CN213267554U

CN213267554U - 一种高速铁路降噪结构和降噪系统

Info

Publication number: CN213267554U
Application number: CN202021461556.8U
Authority: CN
Inventors: 齐春雨; 何宾; 刘冀钊; 胡文林; 马广; 苏伟; 王少林; 姜博龙; 郭帅杰; 韩珈琪
Original assignee: China Railway Design Corp
Current assignee: China Railway Design Corp; China State Railway Group Co Ltd
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2030-07-22

Abstract

本实用新型专利公开了一种高速铁路降噪结构和降噪系统，所述降噪结构设置在桥梁防护墙上、沿高速铁路轨道外侧延伸并位于铁路建筑限界外，所述降噪结构临近轨道一侧距离轨道中心线180～240cm，距离轮轨和列车下部40～125cm；所述降噪结构在竖直方向的截面为矩形结构、阶梯形结构、折角形结构或弧形结构。在噪声超标3dB(A)以内的区段，采用不同高度和形式的轨旁降噪结构替代声屏障，能大大降低施工成本，并且维修工作量极小，使用寿命长。

Description

一种高速铁路降噪结构和降噪系统

技术领域

本实用新型专利涉及高速铁路车外噪声控制领域，尤其涉及一种高速铁路降噪结构和降噪系统。

背景技术

高速铁路已经成为人们出行的常用交通方式之一。随着高速铁路建设日益增多和运行速度的提高，高速铁路通过时的噪声已影响沿线居民的生活、工作和学习。如何降低高速铁路车外噪声已经是国际普遍关注的问题。

高速铁路噪声主要来源于轮轨区域、受电弓区域、车间连接区域等。其中，轮轨区域噪声是最大声源，能量占比65％以上。高速铁路车外噪声控制是一项系统性工程，声屏障技术作为传播路径上的降噪措施，能够有效降低车外噪声。目前采用的声屏障主要位于桥梁栏杆处，高度通常为2.15m或3.15m，降噪效果为3dB(A)～8dB(A)。

单侧2.15m高金属声屏障造价约为2600元/延米，对于噪声超标3dB(A)以内的区段，采用声屏障的性价比较低。对于超标8dB(A)以上的区段，声屏障高度至少需要3.15m以上，会导致乘客视线被遮挡。

目前，高速铁路车外噪声控制领域没有针对3dB(A)以内降噪需求的措施。如果采用 2.15m高金属声屏障，则造价过高，维护工作量大，当达到使用寿命(声屏障单元板设计使用寿命25年)时还需更换，维护成本较高。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点，本实用新型根据高速铁路噪声能量分布规律和线路特点，提供一种造价低、维修量小、使用寿命长的高速铁路降噪结构，用于降噪需求在3dB(A)以内的区段。

另外，作为声屏障的一种补充措施，采用轨旁降噪结构和声屏障的组合方式，在声屏障高度不变的前提下提高降噪效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高速铁路降噪结构，所述降噪结构设置在桥梁防护墙上，沿高速铁路轨道外侧延伸并位于铁路建筑限界外，所述降噪结构临近轨道一侧距离轨道中心线180～240cm，距离轮轨和列车下部40～125cm；所述降噪结构在竖直方向的截面为矩形结构、阶梯形结构、折角形结构或弧形结构。

所述弧形结构由第一内表面、第一外表面、第一顶面和第一底面围成，所述第一内表面和第一外表面均为圆弧形，且圆弧形的弯曲方向一致；所述第一内表面、第一外表面通过第一顶面连接；所述第一底面位于防护墙上，与防护墙同宽或比防护墙略窄；所述第一内表面与第一顶面连接处在铁路建筑限界外。所述弧形结构的高度为20～100cm，圆弧半径大于 20cm；所述第一顶面宽度小于或等于第一底面宽度。

所述阶梯形结构由阶梯形顶面、第二内表面、第二外表面和第二底面围成；所述阶梯形顶面由顶面靠内一侧下沉形成，包括由内侧向外侧依次连接的第一横直段、第一竖直段和第二横直段，所述第二内表面与防护墙内侧面共面；所述第一和第二横直段的靠内侧一端均位于铁路建筑限界外。所述阶梯形结构高度为20～75cm；所述第一横直段和第二横直段宽度均为5～15cm，二者总宽度≤防护墙宽度。

所述矩形结构的内表面与防护墙内侧面共面，矩形结构的宽度≤防护墙宽度；矩形结构的内表面的上端在铁路建筑限界外且与其邻近。所述矩形结构的高度为20～50cm，宽度大于 5cm并≤防护墙的宽度。

所述折角形结构包括下部矩形结构和上部外折结构；所述下部矩形结构与防护墙同宽或比防护墙略窄，高度不侵入铁路建筑限界；所述上部外折结构包括第三内表面(9a)、第三上表面(9b)、第三竖直段和外侧倾斜段；所述第三竖直段与第三内表面通过第三上表面连接。

优选的是，所述折角形结构的下部矩形结构高度为0～50cm，上部外折结构高度为20～100cm，折角形结构整体高度为20～100cm；所述第三内表面与下部矩形结构的内侧直立面夹角为90°～180°，外侧倾斜段与下部矩形结构的外侧直立面夹角为90°～180°。

本实用新型还提供一种高速铁路降噪系统，由上述降噪结构与声屏障组合形成。

所述降噪结构用于新线路时，先在防护墙中预埋套管，再用螺栓连接所述降噪结构，或预埋钢板并焊接；所述降噪结构用于既有线路时，则在防护墙上钻孔，并埋入化学锚栓连接所述降噪结构。

需要说明的是，上述降噪结构不仅适用于高速铁路，还适用于高速铁路路基段、城市轨道交通和普速铁路。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的高速铁路降噪结构安装位置离轮轨和车体下部较近，采用不同高度不同形式的轨旁降噪结构，能够降低环境噪声1～3dB(A)。根据降噪需要，可选用相应轨旁降噪结构，满足降噪需求3dB(A)以内所有区段。

2、轨旁降噪结构单侧造价最多约为300元/延米，用在噪声超标3dB(A)以内的区段替代声屏障，每延米节约投资至少约为2300元，相对于声屏障成本降低约88％，并且维修工作量极小，使用寿命与防护墙一致，可达100年。

3、采用轨旁降噪结构和2.15m金属声屏障组合，降噪效果接近3.15m金属声屏障，解决了因降噪效果要求而增加声屏障高度的难题，且具有较好的景观效果。

附图说明

图1-图4分别是本实用新型的高速铁路降噪结构四个实施例的结构示意图。

其中：

1.防护墙；2.铁路轨道；3.铁路建筑限界；4.轮轨；5.列车下部；6.人行通道；

7-10.分别为本实用新型4个实施例的降噪结构8a.第一横直段；8b.第一竖直段；

8c.第二横直段；8d.第二外表面；8e.第二底面；8f.第二内表面；9a.第三内表面；9b.第三上表面；

9c.第三竖直段；9d.外侧倾斜段；10a.第一内表面；10b.第一外表面；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型的高速铁路降噪结构进行详细说明。

以下实施例中，2为铁路轨道，虚线3为铁路建筑限界，4为轮轨，5为列车下部，6为人行通道。

实施例一

如图1所示，一种高速铁路降噪结构7，其沿高速铁路轨道外侧延伸，用于降低车外噪声。该降噪结构安装在防护墙1上，降噪结构内侧距离轨道中心200cm。

详细地说，所述降噪结构7在竖直方向的截面为矩形，由防护墙顶部向上延伸形成，矩形截面的高度为50cm，宽度为20cm，矩形截面的内侧顶端紧贴铁路建筑限界3。

实施例二

如图2所示，一种高速铁路降噪结构，其沿高速铁路轨道外侧延伸，用于降低车外噪声。该降噪结构安装在防护墙1上方，降噪结构底端内侧距离轨道中心200cm。

详细地说，所述降噪结构在竖直方向的截面形状为阶梯形，由阶梯形顶面、第二内表面8f、第二外表面8d和第二底面8e围成，所述阶梯形顶面由顶面靠内一侧下沉形成，所述第二内表面8f与防护墙内侧平齐，第二外表面8d与防护墙外侧平齐；第二底面8e位于防护墙顶部；所述阶梯形顶面第一横直段8a宽度为10cm，第二横直段8c宽度为10cm，第一竖直段8b高度为15cm；所述阶梯形结构整体高度为65cm。两个横直段的内端紧贴铁路建筑限界 3。

实施例三

如图3所示，一种高速铁路降噪结构，其沿高速铁路轨道延伸，用于降低车外噪声。该弧形结构安装在防护墙上方，降噪结构底端内侧距离轨道中心200cm。

详细地说，所述降噪结构在竖直方向的截面呈弧形，由圆弧形的第一内表面10a、圆弧形的第一外表面10b和第一顶面、第一底面构成，圆弧形的第一内表面和第一外表面同高。第一底面安装在防护墙上，与防护墙同宽，为20cm。第一上表面宽度为7cm。圆弧形的第一内表面10a的半径为332.1cm，圆弧形的第一外表面10b的半径为305.5cm。所述弧形结构整体高度为100cm，弧形结构向外倾斜段的投影宽度19.8cm，第一内表面10a的上端紧贴铁路建筑限界3。

通过仿真分析表明，列车运行速度为300km/h时，上述降噪结构在不同的典型场点降噪效果为4.1～5.7dB(A)，其中不采用吸声措施，降噪效果为4.1～5.2dB(A)；中等吸声措施时，降噪效果为4.6～5.5dB(A)；高等吸声措施时，降噪效果为5.0～5.7dB(A)。由此可见，吸声材料的影响仅在1dB(A)以内，该实施例的降噪结构降噪效果明显。

表1 300km/h时降噪效果

实施例四

如图4所示，一种高速铁路桥梁轨降噪结构，其沿高速铁路轨道外侧延伸，用于降低车外噪声。该降噪结构安装在防护墙上方，降噪结构底端内侧距离轨道中心200cm。

详细地说，所述降噪结构在竖直方向的截面形状为折角形，由下部矩形结构和上部外折结构构成，下部矩形结构宽度为20cm、高度为46cm。所述上部外折结构包括第三内表面9a、第三上表面9b、第三竖直段9c和外侧倾斜段9d，第三竖直段与第三内表面通过第三上表面连接。所述第三内表面9a由矩形结构的内表面向外倾斜构成，倾斜角度为30°。所述外侧倾斜段9d与第三内表面9a平行。第三外表面与第三竖直段9c通过第三上表面9b连接。所述折角形结构整体高度为100cm，折角形结构向外倾斜段的投影宽度为19.8cm，第三内表面9a的上端紧贴铁路建筑限界3。

本实用新型的降噪结构可采用浇筑方式与防护墙1一体化现浇施工，或预制后与防护墙 1连接固定。降噪结构距离轮轨4和列车下部40～125cm，能够有效遮挡列车主要噪声源。所述降噪结构用于新线路时，先在防护墙1中预埋套管，再用螺栓连接所述降噪结构，或预埋钢板并焊接；所述降噪结构用于既有线路时，则在防护墙1上钻孔，并埋入化学锚栓连接所述降噪结构。

Claims

1.一种高速铁路降噪结构，其特征在于：所述降噪结构设置在桥梁防护墙(1)上，沿高速铁路轨道外侧延伸并位于铁路建筑限界(3)外，

所述降噪结构临近轨道一侧距离轨道(2)中心线180～240cm，距离轮轨(4)和列车下部(5)40～125cm；

所述降噪结构在竖直方向的截面为矩形结构(7)、阶梯形结构(8)、折角形结构(9)或弧形结构(10)。

2.根据权利要求1所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述弧形结构(10)由第一内表面(10a)、第一外表面(10b)、第一顶面和第二底面围成，所述第一内表面(10a)和第一外表面(10b)均为圆弧形，且圆弧形的弯曲方向一致；所述第一内表面(10a)、第一外表面(10b)通过第一顶面连接；所述第一底面位于防护墙(1)上，与防护墙(1)同宽或比防护墙略窄；所述第一内表面(10a)与第一顶面连接处在铁路建筑限界(3)外。

3.根据权利要求2所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述弧形结构(10)的高度为20～100cm，圆弧半径大于20cm；所述第一顶面宽度小于或等于第一底面宽度。

4.根据权利要求1所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述阶梯形结构(8)由阶梯形顶面、第二内表面(8f)、第二外表面(8d)和第二底面(8e)围成；所述阶梯形顶面由顶面靠内一侧下沉形成，包括由内侧向外侧依次连接的第一横直段(8a)、第一竖直段(8b)和第二横直段(8c)，所述第二内表面(8f)与防护墙(1)内侧面共面；所述第一和第二横直段的靠内侧一端均位于铁路建筑限界(3)外。

5.根据权利要求4所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述阶梯形结构(8)高度为20～75cm；所述第一横直段(8a)和第二横直段(8c)宽度均为5～15cm，二者总宽度≤防护墙(1)宽度。

6.根据权利要求1所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述矩形结构(7)的内表面与防护墙(1)内侧面共面，矩形结构的宽度≤防护墙(1)宽度；矩形结构的内表面的上端在铁路建筑限界(3)外。

7.根据权利要求6所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述矩形结构(7)的高度为20～50cm，宽度大于5cm并≤防护墙(1)的宽度。

8.根据权利要求1所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述折角形结构(9)包括下部矩形结构和上部外折结构；所述下部矩形结构与防护墙(1)同宽或比防护墙略窄，高度不侵入铁路建筑限界(3)；所述上部外折结构包括第三内表面(9a)、第三上表面(9b)、第三竖直段(9c)和外侧倾斜段(9d)；所述第三竖直段(9c)与第三内表面(9a)通过第三上表面(9b)连接。

9.根据权利要求8所述的高速铁路降噪结构，其特征在于：所述折角形结构(9)的下部矩形结构高度为0～50cm，上部外折结构高度为20～100cm，折角形结构(9)整体高度为20～100cm；所述第三内表面(9a)与下部矩形结构的内侧直立面夹角为90°～180°，外侧倾斜段(9d)与下部矩形结构的外侧直立面夹角为90°～180°。

10.一种高速铁路降噪系统，其特征在于：由权利要求1-9中任一项所述降噪结构与声屏障组合形成。