[發(fā)明專利]一種高速鐵路聲屏障

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010617017.3
• 申請(qǐng)日: 2010-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102051843A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施洲;鄧躒;勾紅葉;高玉峰;霍學(xué)晉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué);中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E01B19/00
• 分類號(hào): E01B19/00;E01F8/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵路中使用的構(gòu)件，具體地，涉及一種高速鐵路聲屏障結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，中國(guó)高速鐵路發(fā)展迅猛，隨著2010年9月滬杭高鐵開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，中國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的高速鐵路營(yíng)運(yùn)里程達(dá)到7055公里，居世界第一位。并將于2012年高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程達(dá)到1.3萬(wàn)km，超過(guò)其他各國(guó)總和。在高速鐵路里程迅猛發(fā)展的同時(shí)，列車的運(yùn)營(yíng)速度同樣走在世界的前列，國(guó)產(chǎn)CRH3型“和諧號(hào)”動(dòng)車組列車于2008年6月24日曾經(jīng)在京津城際高鐵上創(chuàng)造了394.3公里的世界鐵路運(yùn)營(yíng)最高時(shí)速紀(jì)錄。2010年9月28日，中國(guó)國(guó)產(chǎn)“和諧號(hào)”CRH380A新一代高速動(dòng)車組在滬杭高鐵試運(yùn)行途中，最高時(shí)速達(dá)到416.6公里，再次刷新世界鐵路運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)最高速。因此我國(guó)有望突破目前350km/h的最高運(yùn)營(yíng)速度，率先進(jìn)入380km/h甚至達(dá)到400km/h的高速。

聲屏障是防治鐵路列車運(yùn)行噪聲對(duì)周圍環(huán)境污染的主要措施之一，已在國(guó)內(nèi)外廣泛采用。德國(guó)法蘭克福-科隆線路在列車運(yùn)營(yíng)速度250km/h～330km/h時(shí)，高速列車產(chǎn)生的脈動(dòng)風(fēng)壓力導(dǎo)致其設(shè)置的聲屏障的鋁合金單元插板斷裂，鋼立柱與基礎(chǔ)的連接螺栓松動(dòng)等，結(jié)果使得該條線路聲屏障不得不全線拆除重建。隨著高速列車速度的提高，列車高速運(yùn)行時(shí)施加給聲屏障的脈動(dòng)風(fēng)壓力也越來(lái)越大，脈動(dòng)風(fēng)壓峰值基本與速度平方成正比，脈動(dòng)頻率基本與速度成正比。目前設(shè)計(jì)與應(yīng)用尚無(wú)針對(duì)350km/h以上時(shí)速的聲屏障，其次目前設(shè)計(jì)與應(yīng)用的聲屏障尚未解決好高速鐵路列車脈動(dòng)風(fēng)壓力的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)與疲勞受力問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)出適合高速至400km/h，隔聲效果好且性能優(yōu)良，耐久性好的聲屏障結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)際高速鐵路建設(shè)中的難題。

目前聲屏障技術(shù)中，常用的高速鐵路聲屏障形式單一，主要有直立的金屬立柱插金屬板聲屏障，整體混凝土聲屏障。金屬立柱插金屬板聲屏障采用H型鋼立柱，配合金屬鋁合金等金屬單元板以及透明隔聲板使用。后者包括普通混凝土整體式聲屏障和預(yù)應(yīng)力整體式聲屏障。對(duì)于普通混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土聲屏障自重大，抗裂性差，耐疲勞性差，與路基或橋梁連接薄弱，施工不便，發(fā)生病害后不易維修與更換。目前的金屬立柱插板式聲屏障，常用的金屬插板結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)250km/h及以上速度高速列車脈動(dòng)風(fēng)壓力的動(dòng)態(tài)反復(fù)作用，容易發(fā)生疲勞破壞。現(xiàn)研發(fā)的帶肋的玻璃纖維加勁塑料單元插板(GRP)聲屏障具有良好的力學(xué)性能與彈性變形能力，自重輕，降噪效果好，但其缺點(diǎn)是費(fèi)用太過(guò)昂貴，不便推廣使用。限于目前高速鐵路最高運(yùn)營(yíng)尚未突破350km/h，因此針對(duì)適合380～400km/h高速鐵路高噪聲、高列車脈動(dòng)疲勞荷載下的聲屏障結(jié)構(gòu)研究較少，更無(wú)實(shí)用結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有高速鐵路聲屏障耐久性差、設(shè)計(jì)形式單一等技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)安全性高、耐疲勞、耐久性良好、施工方便、便于更換、造價(jià)低的高速鐵路聲屏障。

高速鐵路聲屏障結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是列車氣動(dòng)力受力要求與隔聲降噪要求相結(jié)合的結(jié)果。結(jié)構(gòu)首先必須滿足列車脈動(dòng)風(fēng)荷載與自然風(fēng)荷載的條件下盡可能降低自重，并便于施工安裝等。與此同時(shí)，為盡可能降低列車車身上部空氣動(dòng)力噪聲而設(shè)置弧形吸聲頂部。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高速鐵路聲屏障，包括H型鋼金屬立柱，插入H型鋼金屬立柱的預(yù)制混凝土吸聲板，預(yù)制混凝土吸聲板上方安裝有透明隔聲板，在透明隔聲板的頂部設(shè)置弧形吸聲頂部。

優(yōu)選地，預(yù)制混凝土吸聲板由預(yù)制混凝土插板和吸聲面板通過(guò)螺栓連接裝配而成；預(yù)制混凝土插板的底部設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)配合有凸形橡膠墊；在預(yù)制混凝土插板插入H型鋼的側(cè)端部采用槽形橡膠墊來(lái)固定混凝土插板以隔離高速鐵路噪聲；在預(yù)制混凝土插板的頂部設(shè)有吊裝預(yù)埋螺栓孔。

優(yōu)選地，預(yù)制混凝土插板厚度為8cm，并配置雙向預(yù)應(yīng)力鋼筋；吸聲面板選用水泥基多孔材料制品。

優(yōu)選地，在預(yù)制混凝土插板的頂部通過(guò)預(yù)埋螺栓來(lái)固定槽鋼，并通過(guò)頂推螺栓與槽鋼固定透明隔聲板的底部；透明隔聲板兩側(cè)采用了緊固螺栓及固定橡膠條與H型鋼金屬柱緊固。

優(yōu)選地，弧形吸聲頂部包括設(shè)置在透明隔聲板兩側(cè)的異形連接槽鋼、插入異形連接槽鋼的微孔板弧形吸聲體，兩側(cè)的異形連接槽鋼用一開(kāi)口向下的槽鋼焊接連接，透明隔聲板的頂部卡入異形連接槽鋼內(nèi)，并通過(guò)緊固螺栓、橡膠墊、鋼條固定；異形連接槽鋼為立面呈弧形的槽鋼。

優(yōu)選地，微孔板弧形吸聲體具有一空腔，空腔內(nèi)填充吸聲材料；連接槽鋼通過(guò)螺栓與H型鋼立柱連接，連接槽鋼的腹板通過(guò)兩顆螺栓與H型鋼立柱的腹板連接。