CN101660297A - 一种用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构，属于铁路构件领域。包括隔声板1、主缓冲密封胶条2、铝合金型材边框3、侧面缓冲密封胶条4、铝合金角码5、钢角板6、钢角板拉板7、铝铆钉8。铝合金型材边框3上开有凹槽31、长形槽33、侧槽34、侧孔35、长方形中心孔36，在铝合金型材边框的下面有壁板32。凹槽31为放置主缓冲密封胶条的槽并再放置隔声板；长形槽33在壁板32上，与钢角拉板弯角71的钩连接，侧槽34为放置侧面缓冲密封胶条4。侧孔35孔内插入铝合金角码5。长方形中心孔36内可插入钢角板6，与壁板32打孔穿通后铆固铆钉，连接90°角。本发明的优点是使其能够承受高速列车产生的脉动风载的冲击作用，并能够长期稳定承受空气动力学的载荷。

Description

一种用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构

技术领域

本发明属于铁路构件领域，涉及一种声屏障的单元板结构，特别是用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构。

背景技术

高速铁路技术水平在世界各地已经相当发达，其动车组的行驶速度在230-400km/h范围内。伴随着噪声产生的污染治理十分必要，声屏障技术的发展也运用而生。声屏障的结构形式采用金属插板式和混凝土整体式，前者多用于高架桥梁，后者多用于线路路基。声屏障的造型结构多为直立型、倒L型，个别地段有采用外倾式和内倾式。金属插板式结构是将声屏障单元板置于H型钢立柱之间，并采用柔性连接方式。组成声屏障单元板的材料有：铝合金壳体内置隔声材料和多孔吸声材料；钢筋混凝土背板敷设多孔轻质水泥吸声层；木屑混凝土隔声吸声板；透明板材为有机玻璃或聚碳酸酯等。

由于高速列车运行产生的脉动风作用下声屏障结构的动力特性成为设计中必须考虑的因素。作用在声屏障上的主要荷载：(1)由材料自重产生的竖直向下的永久荷载，是由声屏障使用材料的实际重量所决定。(2)作用在声屏障的水平风荷载也即高速运行产生的脉动力。

插板直立式声屏障以H型钢立柱和铝合金单元板拼装而成，如果单元板的隔声、吸声性能达到了相关标准的要求，就会对降噪效果达到应有的贡献量。声屏障在其基础上安装不牢固、单元板在立柱内安装不牢固、密封橡胶件被破损，单元板之间密封不严，出现缝隙，则会造成声屏障附加振动，二次辐射噪声和漏声，破坏了声屏障的降噪效果。德国科隆——法兰克福高速铁路采用插板式铝合金声屏障。前期由于对列车脉动力作用认识不足，单元板自身强度以及声屏障立柱与桥梁的连接强度不够等原因，造成单元板共振和疲劳破坏。高架桥梁的设计中未计及声屏障的静载荷和动载荷作用，造成声屏障的结构、材料和与基础的连接方式等受到限制，致使其强度不足。德铁(DB)与研究单位合作，通过ICE动车组线路运行试验实测了列车脉动力时程曲线和分布规律等相关内容。在验算了声屏障各组成构件的动力强度基础上，重新设计了铝合金声屏障单元板以及H型钢立柱与桥梁和路基连接部的结构和材料，使之在300km/h以上的高速铁路上正常应用。

由于插板直立式声屏障以H型钢立柱和铝合金单元板拼装而成，一般高于钢轨表面2.15～3.15m，有些声屏障在铝合金单元板之上再插入一定高度的透明单元板。这就要求透明材料声屏障在材料选用和结构上有很高要求。

发明内容

本发明目的是，提供一种透明声屏障单元板的连接结构，使其能够承受高速列车产生的脉动风载的冲击作用，并能够长期稳定承受空气动力学的载荷。

本发明所依托的基础是用以保证屏障能安全、牢固的竖立在所要设置的部位上，这项设计工作应包括两个组成部分，即承重结构设计与构造设计。1)承重结构设计：主要是保证声屏障单体与整体构件的，材料强度、刚度，结构安全性以及稳定性；2)构造设计：主要为保证上述结构安全与稳定的同时，与声学要求配合完整等以及安装施工上的需要所采取的措施。

一种用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构，其特征包括隔声板1、主缓冲密封胶条2、铝合金型材边框3、侧面缓冲密封胶条4、铝合金角码5、钢角板6、钢角板拉板7、铝铆钉8。

其中铝合金型材边框3上开有凹槽31、长形槽33、侧槽34、侧孔35、长方形中心孔36，在铝合金型材边框的下面有壁板32。凹槽31为放置主缓冲密封胶条2的槽并再放置隔声板1；长形槽33在壁板32上，与钢角拉板弯角71的钩连接，起到90°角拉紧作用。侧槽34为放置侧面缓冲密封胶条4，起到密封、缓冲作用。侧孔35孔内插入铝合金角码5，两边定位起到平衡稳固、减少扭曲变形作用。长方形中心孔36内可插入钢角板6，与壁板32打孔穿通后铆固铆钉，连接90°角。

隔声板1由亚克力透明材料制成，主缓冲密封胶条2由EPDM橡胶制备，主胶条插槽21为插入隔声板，主胶条倒齿22防止主缓冲密封胶条2从铝合金型材边框凹槽31中滑出。侧胶条倒齿41为插入铝合金型材边框的胶条部分；侧胶条柱面42为与H型钢或下单元板接触的胶条部分；61为钢角板上的铆钉孔，将有效地将铝合金型材边框与钢角板固定。

透明单元板为四边形结构，中间镶嵌有一定强度的透明材料，四边为具有特殊截面形状的铝型材，端部被切割成45度角，连接时其具有多个固定元件，其中，铝合金角码置于铝型材框架截面两端的空心截面内；钢角板置于铝型材框架截面中部的空心截面内，并被铝合金铆钉铆在铝型材框架上；钢角板拉板镶嵌插入在铝型材框架上。

根据本发明，中间镶嵌的透明材料与铝合金边框之间，铝合金单元板两端与H型钢接触部位、各单元板上、下嵌合部位以及最下方单元板与安装基础面之间均加设EPDM橡胶件，起密封、缓冲减振作用。

本发明的主要优点为：由于分别采用了铝合金角码、钢角板、钢角板拉板三种部件的三种固定方式，将铝合金型材边框固定在一起，有效防止了脉动风力的冲击可能引起的松动；在隔声透明板和铝合金边框之间以及最下方单元板与安装基础面之间设置的橡胶密封条，可以减少隔声透明板的共振幅度、加快振动的衰减、降低疲劳应力，提高了整个单元板的寿命和安全性。

附图说明

图1为透明单元板的正视图

图2为角端连接的局部放大图。

图3为铝型材的截面形貌图

图4为插入连接后的截面图

图5为透明材料缓冲密封橡胶条截面图

图6为单元板侧面缓冲密封橡胶条

图7为铝合金角码

图8为钢角板

图9为钢角板拉板

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明声屏障透明单元板的固定连接结构加以说明。

插入式金属声屏障整个体系由若干个具有一定跨度的H型钢立柱组成，每两个H型钢立柱之间插入了若干个铝合金单元板，透明材料的单元板放置于最上端。

如图1至图9所示，本发明声屏障透明单元板的固定连接结构在四边形的角部包括有多个固定的连接部件。中心为透明材料亚克力板1，具有强度高，透光率强，隔音效果好特点。铝合金型材边框3在整体透明材料声屏障四周骨架起着支撑、连接、定位作用。缓冲密封橡胶条相隔于透明材料和铝型材框之间，起到保护、缓冲、密封作用。从截面图3和图4可以看出它安装前后的形状型腔，其中：

31凹槽内嵌入缓冲密封橡胶条2和透明材料亚克力板1；34插入橡胶条4，起到密封、缓冲作用；35孔内插入铝合金角码5，两边定位起到平衡稳固、减少扭曲变形作用；36的槽可插入6钢角板，与板面32打孔穿通后铆固铆钉，连接90°角；33是在32的壁板上加工一长形槽，与71钢角拉板的钩连接，起到90°角拉紧作用。

侧面缓冲密封胶条4中的42与H型钢立柱侧面接触，空心圆柱结构更能起到缓冲密封作用，41则嵌入铝型材截面的34槽内。铝合金角码5插入铝型材边框35孔内。钢角板6插入了铝型材边框中心的长方形孔内，并由铝铆钉8将32壁板穿孔61孔中间铆固铆钉，起到90°角定位作用。钢角板拉板7具有85°角，两端71弯角钩住33槽内，这样在四角处有一预紧力，对整个单元板体系形成了多重方式的固定。

Claims (3)

1.一种用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构，其特征包括隔声板(1)、主缓冲密封胶条(2)、铝合金型材边框(3)、侧面缓冲密封胶条(4)、铝合金角码(5)、钢角板(6)、钢角板拉板(7)、铝铆钉(8)；其中主缓冲密封胶条(2)上设有主胶条插槽(21)和主胶条倒齿(22)；铝合金型材边框(3)上开有凹槽(31)、长形槽(33)、侧槽(34)、侧孔(35)、长方形中心孔(36)，在铝合金型材边框的下面有壁板(32)；凹槽(31)为放置主缓冲密封胶条(2)的槽并再放置隔声板(1)；长形槽(33)在壁板(32)上，与钢角拉板弯角(71)的钩连接，起到90°角拉紧作用；侧槽(34)为放置侧面缓冲密封胶条(4)，起到密封、缓冲作用；侧孔(35)孔内插入铝合金角码(5)，两边定位起到平衡稳固、减少扭曲变形作用；长方形中心孔(36)内插入钢角板(6)，与壁板(32)打孔穿通后铆固铆钉，连接90°角。

2.如权利要求1所述一种用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构，其特征隔声板(1)由亚克力透明材料制成，主缓冲密封胶条(2)由EPDM橡胶制备，主胶条插槽(21)为插入隔声板，主胶条倒齿(22)防止主缓冲密封胶条(2)从铝合金型材边框凹槽(31)中滑出；侧面缓冲密封胶条(4)有侧胶条倒齿(41)和侧胶条柱面(42)，侧胶条倒齿(41)为插入铝合金型材边框的胶条部分；侧胶条柱面(42)为与H型钢或下单元板接触的胶条部分；钢角板(6)上开有铆钉孔(61)，将有效地将铝合金型材边框与钢角板固定。

3.如权利要求1所述一种用于高速铁路声屏障透明单元板的固定连接结构，其特征透明单元板为四边形结构，中间镶嵌有一定强度的透明材料，四边为具有特殊截面形状的铝型材，端部被切割成45度角，连接时其具有多个固定元件，其中，铝合金角码置于铝型材框架截面两端的空心截面内；钢角板置于铝型材框架截面中部的空心截面内，并被铝合金铆钉铆在铝型材框架上；钢角板拉板镶嵌插入在铝型材框架上。

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