[發明專利]一種圓弧形全封閉聲屏障出入口泄壓系統、設計方法

有效

• 申請號: 202010159428.6
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111666613B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李小珍;鄭凈;胡喆;王忠合;雷彬;張良濤;邱曉為;毛小藝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/28;E01F8/00;G06F119/14
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

本發明屬于高速鐵路橋梁降噪技術領域，公開了一種圓弧形全封閉聲屏障出入口泄壓系統、設計方法，導流模塊與圓弧聲屏障端部開口采用組合肋焊接在鉆孔底座板上；組合肋的兩側采用剪刀撐減小受力；圓弧聲屏障端部拱頂開口、拱頂開口邊緣安裝有垂向減振限位裝置。導流模塊為型鋼內插的波紋板。還包括：入口或出口導流段、入口或出口銜接段；本發明通過在圓弧形全封閉聲屏障出入口處設置本專利出入口設置滿足沿線脈動風平穩分布的要求，有效降低入口處流場風速系數小并有效降低車體表面靜力三分力，本發明采用風洞測試結論與風壓現場測試的結果以及計算流體力學計算的方法，驗證了計算結果的可靠性以及本設計的優越性。

技術領域

本發明屬于高速鐵路橋梁降噪技術領域，尤其涉及一種圓弧形全封閉聲屏障出入口泄壓系統、設計方法。

背景技術

聲屏障是在聲源和接收者之間插入的一個降噪設施，使聲波在傳播過程中顯著的衰減，從而減弱接收者所在區域范圍內的噪聲影響。高速鐵路橋梁上安裝的全封閉聲屏障能夠降低高速列車運行時產生的輪軌噪聲、氣動噪聲及弓網噪聲，由于傳統聲屏障降噪量10dB以上，因而逐漸被運用中高鐵橋梁上。然而高鐵橋上全封閉聲屏障高度8m以上，結構高、長、窄，主要鋼構件通過螺栓連接。高速移動列車使列車周圍的空氣產生強烈擾動，當行駛的列車通過聲屏障的瞬間，這一擾動會加劇，尤其對全封閉聲屏障嚴重壓縮了列車行駛過程中周邊的空氣流體體積，將引起聲屏障表面空氣壓力發生突變，形成一股很大的瞬態壓力沖擊波，在很短時間內相繼出現上千帕正負壓力峰值，由于該壓力波的作用類似于一個脈沖作用，因此稱之為脈動風壓。導致聲屏障的損壞，且當聲屏障采用全封閉斷面形式時，較大的內表面脈動風壓分布及其靜力三分力均會導致聲屏障結構的破壞成為高速鐵路交通安全運營的安全隱患。近年來，德國 DB吸取了科隆至法蘭克福線聲屏障遭破壞的教訓，開展高速列車運行動應力對聲屏障的影響研究，并取得相關成果。德國專家認為，原來的荷載假設不足，脈動力根本沒有考慮是聲屏障螺栓脫落和構件疲勞破壞的主要原因。

現有圓弧形全封閉聲屏障形成的封閉空間導致列車通過時全封閉聲屏障內表面脈動風壓不平穩分布，尤其是出入口處較大的風壓及其導致的荷載增大了全封閉結構振動可能導致鋼結構連接部位松動、疲勞降低了全封閉聲屏障的安全性，應針對此安全隱患做專門的防治設計。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有圓弧形全封閉聲屏障形成的封閉空間導致列車通過時全封閉聲屏障內表面脈動風壓不平穩分布，尤其是出入口處較大的風壓及其導致的荷載增大了全封閉結構振動導致鋼結構連接部位松動、疲勞降低了全封閉聲屏障的安全性。

解決以上問題及缺陷的難度為：

(1)滿足圓弧形全封閉聲屏障內表面車致脈動風必須平穩分布的局部開口方式分析研究；

(2)滿足具有較低靜力三分力的圓弧形全封閉聲屏障出入口設置；

(3)圓弧全封閉聲屏障出入口銜接處細部設計。

解決以上問題及缺陷的意義為：

(1)高速列車運行致圓弧形全封閉聲屏障內表面脈動風分布極其不平穩，尤其是入口處瞬時風壓極大；

(2)圓弧形全封閉聲屏障出入口處的正確選型是關系圓弧形全封閉聲屏障整體穩定和局部安全的關鍵。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種圓弧形全封閉聲屏障出入口泄壓系統、設計方法。

本發明是這樣實現的，一種圓弧形全封閉聲屏障出入口泄壓系統，所述圓弧形全封閉聲屏障出入口泄壓系統設置有：

直立屏障模塊；

所述直立屏障模塊與圓弧聲屏障端部開口采用組合肋焊接在鉆孔底座板上；所述組合肋底部采用斜撐支撐，所述組合肋的兩側采用剪刀撐減小受力；

所述圓弧聲屏障端部拱頂開口、拱頂開口邊緣安裝有垂向減振限位裝置。