5的左半部分和右半部分均呈片状。倒V型吸声单元穿孔板5的开孔率不低于25%，不影响吸声材料3的吸声作用。

倒V型吸声单元背板4和倒V型吸声单元穿孔板5采用铝镁合金材料制成。

吸声材料3可以选择岩棉、玻璃棉、发泡铝、泡沫塑料或泡沫陶瓷等。吸声材料3的吸声系数应在0.7以上。

声屏障单元板2的厚度根据H钢立柱的宽度可进行调整，但最薄不宜小于175mm，在两端与H型钢立柱1连接处的局部宽度为140mm。

本发明通过大量的数学模型和实物模型测试实验，科学的配比了声屏障片式结构的厚度和间隙。当高速列车通过声屏障时，合理的间隙能有效的排减作用于声屏障表面的列车气动荷载。经过数学模型计算和实物模型测试，本发明能降低作用于声屏障表面的列车气动荷载20%~30%之间。确保了声屏障全天候作业的条件下的稳定性，保障了高速铁路的运营安全。

声屏障吸声结构材料样式通过大量的比选，本发明最终研究决定采用铝镁合金，铝镁合金具有质轻、高刚度、耐高温、抗腐蚀、易加工、易安装等的特点，适合全天候设置的声屏障。内部填充岩棉，综合吸声系数0.7以上。本发明采用的片式吸声结构与岩棉组合，可以从消声、隔声和吸声三个方面达到降噪的效果，改变常规声屏障只能以隔声形式降噪的机理，该结构降低了声屏障所受的气动荷载。因此本发明通过开孔减载的同时保持常规声屏障的降噪效果。为高速铁路建设降噪措施设计和后续可能的提速改造提供优化的方案。

Claims (8)

1.一种高速铁路的减载式声屏障结构，包括设置在两端的H型钢立柱（1），其特征在于：该减载式声屏障结构还包括设置在两根H型钢立柱（1）之间的多块声屏障单元板（2）。

2.根据权利要求1中所述的高速铁路的减载式声屏障结构，其特征在于：声屏障单元板（2）由间距50~75mm的倒V型吸声单元（6）组成。

3.根据权利要求2中所述的高速铁路的减载式声屏障结构，其特征在于：倒V型吸声单元（6）采用片式结构，包括由倒V型吸声单元背板（4）、倒V型吸声单元穿孔板（5）组成的吸隔声结构和填充在吸隔声结构内的吸声材料（3）。

4.根据权利要求3中所述的高速铁路的减载式声屏障结构，其特征在于：吸声材料（3）的吸声系数在0.7以上。

5.根据权利要求3中所述的高速铁路的减载式声屏障结构，其特征在于：吸声材料（3）为岩棉、玻璃棉、发泡铝、泡沫塑料或泡沫陶瓷。

6.根据权利要求3中所述的高速铁路的减载式声屏障结构，其特征在于：倒V型吸声单元背板（4）和倒V型吸声单元穿孔板（5）采用铝镁合金材料制成。

7.根据权利要求3中所述的高速铁路的减载式声屏障结构，其特征在于：倒V型吸声单元穿孔板（5）的开孔率不低于25%。

8.根据权利要求1中所述的高速铁路的减载式声屏障结构，其特征在于：声屏障单元板（2）的厚度不小于175mm，声屏障单元板（2）两端与H型钢立柱（1）连接处的宽度为140mm。

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