CN102400442A

CN102400442A - 声屏障

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Publication number: CN102400442A
Application number: CN2010102837826A
Authority: CN
Inventors: 朴太善
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: CN102400442B

Abstract

本发明涉及一种道路或铁路用装置，尤其涉及一种道路或铁路交通的经空气传导的噪音降噪装置。本发明的声屏障，包括相互连接的前面板与背板，其特征在于，前面板与背板之间由上到下间隔设置曲线型吸隔声板，上下相邻的吸隔声板之间间隔成空气通道。本发明的声屏障不但具有较高的声学性能，而且能够达到很好的自身防护效果，组合件具有很好的结构强度，较好的户外耐久性，轻质高强，可广泛应用于气动力和气动噪声占主导的铁路交通的噪声控制领域。

Description

声屏障

技术领域

本发明涉及一种道路或铁路用装置，尤其涉及一种道路或铁路交通的经空气传导的噪音降噪装置。

背景技术

在现代的经济技术条件下，从源头上控制噪声使其达到噪声排放标准是难以实现的，通用的有效治理措施是在靠近噪声源处设置声屏障，声屏障的工程声学效果通常由声屏障的高度决定。高速列车运行带来的列车气动力是影响声屏障使用寿命的重要因素。因此，高速铁路使用的声屏障一般都由结构强度较大的混凝土复合声屏障单元板和金属声屏障，经严密的安装组合，形成封闭的面墙，达到高速铁路声屏障的结构强度和声学性能。

目前声屏障应用中存在如下问题和不足：1、其高度受到各种条件限制，对绕过声屏障上缘的绕射声难以治理，声屏障上缘成为二次噪声源；2、治理交通噪声的声屏障工程中，超过旅客视线高度的声屏障阻碍旅客视野，使旅客产生视觉乏味、疲劳及不适感；3、高速运行的交通工具、尤其是高速运行的列车产生的空气动力学噪声和气动力(列车风)与不通透的声屏障墙体相互作用，影响结构安全和噪声控制；尤其是高速运行的列车产生的下部噪声在相对的声屏障和列车侧面之间多次反射，在声屏障上部形成集中声源，上部的集中声源可绕过声屏障顶端，这样就大大降低了声屏障的实际降噪效果；4、随着声屏障高度的增加，其工程成本大幅提高，且顶端增加的单位高度声屏障相对于下方相同单位高度声屏障，其降噪效果大幅降低。

随着现代铁路技术的发展，列车运行时速不断刷新，商业运行时速已接近350km，铁路桥梁横断面宽度不断缩小至12m，列车与声屏障间距已不足3.5m；高速列车运行时产生的噪声频幅不同于普通列车，列车通过时对周围建筑物产生极大的空气压，现有的声屏障已不能适用于高速工况，不能满足列车高速运行的需要。

如2006年9月6日授权公告的中国专利，公告号为CN2813698Y，其公开了一种高效降噪道路隔声屏，其由支架和隔声屏本体构成，所说的隔声屏本体包括吸音降噪孔板、吸音降噪体和隔音降噪层，其特殊之处在于：在隔声降噪层内表面涂覆有阻尼胶构成的阻尼降噪层，所说的吸音降噪体系采用玻璃纤维棉制成，其优点为具有突出的隔声降噪效果，可有效吸音，实现高效降噪。由于高速铁路列车速度的不断提高，列车周围压力场的变化越来越大，形成越来越大的列车风。因为这种压力场随列车移动，沿线形成正负压力的时间变动，其结果与引起低频噪声同样的问题，对沿线建筑物造成较大的危害。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种声屏障，声屏障结构能够保障长期安全、稳定。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括相互连接的前面板与背板，前面板与背板之间由上到下间隔设置曲线型吸隔声板，上下相邻的曲线型吸隔声板之间间隔成空气通道。

将现行密闭型声屏障结构改为通风放压型结构，使列车近旁压力场通过声屏障区域时，列车风通过声屏障上的空气通道流通，其压力场变化率较小，保障声屏障结构长期安全稳定和列车的正常运行。

曲线型吸隔声板采用S型，下方的吸隔声板的顶端高于相邻的上方的吸隔声板的底端。下方的吸隔声板的顶端与相邻的上方的吸隔声板的底端之间的切线与水平方向呈20°-75°夹角；空气通道中，上下相邻的吸隔声板沿空气通道方向的切线相交。相邻吸隔声板的间距为4-20CM。这样既可以保证S型吸隔声板具有较大的空气流通通道，又能使S型吸隔声板结构稳定；声屏障一般采用长方体结构，背板是平直的板面，便于组装。在上、下S型吸隔声板之间形成空气通道，内高外低(即临近列车轨道的一端高，远离轨道的一端低)、呈S型，与空气通道邻接的上下吸隔声板，其中上吸隔声板的一侧(面向声源的一侧)采用吸声面板，下吸隔声板的一侧(背对声源的一侧)采用隔声面板，以增加声阻抗。通风放压是通过上下声屏障之间形成S型空气通道实现的。充分考虑高速列车运行气动压力、风荷载的影响因素设计。通风放流口端面形状为双曲面S型，开口大，流道顺畅。空气通道包括进口、流通道、出口，进口与出口的宽度皆大于流通道的宽度，空气通道的进口为收缩形。

由于声屏障采用特殊的S型吸隔声板(双曲线形叶片结构)，列车通过声屏障时其能够保证列车风沿空气通道顺畅通过，降低了列车风对声屏障的影响，所以其既具有很好的吸隔声效果又能通风放压、降低气动力作用等优点；声屏障本身具有美观效果，并且由于其采用一体式的装配结构，整体效果好，装配工艺简单，故障点少；由于声屏障全部采用铝制材料制成，不会产生金属构件的易老化、生锈的缺陷。

吸隔声板通过定位垫块插装在前面板与背板之间，吸隔声板直接插在前面板与背板内，能够实现弹性面接触，抗疲劳强度好，克服了现有技术中的采用螺钉固定点接触应力集中的缺陷。

前面板上设置吸声层，尽可能加大声屏障内侧的吸声面积，以减少列车侧面与声屏障之间的多次反射声。吸声层具有一定的防水、防尘的作用。前面板与背板优选采用呈一体结构的H型钢，声屏障插装在两个H型钢立柱内，在结合处无缝隙，不管是吸声效果、力学效果还是美观效果更加突出，结构稳定，装配方便。

本发明的声屏障既保证了声屏障的插入损失达到环境噪声的要求，又实现了通风放压、降低列车风荷载对声屏障、声屏障对列车侧向不利的耦合作用，当自然风对列车运行产生不利时，声屏障也能起到风屏障的作用。

吸隔声板一端为弧形，另一端为平面；或者吸隔声板的两端皆为弧形。吸隔声板弧形与平面结合处设置凸起。本发明把相互矛盾的声屏障的隔声降噪功能和通风放压功能通过相邻的S型吸隔声板结构设计完成。一般地，声屏障的隔声能力，由声屏障的传声损失决定，而声屏障的传声损失由组成声屏障的单元板的隔声量和声屏障的密封性能决定。S型声屏障为实现通风放压，不能使其密封，应做到气流顺畅通过的同时，任一方向的噪声不能直线穿透。S型吸隔声板的混响室隔声量大于25dB，吸声系数大于0.90。安装该声屏障后，混响室与自由声场的插入损失大于12dB，相邻两个S型吸隔声板形成的S型通道的隔声能力满足声屏障的隔声要求。S型声屏障空气通道根据空气动力学二维非定常流变截面流程特性设计而成。噪声源侧，空气通道的进口(即气流入口)截面形状为收缩形，形成喉部。出口截面大于流通道截面，流通道呈L形。噪声源侧声屏障的入口开口率大于30％，当气动(风)力的马赫数小于0.3时，可瞬时顺畅地通风放压，不会产生气动摩阻；声屏障外侧的开口率大于20％，当受声点侧的环境风速的马赫数小于0.2时，可瞬时顺畅地把一部分环境风(压)通过，减小风荷载的不利影响。

吸隔声板不但可以采用S型，也可以采用其它曲线型方式，只要保证列车风沿空气通道顺畅通过，降低了列车风对声屏障的影响，且具有很好的吸隔声效果即可。

高速列车形成的流固耦合作用的降低，实现既降噪，又降压，同时避免共振和产生二次噪声。高速铁路声屏障的设计，为回避共振频率，采取以下措施：声屏障单板设计刚性较大，以求提高自振频率；单元声屏障的安装结构为柔性连接，以避免共振。为了防止二次风动噪声，声屏障顶部和内侧外观设计为流线、平滑，在列车运行的平行方向上，声屏障将安装后无明显的凹凸或缺口。在声屏障的内侧自上而下，从内到外，平顺、圆滑、流畅。

前面板与背板的顶端设有降噪器，降噪器既可以防护雨水的侵袭，也可以设置成具有一定吸声功能的罩体，顶端的降噪器可以有效避免二次噪声源的产生。

本发明的声屏障不但具有较高的声学性能，而且能够达到很好的自身防护效果，组合件具有很好的结构强度，较好的户外耐久性，轻质高强，可广泛应用于气动力和气动噪声占主导的铁路交通的噪声控制领域。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述：

图1为本发明的外形结构示意图；

图2为实施例1图1中A-A方向断面结构示意图；

图3为实施例1图1中B-B方向断面结构示意图；

图4为实施例1单个吸隔声板结构示意图

图5为实施例2结构示意图；

图6为实施例3结构示意图；

图7为实施例4结构示意图。

图中：1、前面板；2、背板；3、吸隔声板；4、空气通道；5、降噪器；6、吸声层；7、进口；8、流通道；9、出口；10、吸声面板；11、隔声面板；12、凸起；13、定位垫块。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示，本装置包括前面板1与背板2，前面板1与背板2组成H型钢，前面板1与背板2之间由上到下间隔设置S型的吸隔声板3，吸隔声板3靠近前面板1的一端为弧形，靠近背板2的一端为平面，上下相邻的吸隔声板3之间通过定位垫块13间隔成S型的空气通道4。

空气通道4包括进口7、流通道8、出口9，进口7与出口9的宽度皆大于流通道8的宽度，空气通道4的进口7为收缩形，流通道8呈L型。与空气通道4邻接的上下吸隔声板3，其中上吸隔声板的一侧采用吸声面板10，下吸隔声板的一侧采用隔声面板11，即吸隔声板3的一个弧面设置吸声面板10，相对的另一个侧面设置隔声面板11。

下方的吸隔声板3的顶端高于相邻的上方的吸隔声板3的底端。下方的吸隔声板3的顶端与相邻的上方的吸隔声板3的底端之间的切线与水平方向呈40°-60°夹角。空气通道4中，上下相邻的吸隔声板3沿空气通道方向的切线相交，即上吸隔声板3沿空气通道4的方向唯一的切线CC’与下吸隔声板3沿空气通道4的方向唯一的切线DD’相交，这样可以使声源侧的噪声，不管从哪个方向射入空气通道4，都可以保证不会有直射声线的通过，只能在空气通道内多次反射，从而吸声降噪。相邻吸隔声板3的间距为8-15CM。吸隔声板3通过定位垫块13插接在前面板1与背板2之间。前面板1上设置吸声层6，前面板1与背板2的顶端设有降噪器5。

实施例2

如图5所示，吸隔声板3靠近前面板1的一端为平面结构，靠近背板2的一端为弧形结构，吸隔声板3的弧形部分凸出于背板2。其它同实施例1。

实施例3

如图6所示，吸隔声板3靠近前面板1的一端为弧形，靠近背板2的一端为平面，弧形与平面结合处设置凸起12。其它同实施例2。

实施例4

如图7所示，吸隔声板3的两端皆为弧形，其它同实施例1。

Claims

1.一种声屏障，包括相互连接的前面板与背板，其特征在于，前面板与背板之间由上到下间隔设置曲线型吸隔声板，上下相邻的吸隔声板之间间隔成空气通道。

2.根据权利要求1所述的声屏障，其特征在于，曲线型吸隔声板采用S型。

3.根据权利要求2所述的声屏障，其特征在于，下方的吸隔声板的顶端高于相邻的上方的吸隔声板的底端。

4.根据权利要求3所述的声屏障，其特征在于，下方的吸隔声板的顶端与相邻的上方的吸隔声板的底端之间的切线与水平方向呈20°-75°夹角；空气通道中，上下相邻的吸隔声板沿空气通道方向的切线相交。

5.根据权利要求4所述的声屏障，其特征在于，相邻吸隔声板的间距为4-20CM。

6.根据权利要求4所述的声屏障，其特征在于，空气通道呈S型；与空气通道邻接的上下吸隔声板，其中上吸隔声板的一侧采用吸声面板，下吸隔声板的一侧采用隔声面板。

7.根据权利要求6所述的声屏障，其特征在于，空气通道包括进口、流通道、出口，进口与出口的宽度皆大于流通道的宽度。

8.根据权利要求4所述的声屏障，其特征在于，吸隔声板通过定位垫块插装在前面板与背板之间，前面板与背板采用呈一体结构的H型钢。

9.根据权利要求8所述的声屏障，其特征在于，前面板与背板的顶端设有降噪器。

10.根据权利要求4所述的声屏障，其特征在于，吸隔声板一端为弧形，另一端为平面；或者吸隔声板的两端皆为弧形。

11.根据权利要求10所述的声屏障，其特征在于，吸隔声板弧形与平面结合处设置凸起。