CN103485290A - 轨道交通外挂式声屏障 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通外挂式声屏障，包括位于轨道一侧的多个钢立柱，相邻钢立柱之间通过支撑横梁相互连接固定；在所述钢立柱远离轨道的一侧设置有护栏板，吸、隔声屏体位于所述护栏板上方；所述钢立柱上设置有用于钢丝绳穿过的通孔；还包括位于吸、隔声屏体远离轨道一侧的噪音传感器，该噪音传感器与控制电路相连，控制电路与蓄电池相连。本发明具有以下有益效果：1）结构耐用、性能稳定；2）避让了轨道交通的主体工程施工，安装方便，外观流线性好；3）有效的避免了各种电缆线路在阳光下的暴晒；4）能够实时对轨道交通声屏障外侧的噪音进行监控；5）轨道交通外挂式声屏障的降噪隔声量为10～15dB(A)。

Description

轨道交通外挂式声屏障

技术领域

本发明涉及一种声屏障，尤其涉及一种轨道交通外挂式声屏障。

背景技术

随着社会的进步和城市的发展，人们生活水平不断的提高，城市交通及城际交通已经成为与我们最密切相关的问题。因此，降低噪音对道路两侧居民的侵扰，已成为当前我国城镇建设中一项重要任务，大量的高速路的建成，城市轻轨、城际轻轨及高速铁路的通车，给我们的出行带来了极大的方便，但同时住在这些高速路、轻轨及高铁附近的居民却忍受着交通噪声的影响。为了改善市民的居住环境，有关部门在道路两侧及轻轨、高铁等沿线周围安装了各种吸隔声声屏障。

目前，大多数的声屏障都选用吸声和隔声混合型的产品，该产品的特点是对轨道噪声的产生和传递特征有针对性的控制。轨道交通吸隔声声屏障设置在轨道两侧的水泥地面上或护栏上，声屏障的钢立柱与接触网支柱通常设置在同一线上，同时用于起到拉伸稳固接触网支柱的钢丝绳也要斜拉固定，以及声屏障的钢立柱之间还设有横向的支撑横梁，这就给声屏障的安装带来了困难。

同时，现有的轨道交通声屏障都没有即时噪音监测系统，在轨道交通运行过程中一旦声屏障出现毁损或者在安装之初声屏障就存在隔音漏洞，导致使用中无法良好起到隔音效果，对周边环境造成噪音污染而未能得到即时监控。

现有技术中的压电效应，是对压电材料施加压力，其表面产生电荷，产生的电荷量与压力成正比，称之为正压电效应；反之施加电压，就会产生机械应力，称之为逆压电效应。压电材料具有很高的能量密度，峰值达100～10000Kw/Kg，通过压力发电已运用到许多领域。例如CN101873081B就公开了一种用于公交汽车的压力发电系统；同时，专利200920353001.9公开了一种发电地板；专利201220106635.6也公开了一种节能环保型发电地板；专利201010215458.0公开了一种踩踏式连续振动压电发电装置；以及申请号201210431827.9公开了一种踩踏发电装置，都是通过压电材料进行发电的装置。由于轨道交通工具的重量较大，在其运行过程中对其周边区域会产生强烈震动，因此有必要利用轨道交通工具在行进时产生的震动进行发电，已供应不同设备的用电需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构稳固、便于安装，并且能够即时对轨道交通周边环境进行噪音监控的轨道交通外挂式声屏障。

为解决上述问题，本发明的一种轨道交通外挂式声屏障，包括位于轨道一侧的多个钢立柱，相邻钢立柱之间通过支撑横梁相互连接固定；在所述钢立柱靠近轨道的一侧设置有电缆支架，所述电缆支架上覆盖有遮阳吸声板；在所述钢立柱远离轨道的一侧设置有护栏板，吸、隔声屏体位于所述护栏板上方；所述吸、隔声屏体由自上而下依次设置的第一吸声屏体、隔声屏体以及第二吸声屏体固定为一体，并且每相邻的两个钢立柱之间安装有一块固定一体的吸、隔声屏体；所述钢立柱上设置有用于钢丝绳穿过的通孔，所述钢丝绳一端斜拉于接触网支柱上端并且穿过所述通孔后另一端固定于地面；所述轨道交通外挂式声屏障还包括位于吸、隔声屏体远离轨道一侧的噪音传感器，该噪音传感器与控制电路相连，控制电路与蓄电池相连。

所述控制电路包括信号采集模块、单片机和移动无线网络发射模块；所述噪音传感器的输出端与信号采集模块的输入端相连，信号采集模块的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端与移动无线网络发射模块的输入端相连。

在所述第二吸声屏体的下端设置有施重压板，位于施重压板下方设置有压力发电装置，该压力发电装置包括压电材料层、导线以及蓄电池；所述压电材料层位于施重压板下方与施重压板接触，能够受到施重压板的挤压；压电材料层通过导线依次与桥式整流器、稳压器以及蓄电池相连。

所述施重压板为多个，并且每个施重压板上端面设置有竖直的导向柱，该导向柱外套有压缩弹簧，同时所述第二吸声屏体的下端面开设有导向孔，所述导向柱伸入该导向孔内；所述压缩弹簧一端顶在所述施重压板的上端面上，另一端顶在所述第二吸声屏体的下端面上，分别给施重压板与第二吸声屏体以二者相互分离趋势的力。

所述第一吸声屏体上部中间位置设置有固定轴，该固定轴穿过所述支撑横梁上的固定轴孔；所述固定轴与所述固定轴孔间隙配合，并且该间隙处设置有缓冲层；每相邻的两块吸、隔声屏体之间设置有一个“工”形滑轨，两块吸、隔声屏体分别插入到“工”形滑轨的左、右两端，并且与“工”形滑轨间隙配合，其配合面为光滑结构。

所述多个施重压板对称设置在所述第二吸声屏体下端面的靠近左、右两端的位置。

在所述压电材料层下方，设置有固定在钢立柱上的支撑钢板，用于支撑压电材料层；在所述支撑钢板的下方水平铺设有第三吸声屏体；在所述压缩弹簧、施重压板以及压电材料层远离轨道的一侧，设置有第四吸声屏体。

本发明的一种轨道交通外挂式声屏障，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1）结构耐用、性能稳定；

2）避让了轨道交通的主体工程施工，安装方便，外观流线性好；

3）有效的避免了各种电缆线路在阳光下的暴晒；

4）能够实时对轨道交通声屏障外侧的噪音进行监控；

5）轨道交通外挂式声屏障的降噪隔声量为10～15dB(A)。

附图说明

图1为本发明的轨道交通外挂式声屏障结构示意图；

图2为图1中A部的结构放大图；

图3为本发明的轨道交通外挂式声屏障结构示意图；

图4为本发明的轨道交通外挂式声屏障中压缩弹簧与施重压板的安装结构示意图；

图5为本发明的轨道交通外挂式声屏障中支撑横梁与固定轴的安装结构示意图；

图6为本发明的轨道交通外挂式声屏障中“工”形滑轨的安装结构示意图；

图7为本发明的轨道交通外挂式声屏障中钢立柱与钢丝绳的安装结构示意图；

图8为本发明的轨道交通外挂式声屏障中噪音监控系统的系统框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的一种轨道交通外挂式声屏障，包括位于轨道100一侧的多个钢立柱3，相邻钢立柱3之间通过支撑横梁6相互连接固定；在所述钢立柱靠近轨道的一侧设置有电缆支架8，所述电缆支架8上覆盖有遮阳吸声板5，该遮阳吸声板5覆盖电缆支架8的顶面与侧面，对电缆支架8上的电缆起到防护作用。

在所述钢立柱3远离轨道100的一侧设置有护栏板7，吸、隔声屏体位于所述护栏板上方。

所述吸、隔声屏体由自上而下依次设置的第一吸声屏体1a、隔声屏体2以及第二吸声屏体1b固定为一体，并且每相邻的两个钢立柱3之间安装有一块固定一体的吸、隔声屏体。

所述钢立柱3上设置有用于钢丝绳10穿过的通孔9，所述钢丝绳10一端斜拉于接触网支柱11上端并且穿过所述通孔9后另一端固定于地面。

在安装吸、隔声屏体时需考虑接触网支柱11的斜拉支撑钢丝绳10的斜拉位置以及声屏障钢立柱3间的支撑横梁6，因此把吸、隔声屏体安装在钢立柱3外侧以避免与钢丝绳10相抵触，并在钢立柱3的缘板上按照钢丝绳10斜拉支撑的位置进行开孔从而达到接触网支柱11斜拉钢丝绳10的安装并在避开钢丝绳10支撑的位置安装声屏障的支撑横梁。上述结构的外挂式声屏障，在安装过程中有效地避让了轨道交通的主体工程施工，安装方便，外观流线性好。

所述轨道交通外挂式声屏障还设置有噪音监控系统，包括位于吸、隔声屏体远离轨道100一侧的噪音传感器107。

如图8所示，该噪音传感器107与控制电路相连，控制电路与蓄电池（图中未示出）相连。

所述控制电路包括信号采集模块、单片机和移动无线网络发射模块；所述噪音传感器的输出端与信号采集模块的输入端相连，信号采集模块的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端与移动无线网络发射模块的输入端相连。

同时，该移动无线网络发射模块将信号发送至噪音监控总台的移动无线网络接收模块，移动无线网络接收模块将信号传递给中央处理器进行分析、判断等处理，并通过显示屏予以显示。

在所述第二吸声屏体1b的下端设置有施重压板102，位于施重压板102下方设置有压力发电装置，该压力发电装置包括压电材料层103、导线（图中未示出）以及蓄电池。

所述压电材料层103位于施重压板102下方与施重压板102接触，能够受到施重压板102的挤压进行发电；压电材料层103通过导线依次与桥式整流器、稳压器（图中未示出）以及蓄电池相连。

当轨道交通工具通过时，会引起声屏障的震动，从而使得施重压板会对压电材料层进行反复施压，使压电材料层表面产生电荷，并通过整流、稳压后，对蓄电池进行充电，进而能够供应噪音传感器及其控制电路的用电。

如图2、3、4所示所述施重压板102为多个，并且每个施重压板102上端面设置有竖直的导向柱120，该导向柱120外套有压缩弹簧101，同时所述第二吸声屏体1b的下端面开设有导向孔111，所述导向柱120伸入该导向孔111内；所述压缩弹簧101一端顶在所述施重压板102的上端面上，另一端顶在所述第二吸声屏体1b的下端面上，分别给施重压板102与第二吸声屏体1b以二者相互分离趋势的力。

由于轨道交通工具通过时会引起声屏障的震动，而这种震动是不规则震动，因此震动过程中吸、隔声屏体的重量不能够均匀施加在压电材料层上。而将施重压板由一整块分割成为多块，每块施重压板独立传递压力，相邻的施重压板之间不产生彼此相互的牵制拉力，使每块施重压板震动更加自由，提高振动能量的利用率。

在每块施重压板上设置有压缩弹簧，在不损失震动能量的前提下，能够在施重压板与第二吸声屏体之间形成缓冲，避免在频繁的震动中部件之间因硬接触而造成疲劳损伤；导向柱的设置，能够避免压缩弹簧发生侧斜，使导向柱在导向柱孔内运动，也能够增加整体结构稳定性。

如图5所示，所述第一吸声屏体1a上部中间位置设置有固定轴106，该固定轴106穿过所述支撑横梁6上的固定轴孔108；所述固定轴106与所述固定轴孔108间隙配合，并且该间隙处设置有缓冲层110。

由于所述固定轴106与吸、隔声屏体的重心位于同一垂直线上，从而一方面能够保证固定轴106平衡地承担吸、隔声屏体的重量，不偏移，以便于增加整体结构的稳定性；另一方面固定轴106位于吸、隔声屏体重心的垂线上，位于固定轴106左右两侧的吸、隔声屏体部分重力均衡，在轨道交通工具引发震动时，该吸、隔声屏体的左右两端始终交替处于一端抬起、另一端下沉的状态，而处于下沉状态的一端由于压缩弹簧处于压缩状态，会向上顶起该端，从而使该端上升，另一端下沉，如此往复，能够有效提高震动能量的利用率，增加发电效率。

同时固定轴106设置在第一吸声屏体1a上部中间位置，而不是设置在第一吸声屏体1a中部或下部的中间位置，也能够相对来说较好地增加结构稳定性，避免如果设置在第一吸声屏体1a中部或下部的中间位置而引起的吸、隔声屏体重心不稳、有前后倾斜趋势的情况发生。

所述固定轴106与所述固定轴孔108间隙配合，相对于二者的过盈配合而言，能够不阻碍吸、隔声屏体的震动幅度；而二者间隙处的缓冲层设置，也能够避免固定轴106与固定轴孔108之间发生硬撞击而造成损坏。

如图3所示，所述多个施重压板102对称设置在所述第二吸声屏体1b下端面的靠近左、右两端的位置。

由于固定轴106的设置，使得震动过程中吸、隔声屏体左右两端震动幅度较大，中部震动幅度较小，因此在第二吸声屏体1b下端面中部设置施重压板和压电材料层则无必要；同时将第二吸声屏体1b下端面中部设置为空，使震动过程中的的力量全部由左右两端的压电材料层予以承受，能够进一步提高震动能量的利用率，增加发电效率。

如图6所示，每相邻的两块吸、隔声屏体之间设置有一个“工”形滑轨109，两块吸、隔声屏体分别插入到“工”形滑轨109的左、右两端，并且与“工”形滑轨109间隙配合，其配合面为光滑结构。

该“工”形滑轨109的设置，其固定在钢立柱3上，用于插接安装吸、隔声屏体，一方面便于整个轨道交通外挂式声屏障的安装，吸、隔声屏体插入“工”形滑轨的槽内，安装较为便捷、快速，同时也具有较高稳定性；另一方面，间隙配合的结构使得吸、隔声屏体在震动时能够在“工”形滑轨的槽内上下移动。

如图1、2所示，在所述压电材料层103下方，设置有固定在钢立柱3上的支撑钢板，用于支撑压电材料层；在所述支撑钢板的下方水平铺设有第三吸声屏体104；在所述压缩弹簧101、施重压板102以及压电材料层103远离轨道的一侧，设置有第四吸声屏体105。

该第三吸声屏体104以及第四吸声屏体105，进一步阻止声音在震动结构的缝隙中传出，起到良好隔音的效果。

本发明的一种轨道交通外挂式声屏障，与现有技术相比，安装极为方便，降噪隔声量为10～15dB(A)，同时架构稳定，能够通过震动发电，所发电量直接用于供给噪音监控系统的用电，节约能源，即使在外部断电的情况下也能满足对轨道交通噪音监控的要求。

Claims (7)

1.一种轨道交通外挂式声屏障，其特征在于：包括位于轨道一侧的多个钢立柱，相邻钢立柱之间通过支撑横梁相互连接固定；在所述钢立柱靠近轨道的一侧设置有电缆支架，所述电缆支架上覆盖有遮阳吸声板；在所述钢立柱远离轨道的一侧设置有护栏板，吸、隔声屏体位于所述护栏板上方；所述吸、隔声屏体由自上而下依次设置的第一吸声屏体、隔声屏体以及第二吸声屏体固定为一体，并且每相邻的两个钢立柱之间安装有一块固定一体的吸、隔声屏体；所述钢立柱上设置有用于钢丝绳穿过的通孔，所述钢丝绳一端斜拉于接触网支柱上端并且穿过所述通孔后另一端固定于地面；所述轨道交通外挂式声屏障还包括位于吸、隔声屏体远离轨道一侧的噪音传感器，该噪音传感器与控制电路相连，控制电路与蓄电池相连。

2.如权利要求1所述的轨道交通外挂式声屏障，其特征在于：所述控制电路包括信号采集模块、单片机和移动无线网络发射模块；所述噪音传感器的输出端与信号采集模块的输入端相连，信号采集模块的输出端与单片机的输入端相连，单片机的输出端与移动无线网络发射模块的输入端相连。

3.如权利要求1所述的轨道交通外挂式声屏障，其特征在于：在所述第二吸声屏体的下端设置有施重压板，位于施重压板下方设置有压力发电装置，该压力发电装置包括压电材料层、导线以及蓄电池；所述压电材料层位于施重压板下方与施重压板接触，能够受到施重压板的挤压；压电材料层通过导线依次与桥式整流器、稳压器以及蓄电池相连。

4.如权利要求3所述的轨道交通外挂式声屏障，其特征在于：所述施重压板为多个，并且每个施重压板上端面设置有竖直的导向柱，该导向柱外套有压缩弹簧，同时所述第二吸声屏体的下端面开设有导向孔，所述导向柱伸入该导向孔内；所述压缩弹簧一端顶在所述施重压板的上端面上，另一端顶在所述第二吸声屏体的下端面上，分别给施重压板与第二吸声屏体以二者相互分离趋势的力。

5.如权利要求4所述的轨道交通外挂式声屏障，其特征在于：所述第一吸声屏体上部中间位置设置有固定轴，该固定轴穿过所述支撑横梁上的固定轴孔；所述固定轴与所述固定轴孔间隙配合，并且该间隙处设置有缓冲层；每相邻的两块吸、隔声屏体之间设置有一个“工”形滑轨，两块吸、隔声屏体分别插入到“工”形滑轨的左、右两端，并且与“工”形滑轨间隙配合，其配合面为光滑结构。

6.如权利要求5所述的轨道交通外挂式声屏障，其特征在于：所述多个施重压板对称设置在所述第二吸声屏体下端面的靠近左、右两端的位置。

7.如权利要求4至6任一项所述的轨道交通外挂式声屏障，其特征在于：在所述压电材料层下方，设置有固定在钢立柱上的支撑钢板，用于支撑压电材料层；在所述支撑钢板的下方水平铺设有第三吸声屏体；在所述压缩弹簧、施重压板以及压电材料层远离轨道的一侧，设置有第四吸声屏体。

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