CN110230274A - 一种可智能开启式全封闭声屏障装置 - Google Patents
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Abstract
一种可智能开启式全封闭声屏障装置，包括：全封闭声屏障钢支架、吸隔声装置、开启装置、智能控制系统,它设置于噪声敏感要求高的铁路及道路两旁，可以根据来流风的速度、风向角度组合条件自动调节可开启声屏障单元板的开启区域和开启角度，来流风可通过开启的声屏障区域穿过可智能开启式全封闭声屏障装置，减小可智能开启式全封闭声屏障装置迎风面面积，从而使整个可智能开启式全封闭声屏障装置受风压减小，甚至减少高架桥梁的受力，避免桥梁被破坏，进一步可以减小声屏障单元板的损坏几率，延长可智能开启式全封闭声屏障装置的使用寿命。减少高架桥梁受力，提高其安全性，延长其使用寿命，减少其投资成本。
Description
技术领域
本发明属于环保领域，具体涉及一种针对高速铁路、轻轨、市域铁路噪声治理的一种可智能开启式全封闭声屏障装置。
背景技术
随着国内高速铁路、城际列车、磁悬浮列车、高速公路、城市快速路的大范围修建，这些高速运动列车、汽车必然对周围环境及沿线居民造成噪声污染，噪声污染也日益成为严重影响人民身心健康及生活品质的一大毒瘤，如何控制噪声污染已成为经济发展中亟待解决的问题，因此全封闭声屏障已经被广泛使用于铁路及道路两侧，但由于高速铁路、城际列车、磁悬浮列车、城市快速路通过某些路段或桥梁时，经常受到横风侵袭，在风速及风压相对较大且出现频率较高的区域，会选择设置全封闭声屏障，一方面全封闭声屏障对噪声的治理效果明显，另一方面全封闭声屏障可以避免横风对高速行驶的列车、汽车的影响。但与此同时，频率高、风速及风压大的横风以及高速列车行驶产生的脉动风压作用在全封闭声屏障之上，必然会对其正常运行产生很大影响，会影响全封闭声屏障的使用寿命及安全性，尤其是桥梁区域，甚至会影响此区域桥梁的寿命及安全性。现有设计制造出来的全封闭声屏障其制造工艺也相对复杂，成本高。
发明内容
本发明旨在克服上述缺点，提供高速列车行驶产生的高频率脉动风压以及高风速横风条件下使用的结构简单的一种可智能开启式全封闭声屏障装置。该装置在高频率、高风速及大风压的横风甚至高速列车行驶产生的脉动风压条件下保证全封闭声屏障的降噪效果以及此区域桥梁及全封闭声屏障的使用寿命与安全。
为达到上述目的，本发明采用如下解决方法：一种可智能开启式全封闭声屏障装置，包括智能开启装置、全封闭声屏障钢支架，智能开启装置布置在全封闭声屏障钢支架之间的横檩条上，智能开启装置一端与横檩条连接，智能开启装置另一端与可旋转声屏障单元板固定框架连接。
本发明对各风向角度来流风风速的监测、导流，降低横风以及高速列车行驶产生的脉动风压对智能可开启式全封闭声屏障的影响，有效提高全封闭声屏障及此区域桥梁的使用寿命与安全性。
本发明的原理是：本发明利用孔洞导风原理及空气动力学原理，通过一种可智能开启式全封闭声屏障装置，根据测风仪获得的不同风速、风向角的数据，自动调整可开启声屏障单元板的开启区域和角度。在各种不同风况条件下增加对横风的疏导，减小迎风面所受风压，从而使整个全封闭声屏障受力减小，甚至减少高架桥梁的受力，进一步可以减小声屏障单元板的损坏几率，延长全封闭声屏障的使用寿命。
与现有技术相比，本发明具有如下优点:
本发明是利用孔洞导风原理，根据不同风速、风向角度组合，通过一种可智能开启式全封闭声屏障装置开启系统自动调节可开启区域声屏障单元板的开启角度，增加对横风的疏导，减小迎风面所受风压，保证了各种风速、风向角组合工况下一种可智能开启式全封闭声屏障装置受力，甚至减少高架桥梁的受力，进一步可以减少声屏障单元板的损坏几率，延长一种可智能开启式全封闭声屏障装置的使用寿命。
本发明可减小迎风面所受风压，从而使整个声屏障装置受力减小，使得其在设计阶段时体形系数的取值可相对减小，使得设计的全封闭声屏障钢结构骨架在选材规格型号上，适当降低，以达到节材目的，可减少建设成本。
附图说明
图1是本发明实施例的钢支架端面图。
图2是本发明实施例钢支架立面图。
图3是本发明实施例全闭合断面图。
图4是本发明实施例全闭合立面图。
图5是本发明实施例半开合断面图。
图6是本发明实施例半开合立面图。
图7是本发明实施例全开合断面图。
图8是本发明实施例全开合立面图。
图9是本发明实施例全开合立面图。
图10是本发明实施例开启系统示意图。
图中，1、半圆形钢结构骨架，2、横檩条，3、X支撑架，4、固定金属声屏障单元板，5、可开启金属声屏障单元板，6、可开启聚碳酸酯透明板，7、固定聚碳酸酯透明板，8、测风仪,9、控制器，10、电源，11、开启装置，12、转轴，13、框架，14、螺杆，15、电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1所示，一种可智能开启式全封闭声屏障装置，它沿对噪声要求比较高的敏感区域的道路、铁路、桥梁两侧建设，将该道路、铁路、桥梁全封闭降噪。
一种可智能开启式全封闭声屏障装置，包括全封闭声屏障钢支架、吸隔声装置、开启装置、智能控制系统。
吸隔声装置、开启装置、智能控制系统均固定安装在全封闭声屏障钢支架上。
所述全封闭声屏障钢支架包括半圆形钢结构骨架，在骨架间按区域布置固定金属声屏障单元板、固定聚碳酸酯透明板、可开启金属声屏障单元板，可开启聚碳酸酯透明板。
可开启金属声屏障由可开启的固定框架、金属声屏障单元板、开启装置组成，可开启固定框架上安装有金属声屏障单元板、开启装置；
可开启聚碳酸酯透明板由可开启的固定框架、聚碳酸酯透明板、开启装置组成，可开启固定框架上安装有聚碳酸酯透明板及开启装置。
开启装置连接测风仪8及智能控制系统，实现智能化控制。
所述全封闭声屏障钢支架由半圆形钢结构骨架1、横檩条2、X支撑架3组成。
两端的半圆形钢结构骨架1之间焊接若干横檩条2并通过横檩条2将两端的半圆形钢结构骨架1连接在一起，横檩条自地面由下向上每隔1米设置一根。X支撑架3焊接在半圆形钢结构骨架1与横檩条2之间。每隔60m在半圆钢结构骨架之间设置一对X支撑架。
所述吸隔声装置包括吸声装置和隔声装置。
吸声装置包括固定金属声屏障单元板和可开启金属声屏障单元板；
可开启金属声屏障单元板由金属声屏障单元板、固定框架、开启装置组成，金属声屏障单元板安装在固定框架上，固定框架上还安装有开启装置，固定框架铰接在全封闭声屏障钢支架上。可开启金属声屏障单元板具备开启功能。
隔声装置包括固定聚碳酸酯透明板和可开启聚碳酸酯透明板。可开启聚碳酸酯透明板由聚碳酸酯透明板、开启装置、固定框架组成，聚碳酸酯透明板安装在固定框架上，固定框架上安装有开启装置，固定框架铰接在全封闭声屏障钢支架上。聚碳酸酯透明板具备开启功能。
以双线轨道交通铁轨两侧设置可智能开启式全封闭声屏障装置为例，总高7米，在图3中自地面起垂直向上固定金属声屏障单元板4在0-1米处设置，可开启金属声屏障单元板5在1-2.5米处、4.5-6.5米处设置，可开启的聚碳酸酯透明板6在2.5-4.5米处设置，固定的聚碳酸酯透明板7在6.5-7米处设置。”
所述开启装置由可旋转声屏障单元板固定框架、动力驱动装置、螺杆开启装置、联动器、自锁装置组成。
缺连接结构的详细描述
螺杆开启装置（螺杆开启装置可由液压驱动装置替换），一端与全封闭声屏障钢支架连接，另一端与安装有吸隔声装置的固定框架连接，通过电动机驱动螺杆转动，使其滑杆伸出，顶起安装有吸隔声装置的固定框架，实现可开启吸隔声装置绕自己的上边轴转动，开启0-70°角度，达到通风导流效果。
所述螺杆开启装置设置有联动器，同一高度或同一区域的可开启式声屏障单元板可同时开启。
所述螺杆开启装置设置有自锁装置，在开启到一定角度后或者关闭时，将螺杆锁死，达到固定可开启声屏障的效果，抵御横风的冲击，提高安全性。
螺杆开启装置采用型号为LG800螺杆式电动开窗器。
所述智能控制系统由测风仪、控制器、工控机和通讯终端组成，测风仪连接工控机，工控机连接控制器，控制器连接微型电机。
所述测风仪安装于全封闭声屏障钢支架的顶部，通过测风仪获得风速、风向角度的数据，数据传输到控制器，控制器根据预定的程序，对测风仪监测到的数据进行收集、分析、计算，得到实时的测量值，设定分级预警数值，当监测到的数值高于设定数值时，工控机计算后通过通讯终端发出指令给控制器，控制器执行指令，开启装置按照工控机发出的指令驱动微型电机将需要开启区域的可开启金属声屏障单元板和可开启聚碳酸酯透明板开启到指定的角度。
所述测风仪获得风速、风向角度与可开启金属声屏障单元板和可开启聚碳酸酯透明板开启角度的对应关系如下：风向角为45°~135°，当风速在0-10m/s时，可开启金属声屏障单元板和可开启聚碳酸酯透明板开启角度为30°；
当风速是10-20m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度是45°；
当风速是20-30m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启是60°；
当风速是30-40m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度是70°；
风向角小于45°或大于135°，当风速在0-10m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为20°；
当风速是10-20m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为30°；
当风速是20-30m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为45°；
当风速是30-40m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为60°；
所述工控机根据来流风的速度、风向角度组合条件自动调节可开启声屏障单元板的开启区域和开启角度，来流风可通过开启的声屏障区域穿过可智能开启式全封闭声屏障装置，减小可智能开启式全封闭声屏障装置迎风面面积，从而使整个可智能开启式全封闭声屏障装置受风压减小，甚至减少高架桥梁的受力，避免桥梁被破坏。提高其安全性，延长其使用寿命，进一步可以减小声屏障单元板的损坏几率，延长可智能开启式全封闭声屏障装置的使用寿命，减少其投资成本。
所述风向角度是指来流风与全封闭声屏障之间形成的夹角。来流风与全封闭声屏障的走向平行的来流方向为0度风向角，去流方向为180度风向角。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可智能开启式全封闭声屏障装置，横跨在铁路及道路两旁，其特征在于，包括：全封闭声屏障钢支架、吸隔声装置、开启装置、智能控制系统, 吸隔声装置、开启装置、智能控制系统均安装在全封闭声屏障钢支架上。
2.根据权利要求1所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于所述全封闭声屏障钢支架由半圆形钢结构骨架、横檩条、X支撑架组成；半圆形钢结构骨架之间由横檩条连接，横檩条自地面由下向上均匀间隔布置,在半圆形钢结构骨架之间设置一对X支撑架。
3.根据权利要求1所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于所述吸隔声装置包括吸声装置和隔声装置，吸声装置包括固定金属声屏障单元板和可开启金属声屏障单元板，隔声装置包括固定聚碳酸酯透明板和可开启聚碳酸酯透明板；
所述可开启金属声屏障单元板安装在固定框架上，固定框架上还安装有开启装置，固定框架铰接在全封闭声屏障钢支架上，使可开启金属声屏障单元板具备开启功能；
所述可开启聚碳酸酯透明板安装在固定框架上，固定框架铰接在全封闭声屏障钢支架上，通过开启装置实现可开启聚碳酸酯透明板具备开启功能。
4.根据权利要求3所述的固定的金属声屏障单元板、可开启的金属声屏障单元板、固定的聚碳酸酯透明板、可开启的聚碳酸酯透明板其特征在于所述四种板型的分布自地面起垂直向上顺序为固定金属声屏障单元板、可开启金属声屏障单元板、可开启的聚碳酸酯透明板、可开启金属声屏障单元板、固定的聚碳酸酯透明板。
5.根据权利要求1所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于所述开启装置一端与全封闭声屏障钢支架连接，另一端与安装有吸隔声装置的固定框架连接，通过电动机驱动螺杆转动，使其滑杆伸出，顶起安装有吸隔声装置的固定框架，实现可开启吸隔声装置绕转轴转动，开启0-70°角度。
6.根据权利要求1所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于所述智能控制系统由测风仪、控制器和工控机组成；测风仪连接工控机，工控机连接控制器，控制器连接开启装置的微型电机的旋转。
7.根据权利要求1所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于智能控制系统中的测风仪安装于全封闭声屏障钢支架的顶部，通过测风仪获得风速、风向角度后，传输到控制器，控制器根据预定的程序，对测风仪监测到的数据进行收集、分析、计算，得到实时的测量值，设定分级预警数值，当监测到的数值高于设定数值时，工控机计算后通过通讯终端发出指令给控制器，控制器执行指令，开启装置按照工控机发出的指令驱动伺服电机将需要开启区域的可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启到指定的角度。
8.根据权利要求1或7所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于，智能控制系统根据来流风的速度、风向角度组合条件自动调节可开启声屏障单元板的开启区域和开启角度，来流风可通过开启的声屏障区域穿过可智能开启式全封闭声屏障装置，减小可智能开启式全封闭声屏障装置迎风面面积。
9.根据权利要求1所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于风向角为45°~135°，当风速在0-10m/s时，可开启金属声屏障单元板和可开启聚碳酸酯透明板开启角度为30°；
当风速是10-20m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度是45°；
当风速是20-30m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启是60°；
当风速是30-40m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度是70°。
10.根据权利要求1所述的一种可智能开启式全封闭声屏障装置，其特征在于风向角小于45°或大于135°，当风速在0-10m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为20°；
当风速是10-20m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为30°；
当风速是20-30m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为45°；
当风速是30-40m/s时，可开启的金属声屏障单元板和可开启的聚碳酸酯透明板开启角度为60°。
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