一种吸声减载声屏障单元及其声屏障的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及声屏障技术领域，特别涉及一种吸声减载式声屏障单元及其声屏障，适用于高速铁路减振降噪技术领域。
【背景技术】
[0002]随着我国高速铁路的快速发展，高速铁路列车运行噪声扰民问题日益严重。为了防止高速列车运行噪音对周围环境产生的干扰，在高速铁路两侧设置声屏障以阻止噪声传播是一种保护环境的有效方法。目前国内高速铁路使用的声屏障一般采用插板式，即在高速铁路两侧安装等距离的H型钢立柱，再在立柱之间插入垂直重叠的多块单元板。每块单元板的结构为铝合金面板、铝合金背板，铝合金面板与铝合金背板之间安置纤维水泥板，纤维板正面粘接固定吸声材料。面板(正面)冲密排孔用以吸声，背板(后面)不开孔用以隔声。通过多块单元板组合成为声屏障墙以达到吸声、隔声作用。
[0003]高速铁路声屏障除应具有良好的声学性能外，更重要的是适应于随列车运行速度形成的气动力噪声和其正负脉动压力对声屏障的影响，然而，由于铁路声屏障与铁路轨道之间的距离较小，构成铁路声屏障的各单元件承受着较大的脉动的空气压力载荷，在该载荷的作用下，单元件的壳体一方面很容易发生变形，这不仅会影响铁路声屏障的美观度，而且还会影响其隔声效果；另一方面，在脉动的空气压力载荷的作用下，铁路声屏障的壳体还会发生振动，壳体的振动会产生二次噪声，这进一步影响了铁路声屏障的隔声性能；专利CN201020524079.5公开了一种高速铁路声屏障单元件，包括由上盖板(2)、下盖板(4)、后背板(3)、前面板(7)、左侧板(I)和右侧板构成的壳体，以及设置于所述壳体内部的吸声材料板(5)，其特征在于，还包括U型连接架￠)，所述U型连接架(6)设置于所述壳体内，且通过连接装置与所述前面板(7)、所述上盖板(2)、所述后背板(3)和所述下盖板(4)连接。所提供的高速铁路声屏障单元件，由于其壳体内部设置了 U型连接架，从而为壳体提供了一定的支撑力，增强了单元件壳体抵抗外载荷作用的能力，从而减小了单元件壳体在脉动空气压力的作用下的变形量，但是该专利结构是从内部结构的设置来增强抗空气载荷能力，将会增加结构的复杂性以及成本的增加。
[0004]目前高速铁路声屏障表面受到列车气动荷载较大。现有声屏障不能对作用与其表面的列车气动荷载进行排减，巨大的列车气动荷载能引起声屏障的摇摆和晃动。在长期在列车气动荷载的作用下，容易出现联结松动，甚至是结构破坏脱落的情况，对行车安全构成威胁。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、检修方便、制造成本低的吸声减载声屏障单元；所述声屏障单元的壳体具有较好的降低外载荷作用的能力，在外载荷作用下的变形量较小，同时又具有较好的吸隔声效果。本发明的另一目的是提供一种包括上述吸声减载声屏障单元的声屏障。
[0006]本发明提供的一种吸声减载声屏障单元，采用下述技术方案实现:
[0007]一种吸声减载声屏障单元，包括外壳，外壳内的吸声材料填充腔，连接端头，其特征在于:所述外壳包括上盖板、下盖板、后背板和前面板，所述下盖板形成有向吸声材料填充腔内凹陷的凹陷部或者向吸声材料填充腔外凸起的凸起部，所述上盖板形成有向吸声材料填充腔外凸起的凸起部或者有向吸声材料填充腔内凹陷的凹陷部，所述上盖板与所述下盖板实现凹凸配合；所述前面板和所述下盖板上设有通孔；所述连接端头与所述外壳的端头插接，插接后具有未填充空间；所述吸声减载声屏障单元截面的高度与宽度比为I: 10-10: I。
[0008]本发明提供的一种吸声减载声屏障单元，还可以包括下述技术方案:
[0009]其中，所述下盖板的凹陷部与所述上盖板的凸起部为箭头形状。
[0010]其中，所述外壳为筒状双箭头形状。
[0011]其中，所述吸声材料填充腔填充有前面吸声材料和后面吸声材料；所述吸声材料种类为两种或两种以上；所述吸声材料为铝纤维板、岩棉、玻璃丝棉、发泡铝、泡沫陶瓷材料中的任两种或任几种。
[0012]其中，所述连接端头包括用于固定外壳的固定腔，可相互配合插接的凸台和凹槽；所述固定腔包括固定杆和侧壁。
[0013]其中，所述连接端头和/或所述壳体的材料为铝合金材料，通过铝板压铸成型。
[0014]其中，所述通孔为圆形、菱形、椭圆形、长条形中的任一种或任几种；所述圆形通孔的直径为Imm-1Omm0
[0015]本发明还提供了一种吸声减载声屏障，采用下述技术方案实现:
[0016]一种吸声减载声屏障，包括吸声减载声屏障单元、H型钢立柱，其特征在于:所述吸声减载声屏障单元为上述技术方案任一所述的吸声减载声屏障单元；多个声屏障单元上下罗列插接到H型钢立柱上，通过连接端头在两端支撑使声屏障单元上下之间形成有从前面板到后面板的非直通的通透间隙。
[0017]本发明提供的一种吸声减载声屏障，还可以包括下述技术方案:
[0018]其中，所述通透间隙为30-50mm。
[0019]其中，所述声屏障宽1800-2300mm，高2000-2600mm。本发明技术方案的实施包括以下技术效果:
[0020]本发明提供的一种吸声减载声屏障单元，使用连接端头与声屏障单元插接的方式，结构简单、便于生产及运输、检修方便、制造成本低。通过连接端头在两端支撑使声屏障单元上下之间形成有从前面板到后背板的非直通的通透间隙的结构，使声屏障单元不需承受多个单元板的重量压力，声屏障中的声屏障单元受力均匀，可制作大尺寸的声屏障，减小H型钢立柱的使用，从而减小生产成本；而且固定效果好；可达到宽2000mm，高2150mm的声屏障尺寸，具有较好的推广价值。本发明筒状鞍形高速铁路减载声屏障单元通过H型钢柱固定组合安装在高速铁路两侧，能够有效吸收高速铁路列车运行噪音，并且能够有效的减少列车高速行驶过程中空气流动作用在声屏障上的脉动压力，提高声屏障及铁路桥梁的使用寿命。以达到高速铁路声屏障既能吸声又能减载的作用，降噪系数能够达到0.9以上，达到防止噪声传播，保护环境的目的。
[0021]本发明改变以往实心材料的声屏障形式，将声屏障设计为兼具吸声和隔声性能的筒状结构组合成的具有透气性能的吸声单元。当高速列车通过本发明的减载吸声式声屏障结构时，吸声单元间合理的间隙能有效的排减作用于声屏障表面的列车气动荷载。而且本发明采用双箭头形的所述下盖板的凹陷部与所述上盖板的凸起部形成的不规则空间间隙(例如双箭头形状)的外壳结构，当高速气流穿过前面板的通孔进入空间间隙达到减载的作用后，不规则的空间间隙(例如双箭头形状)可以改变气流方向，从下盖板的通孔进入吸声材料从而达到既能吸声的同时又能减载的目的。确保了声屏障在全天候作业的条件下的稳定性，保障了高速铁路的运营安全。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例吸声减载声屏障单元正面示意图
[0023]图2为本发明实施例吸声减载声屏障单元剖面示意图
[0024]图3为本发明实施例连接端头结构示意图
[0025]图4为本发明实施例吸声减载声屏障单元组装的声屏障结构侧面示意图
[0026]图5为本发明实施例吸声减载声屏障单元组装的声屏障结构正面示意图
[0027]图6为本发明实施例吸声减载声屏障单元组装的声屏障结构侧面局部示意图
[0028]图7为本发明实施例吸声减载声屏障单元组装的声屏障结构正面局部示意图
[0029]1、外壳；10、上盖板；11、下盖板；12、后背板；13、前面板；14、凹陷部；15、凸起部；2、连接端头；20、凸台；21、凹槽；22、固定杆；23、侧壁；3、通孔；4、H型钢柱；5、后面吸声材料；6、前面吸声材料；7、未填充空间；8、声屏障单元；9、通透间隙。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
[0031]参见图1为本发明实施例吸声减载声屏障单元正面示意图，图2为本发明实施例吸声减载声屏障单元剖视图。一种吸声减载声屏障单元，包括外壳11，外壳11内的吸声材料填充腔，连接端头2，所述外壳11包括上盖板10、下盖板11、后背板12和前面板13，所述下盖板11形成有向吸声材料填充腔内凹陷的凹陷部14或者向吸声材料填充腔外凸起的凸起部，所述上盖板10形成有向向吸声材料填充腔外凸起的凸起部15或者向吸声材料填充腔内凹陷的凹陷部，所述上盖板与所述下盖板实现凹凸配合；其一实施例可为，所述下盖板11形成有向吸声材料填充腔内凹陷的凹陷部14，所述上盖板10形成有向向吸声材料填充腔外凸起的凸起部15 ;其另一实施例