CN107034799B - 一种感应式升降声屏障系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应式升降声屏障系统及其工作方法，所述升降声屏障系统包括声屏障板、升降机构以及底座；所述底座上开设有用于容纳所述声屏障板的容置凹槽；所述升降机构设置在所述底座与所述声屏障板之间，用于驱动所述声屏障板升降。本发明的优点是，与传统声屏障相比，本发明的感应式升降声屏障在非工作状态下可以让自然风顺利通过铁路线路区域，避免外界环境因素（自然风载荷、阳光造成的老化）的影响，从而降低了声屏障的损坏几率，大大减少了后期维护更换的成本。

Description

一种感应式升降声屏障系统及其工作方法

技术领域

本发明属于铁道工程技术领域，具体涉及一种感应式升降声屏障系统及其工作方法。

背景技术

高速铁路、城际铁路及城市轨道交通带来的环境噪声问题是制约轨道交通健康快速发展的关键问题之一。

传统的声屏障旨在解决铁路噪声污染问题。声屏障的降噪原理是在声源和受声者之间插入声屏障，声波在传播过程中，遇到声屏障时，会发生反射、透射和绕射三种现象，这样就可阻止直达声的传播，并使声波的传播产生一个显著的附加衰减，从而达到降噪的目的。经过几十年的发展声屏障的种类繁多，根据所用的材料和结构形式分成多种类型的声屏障。然而，伴随着声屏障的广泛应用以及高速铁路的快速发展，声屏障使用寿命短，影响沿线居民视野，不能很好地融入环境等问题一直未能得到很好的解决。一方面，列车在通过声屏障区域时，会在线路两侧声屏障范围内产生强大的风场，使得声屏障承受巨大的列车风荷载。这是由于列车风的强度主要取决于列车速度以及声屏障距车体表面的距离，列车速度越快，声屏障距离车体表面越近，所承受的风荷载就越大。另一方面，随着现在列车速度的提高，铁路桥梁占比越来越大，声屏障所处高度也越来越高，从而导致铁路桥梁上的声屏障承受的自然风荷载也越来越大，且方向反复无常。声屏障在长期的列车风和自然风荷载作用下，极易产生疲劳破坏，严重时可导致列车安全事故。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种感应式升降声屏障系统及其工作方法，该感应式升降声屏障系统仅在列车经过时升起，列车经过后下降至底座内部，有效的避免了声屏障在自然风荷载长期作用下产生疲劳破坏，也可尽最大可能保证铁路沿线居民在线路非工作时段视野更加开阔，沿线环境更加友好与和谐。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种感应式升降声屏障系统，所述升降声屏障系统包括声屏障板、升降机构以及底座；所述底座上开设有用于容纳所述声屏障板的容置凹槽；所述升降机构设置在所述底座与所述声屏障板之间，用于驱动所述声屏障板升降。

所述声屏障板包括框架板以及若干隔声囊，所述框架板上开设有若干孔洞，所述隔声囊嵌设在所述孔洞内部。

所述隔声囊包括壳体以及贴合在所述壳体两侧的吸声布；所述壳体内部经两个纵向隔板分隔为内腔、液腔以及外腔；其中，所述内腔以及所述外腔中均填充有吸声材料。

所述液腔中填充有高声阻抗的凝胶液体，所述液体中混合有悬浮颗粒。

两个所述纵向隔板的表面为不规则波浪曲面。

所述升降机构包括顶板、交叉杆伸缩组件、液压驱动组件以及底部固定框架；所述交叉杆伸缩组件以及所述液压驱动组件的底部固定安装在所述底部固定框架的上表面；所述液压驱动组件的顶端连接所述交叉杆伸缩组件的交叉杆铰接处；所述交叉杆伸缩组件的顶端连接所述顶板，所述顶板固定连接所述声屏障板的底部边沿；所述底部固定框架设置在所述容置凹槽的底部。

所述声屏障板设置在铁路线路两侧；所述声屏障板前方和后方的钢轨轨底与轨道板之间的位置上均设置有位移传感器，所述位移传感器经一信号转换单元连接控制所述升降机构。

所述容置凹槽的顶部开口的两侧各设置有一根竖向导轨，所述导轨沿竖直方向开设有与所述声屏障板边缘相适配的竖向凹槽。

一种所述感应式升降声屏障系统的工作方法，其包括以下步骤：将所述声屏障板设置在铁路线路两侧；分别在所述声屏障板前方和后方的所述钢轨轨底与轨道板之间的位置上设置位移传感器；当所述位移传感器检测到列车驶入时，升降机构驱动所述声屏障板从容置凹槽中升起；当所述位移传感器检测到列车驶离时，所述升降机构驱动所述声屏障板下降至所述容置凹槽内部。

所述位移传感器检测的是所述铁轨在竖直方向上的位移变化。

本发明的优点是：

（1）经济实用：与传统声屏障相比，本发明的感应式升降声屏障在非工作状态可以避免外界环境因素（自然风载荷、阳光造成的老化）的影响，从而降低了声屏障的损坏几率，大大减少了后期维护更换的成本。

（2）设计灵活：以列车运行时使轨道产生垂向变形为切入点，结合声屏障板在工作状态与非工作状态两种情况，既保障了声屏障板的效用，又减少了声屏障板不必要的损坏几率；另外，依据声反射、散射衰减原理对隔声囊进行了设计，较之传统声屏障，本产品降噪效率更高。

（3）结构耐用：产品消除了非工作状态时外部环境因素对声屏障板的不利影响，减少了声屏障板结构的疲劳破坏，从而达到了延长声屏障结构维修周期和使用寿命的目的。

（4）环境友好：在列车进入感应式升降声屏障区域，声屏障远程感应，保证声屏障自动升起正常工作；而非工作时段，感应式升降声屏障板隐藏在下部结构中，使沿线居民视野更加可阔，环境更加友好与和谐。

附图说明

图1为本发明的感应式升降声屏障系统的侧视图；

图2为本发明的感应式升降声屏障系统的截面视图；

图3为本发明中的竖向导轨的侧视图；

图4为本发明中的竖向导轨的俯视图；

图5为本发明中的升降机构的侧视图；

图6为本发明中的升降机构的正视图；

图7为本发明中的框架板的正视图；

图8为本发明中的框架板的俯视图；

图9为本发明中的隔声囊的截面视图；

图10为本发明的感应式升降声屏障系统使用过程中的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-10，图中标记1-23分别为：声屏障板1、升降机构2、底座3、容置凹槽4、下部基础5、竖向导轨6、立柱底板7、顶板8、交叉杆伸缩组件9、液压驱动组件10、底部固定框架11、框架板12、隔声囊13、侧板14、壳体15、吸声布16、纵向隔板17、内腔18、液腔19、外腔20、位移传感器21、信号转换单元22、孔洞23。

实施例1：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种感应式升降声屏障系统，其包括声屏障板1、升降机构2以及底座3；底座3上开设有用于容纳声屏障板1的容置凹槽4；升降机构2设置在底座3与声屏障板1之间，用于驱动声屏障板1升降。

如图2所示，底座3设置在铁路的侧边，底座3的底部连接有下部基础5；下部基础5以及底座3均由混凝土浇筑制成；在底座3中具有开口向上的容置凹槽4，其形状与声屏障板1的形状相适配。

如图1、3、4所示，容置凹槽4的顶部开口的两侧各设置有一根竖向导轨6，竖向导轨6沿竖直方向开设有与声屏障板1边缘相适配的竖向凹槽；在本实施例中，竖向导轨6由H型钢制成；H型钢的翼板及腹板构成竖向凹槽；在竖向导轨的底部焊接有立柱底板7；立柱底板7上开设有三个螺栓孔，立柱底板7通过螺栓固定安装在底座3的上表面；在声屏障板1升降过程中，声屏障板1的边缘沿竖向导轨6移动。

如图2、5、6所示，升降机构2设置在容置凹槽4内部；升降机构2包括顶板8、交叉杆伸缩组件9、液压驱动组件10以及底部固定框架11；交叉杆伸缩组件9以及液压驱动组件10的底部固定安装在底部固定框架11的上表面；液压驱动组件10的顶端连接交叉杆伸缩组件9的交叉杆铰接处；交叉杆伸缩组件9的顶端连接顶板8，顶板8固定连接声屏障板1的底部边沿；底部固定框架11设置在容置凹槽4的底部；当液压驱动组件10伸长时，交叉杆伸缩组件9推动顶板8以及声屏障板1向上运动；当液压驱动组件10收缩时，交叉杆伸缩组件9与之同步收缩，同时顶板8以及声屏障板1向下运动至容置凹槽4内部。

如图1、7、8所示，声屏障板1包括框架板12以及若干隔声囊13，框架板12上开设有若干孔洞23，隔声囊13嵌设在孔洞23内部；在本实施例中，框架板12是由两块侧板14焊接而成，两块侧板14间距相隔d；框架板12上均匀分布着3行3列的矩形孔洞23，每个矩形孔洞23长度为a，宽度为b，相邻两矩形孔洞23间隔为d；框架板12四周边缘预留出长度为c的位置；其中，左右两侧边缘预留宽度为c的部分用于与竖向导轨6衔接，在声屏障工作状态，起到稳固声屏障板1的作用；框架板12内部与隔声囊13的边缘紧密嵌合，共同构成声屏障板1。

如图1、9所示，隔声囊13包括壳体15以及贴合在壳体15两侧的吸声布16，吸声布16用于减少噪声的反射；壳体15是由菱镁材料制成的长方体部件；在壳体15内部设置有两个纵向隔板17，两个纵向隔板17将壳体15内部分隔成内腔18、液腔19以及外腔20；内腔18以及外腔20中均填充有吸声材料；液腔19中填充有声阻抗较大的凝胶液体，液体中混合有尺寸大小不一的悬浮颗粒；当噪声穿过凝胶液体时，声波的能量会得到较大的消耗，且悬浮颗粒会使得噪声发生散射衰减，从而达到更好的降噪效果；在本实施例中两个纵向隔板17的表面为不规则波浪曲面，从而使噪声穿过纵向隔板17时会发生漫反射现象，使得内腔中的吸声材料可以更均匀的吸收噪声。

如图2、10所示，声屏障板1设置在铁路线路两侧；声屏障板1的前方和后方均设置有位移传感器21，具体固定于钢轨轨底与轨道板之间的位置上，位移传感器21经一信号转换单元22连接控制升降机构2；当列车行驶过程中会使得钢轨产生较大的竖向位移，位移传感器21用于检测钢轨在竖直方向上的位移变化，进而检测列车的驶入和驶离；升降机构2根据位移传感器21的检测数据控制声屏障板1的升降。

实施例2：本实施例具体涉及实施例1中感应式升降声屏障系统的工作方法，本方法包括以下步骤：

如图1、10所示，将声屏障板1、底座3以及升降机构2设置在铁路线路两侧构成声屏障区；并分别在声屏障板1的前方和后方设置位移传感器21，两个位移传感器21与声屏障板1的距离为200m，并具体固定在钢轨轨底与轨道板之间的位置上。

如图2、10所示，当列车驶入声屏障区时，列车的车轮通过第一个位移传感器21的安装位置时，列车使得钢轨瞬间产生较大的竖向位移，此时，第一个位移传感器21将采集到的位移信号通过导线传送至信号转换单元22；信号转换单元22将位移信号转换为升降机构2的开启指令；升降机构2收到开启指令后驱动声屏障板1从容置凹槽4中升起，并与竖向导轨6嵌合，声屏障板进入工作状态。

如图2、10所示，当列车驶离声屏障区时，列车的车轮通过第二个位移传感器21的安装位置，第二个位移传感器21检测到列车通过后，第二个位移传感器21将检测到的信号通过导线传输至信号转换单元，信号转换单元22将第二个位移传感器21采集到的位移信号通过导线传送至信号转换单元22，信号转换单元22将位移信号转换为升降机构2的关闭指令；升降机构2收到关闭指令后驱动声屏障板1向下运动至容置凹槽4内部，声屏障板进入非工作状态。

本发明的有益技术效果为：

（1）经济实用：与传统声屏障相比，本发明的感应式升降声屏障在非工作状态可以避免外界环境因素（自然风载荷、阳光造成的老化）的影响，从而降低了声屏障的损坏几率，大大减少了后期维护更换的成本。

（2）设计灵活：以列车运行时使轨道产生垂向变形为切入点，结合声屏障板在工作状态与非工作状态两种情况，既保障了声屏障板的效用，又减少了声屏障板不必要的损坏几率；另外，依据声反射、散射衰减原理对隔声囊进行了设计，较之传统声屏障，本产品降噪效率更高。

（3）结构耐用：产品消除了非工作状态时外部环境因素对声屏障板的不利影响，减少了声屏障板结构的疲劳破坏，从而达到了延长声屏障结构维修周期和使用寿命的目的。

（4）环境友好：在列车进入感应式升降声屏障区域，声屏障远程感应，保证声屏障自动升起正常工作；而非工作时段，感应式升降声屏障板隐藏在下部结构中，使沿线居民视野更加可阔，环境更加友好与和谐。

Claims (3)

1.一种感应式升降声屏障系统的工作方法，其特征在于所述升降声屏障系统包括声屏障板、升降机构以及底座；所述底座上开设有用于容纳所述声屏障板的容置凹槽；所述升降机构设置在所述底座与所述声屏障板之间，用于驱动所述声屏障板升降；

所述声屏障板包括框架板以及若干隔声囊，所述框架板上开设有若干孔洞，所述隔声囊嵌设在所述孔洞内部；所述隔声囊包括壳体以及贴合在所述壳体两侧的吸声布；所述壳体内部经两个纵向隔板分隔为内腔、液腔以及外腔；其中，所述内腔以及所述外腔中均填充有吸声材料；所述液腔中填充有高声阻抗的凝胶液体，所述液体中混合有悬浮颗粒；两个所述纵向隔板的表面为不规则波浪曲面；

所述升降机构包括顶板、交叉杆伸缩组件、液压驱动组件以及底部固定框架；所述交叉杆伸缩组件以及所述液压驱动组件的底部固定安装在所述底部固定框架的上表面；所述液压驱动组件的顶端连接所述交叉杆伸缩组件的交叉杆铰接处；所述交叉杆伸缩组件的顶端连接所述顶板，所述顶板固定连接所述声屏障板的底部边沿；所述底部固定框架设置在所述容置凹槽的底部；

所述声屏障板设置在铁路线路的两侧；所述声屏障板前方和后方200米位置的钢轨轨底与轨道板之间的位置上均设置有位移传感器，所述位移传感器经一信号转换单元连接控制所述升降机构；

所述升降声屏障系统的工作方法包括以下步骤：将所述声屏障板设置在铁路线路的两侧；分别在所述声屏障板前方和后方的所述钢轨轨底与轨道板之间的位置上设置所述位移传感器；当所述位移传感器检测到列车驶入时，所述升降机构驱动所述声屏障板从所述容置凹槽中升起；当所述位移传感器检测到列车驶离时，所述升降机构驱动所述声屏障板下降至所述容置凹槽内部。

2.根据权利要求1所述的一种感应式升降声屏障系统的工作方法，其特征在于所述容置凹槽的顶部开口的两侧各设置有一根竖向导轨，所述竖向导轨沿竖直方向开设有与所述声屏障板边缘相适配的竖向凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种感应式升降声屏障系统的工作方法，其特征在于所述位移传感器检测的是所述钢轨在竖直方向上的位移变化。

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