CN108532478A - 一种导流防风声屏障 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导流防风声屏障，将风屏障和声屏障有机结合，外层是风屏障，风屏障包括支撑竖杆和导流叶片，导流叶片可采用铝纤维板等材料，以一定的间距和角度固定于风屏障支撑立柱上，作为主要抗风结构；内层是声屏障，声屏障包括支撑立柱和消/隔声板，声屏障采用吸声材料，并包含一定数量的Z型通孔。该风声屏障相比于传统单一屏障，一方面利用以导流叶片为主的引导体系大幅度降低外界风荷载对列车的影响，另一方面利用吸声材料削弱列车噪声对周边的影响，可解决风屏障消音能力和声屏障抗风能力不足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及交通声屏障和风屏障技术领域，具体涉及一种导流防风声屏障。
背景技术
随着高速铁路的不断发展，列车所受的自然风荷载以及列车所产生的周边的噪声污染越来越被人们关注。风荷载是严重威胁列车行车安全的一个重要因素，在强风作用下，列车可能会产生偏载甚至车轮爬上钢轨引起脱轨的重大事故；而列车的噪声污染同样是困扰周边居民的一个重要问题，铁路系统不断接到周边受影响居民的举报。因此，这两大问题迫切需要得到改善。
以往的屏障往往是针对风或声的一种，因而在常年受风荷载影响的地区并不适用。声屏障也可以起到阻风的作用，但直接承受全部的风荷载，会增大结构承受的风力，且声屏障在强风作用下本身容易发生破坏。文件CN201710158224公开用于车行桥梁的自旋转风声屏障，虽然采用了消声叶片，但叶片之间过大的间隙对于运行车辆产生噪声的降噪效果并不明显。因此，为克服现有技术的不足，有必要根据流体动力学以及声学基本原理，开发研制出一种集吸/隔声、抗风于一体的铁路沿线防护设备。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种导流防风声屏障，将风屏障和声屏障优势相结合，以解决风屏障消音能力和声屏障抗风能力不足的问题。
本发明的技术方案是：一种导流防风声屏障，将风屏障和声屏障有机结合，该装置由五部分组成，包括：底座、风屏障立柱、声屏障立柱、导流叶片、消/隔声板。底座埋设于桥面板或路肩，风屏障立柱和声屏障立柱下端固定于底座上，风屏障立柱处于远离线路一侧，声屏障立柱位于靠近线路一侧，导流叶片以30°-60°的角度固定于风屏障立柱上，消/隔声板固定于声屏障立柱卡槽内。
底座可由混凝土预制，也可采用钢，埋设于桥面板或路肩，起固定风屏障和声屏障立柱的作用。风屏障和声屏障立柱下端设连接底板，通过螺栓固定于底座。
风屏障处于远离线路一侧，作为本装置的主要抗风结构。风屏障立柱采用钢，包括连接底板和竖杆两部分，并通过焊接的方式相连。风屏障立柱上安装若干导流叶片，通过连接底板固定于底座。
声屏障处于靠近线路一侧，声屏障立柱采用钢，包括连接底板和带凹槽的竖杆两部分，并通过焊接的方式相连。连接底板通过螺栓固定于底座，凹槽用于固定消/隔声板。
导流叶片是由若干块横断面为圆弧、内/外半径为380/400mm、长度为1920mm的弧形板状结构组成，上部根据设计需要以30°-60°的角度固定于风屏障立柱上。导流叶片可采用铝纤维板等材料，固定于风屏障支撑立柱上，作为主要抗风结构。该间距、角度可根据当地平均风速、导流叶片自身重力以及空气动力学原理计算得出。导流叶片两两之间留有一定间距，形成若干导风带。
风屏障是阻挡风荷载的第一道也是最重要的一道屏障，声屏障进一步减小风对列车的直接作用。风屏障和声屏障之间留有10-15 cm的间距，形成风流上升区，引导风向斜上方流动，并消耗风的一部分动能。
消/隔声板为80mm×2080mm×2000mm的板状结构，板上设置圆形通孔，孔径2 mm，沿列车行驶方向俯视呈Z字形，孔两端位于同一水平面，相距20mm，转折处圆滑过渡；Z型孔在消/隔声板上交错分布。声屏障采用吸声材料。由于列车风的存在，声屏障有可能发生损坏，当列车以300 km/h以上的速度行驶时，这种可能性大大增加。声屏障采用Z型通孔吸声结构，在保证具有较好吸声和隔声效果的同时，可显著减少列车风对声屏障的破坏。声屏障位于线路内侧，一方面吸收和阻隔车辆产生的噪声，减小周围居民受噪声污染的影响，另一方面起到引导已经改向的风流再次改向。
本发明的优点在于：（1）减载效果好：风屏障和声屏障形成一个抗风体系，逐步将风流改向，形成新的风流动路径，达到降低风荷载对声屏障、线路支撑结构和车辆运行的影响。（2）隔声效果好：将吸声材料与吸声结构结合，切断噪声与居民之间的直接传播途径，优于传统声屏障的降噪效果。（3）安全耐用：与传统风屏障相比，运用了导流的概念将风屏障和声屏障有机结合起来，大大增加了结构极限承载力，提高了安全余量。
附图说明
图1为本发明结构空间示意图；
图2为本发明结构侧视示意图；
图3为本发明风屏障部分正视示意图；
图4为本发明风屏障部分俯视示意图；
图5为本发明声屏障部分正视示意图；
图6为本发明声屏障部分俯视示意图。
图中：1-底座，2-风屏障立柱，3-声屏障立柱，4-导流叶片，5-消/隔声板。
具体实施方式
下面结合实例并参照附图对本发明作进一步描述。
本实施例中，如图1-4所示，该屏障由五部分组成。底座1为1400mm×400mm×100mm的块状结构，采用混凝土预制，埋于桥梁或路肩。底座1与两屏障立柱的连接底板分别以四个螺栓固定。底座1作为固定风屏障和声屏障的基础，将声屏障和风屏障结合为一个整体，提高了本装置的整体性，以增强本装置抵抗风力引起的弯矩的能力。
本实施例中，两种支撑立柱均采用钢，支撑立柱与连接底板通过焊接相连。立柱用于固定风屏障的导流叶片和声屏障的消/隔声板，底板用于与底座相连。连接底板为320mm×200mm×4mm的钢板，风屏障处立柱2为80mm×80mm×2000mm的杆状结构；而声屏障处立柱3为240mm×240mm×2000mm的柱状结构，在两根柱的内侧中部设有卡槽，用于固定声屏障。
本实施例中，如图2所示，在远离线路的一侧设置风屏障，风屏障包括两根风屏障立柱2和若干导流叶片4。支撑立柱与连接底板通过焊接连接，每块底板用四个螺栓固定在风屏障与声屏障共同的底座1上。本实施例中，如图1、图3所示，风屏障的导流叶片4是由若干块横断面为圆弧、内/外半径为380mm/400mm、长度为1920mm的弧形板状结构组成，以200mm的间距固定于支撑立柱上。风屏障处于远离线路一侧，一方面作为风声屏障的主要抗风结构，另一方面阻挡声波的传递。
本实施例中，如图2所示，在靠近线路的一侧设置声屏障即消/隔声板5与声屏障立柱3，声屏障可采用80mm×2080mm×2000mm的板状结构，声屏障板镶嵌固定在两根支撑立柱卡槽之间。如图1、图4所示，卡槽为80mm×80mm×2000mm的凹槽。板上设置圆形通孔，孔径2mm，沿列车行驶方向俯视呈Z字形，孔两端位于同一水平面，相距20mm，转折处圆滑过渡。Z型孔在消/隔声板上交错分布。支撑立柱与连接底板通过焊接连接，每块底板用四个螺栓固定在风屏障与声屏障共同的底座1上。本实施例中，声屏障采用高效吸声材料和穿孔板共振吸声结构，透过一部分列车风，减小声屏障的荷载，如图1所示。声屏障处于靠近线路一侧，一方面吸收和阻隔车辆产生的噪声，减小周围居民受噪声污染的影响，另一方面起到引导已经改向的风流再次改向。
导流叶片4两两之间留有一定间距，形成若干导风带；风屏障和声屏障之间也留有10-15cm的间距，形成风流上升区。导风带和风流上升区共同形成风声屏障的风流设计路径。风屏障作为阻挡风荷载的第一道也是最重要的一道屏障，引导风向斜上方流动，会消耗风的一部分动能。声屏障进一步阻挡风对车辆的直接作用，引导风斜向上流动。当风流按照规划路径流动时，很大程度上缓解了强风对高速行车和结构的不利影响，提高了行车安全性和乘坐舒适性。
Claims (6)
1.一种导流防风声屏障，其特征在于：该屏障包括底座（1）、风屏障立柱（2）、声屏障立柱（3）、导流叶片（4）、消/隔声板（5）；底座（1）埋设于桥面板或路肩，风屏障立柱（2）和声屏障立柱（3）下端固定于底座（1）上，风屏障立柱（2）处于远离线路一侧，声屏障立柱（3）位于靠近线路一侧，导流叶片（4）以30°-60°的角度固定于风屏障立柱（2）上，消/隔声板（5）固定于声屏障立柱（3）卡槽内。
2.根据权利要求书1所述的导流防风声屏障，其特征在于：底座（1）可由混凝土预制，也可采用钢，埋设于桥面板或路肩，起固定风屏障立柱（2）和声屏障立柱（3）的作用，大小取1400mm×400mm×100mm。
3.根据权利要求书1所述的导流防风声屏障，其特征在于：风屏障立柱（2）采用钢，上部竖杆与下部底板焊接连接；风屏障立柱（2）上承导流叶片（4）下接底座（1），其底板通过四个螺栓与底座（1）相连，导流叶片（4）固结于其竖杆上；竖杆与底板的尺寸分别取为80mm×80mm×2000mm、320mm×320mm×4mm。
4.根据权利要求书1所述的导流防风声屏障，其特征在于：声屏障立柱采用钢，为240mm×240mm×2000mm，上部立柱与下部底板焊接连接；风屏障立柱（2）上卡消/隔声板（5）下接底座（1），其底板通过四个螺栓与底座（1）相连；其立柱内侧设有卡槽，为80mm×80mm×2000mm，消/隔声板（5）固定于卡槽内。
5.根据权利要求书1所述的导流防风声屏障，其特征在于：导流叶片（4）是由若干块横断面为圆弧、内/外半径为380/400mm、长度为1920mm的弧形板状结构组成，上部根据设计需要以30°-60°的角度固定于风屏障立柱（2）上；导流叶片两两之间留有空隙，形成导风带。
6.根据权利要求书1所述的导流防风声屏障，其特征在于：消/隔声板（5）为80mm×2080mm×2000mm的板状结构，板上设置圆形通孔，孔径2 mm，沿列车行驶方向俯视呈Z字形，孔两端位于同一水平面，相距20mm，转折处圆滑过渡；Z型孔在消/隔声板上交错分布。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180914 |