[发明专利]吸隔声屏障

说明书

技术领域

本发明涉及噪声控制和振动控制领域，属于一种吸声、隔声、减振装置，具体为一种在公路及铁路两侧用于吸隔噪声的屏障。

背景技术

各种车辆在公路或铁路上运行过程中会产生强烈的噪声，为了减轻噪声对生产设施、建筑和人们生活的影响，在穿过桥梁、居住区或工业区的公路或铁路旁通常会设置吸隔声屏障来实现隔音降噪。随着人们生活节奏的加快，机动车的车速越来越高，许多客运轨道车辆已提速到200-250公里/小时，将来甚至要提速到300-350公里/小时，但是，目前使用的吸隔声屏障出于功能性和经济性的要求以及安装结构的限制，通常所使用材料的质量较轻，幅面较大，刚性较差，抗振能力不强，当车辆低速通过时尚可满足使用要求，但当车辆高速通过时，由于空气压力的变化会形成拉力和吸力交替的交变激振力，特别是车头进入和车尾离开时所形成的出入风压，使吸隔声屏障产生强烈的振动。一方面，吸隔声屏板较差的刚性和较小的阻尼会因为共振振幅被放大，各构件应力循环次数多，时间一久，容易造成吸隔声屏板的疲劳损坏；另一方面，这种强烈的振动会对吸隔声屏障的框架支腿连接部乃至与其相连的桥梁、道路基础或墩台形成较大的破坏，如造成支腿连接部断裂，连接螺栓松动，相连部混凝土出现裂纹甚至剥离等，严重影响吸隔声屏障的使用寿命，不但造成巨大的经济浪费，甚至还威胁到交通安全和道路基础设施的安全。在多风地区的风力较大路段两侧设置的吸隔声屏障，因为风力的影响也存在着同样的问题。此类问题已经成为全球范围内噪声污染控制领域的一个亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种能够有效缓冲衰减外来激振力的吸隔声屏障，其具有使用寿命长，衰减外来激振快的特点，可以有效保护吸隔声屏障本身以及与其相连的桥梁、道路基础或墩台。

本发明是这样实现的，包括吸隔声屏板和支撑框架，吸隔声屏板与支撑框架之间或/和支撑框架与基座之间采用弹性元件或/和阻尼元件进行连接。其中，弹性元件与阻尼元件可以采用串联，或并联，或集成为一体。所述的弹性元件包括弹簧、橡胶、弹性聚氨酯或绳索等，阻尼元件为阻尼器或粘弹性阻尼材料等。

当弹性元件和阻尼元件设置在支撑框架与基座之间时，支撑框架至少有一处通过弹性元件或/和阻尼元件与基座相连，支撑框架可以沿吸隔声屏板法向弹性平移或绕吸隔声屏板纵向弹性摆动，且激振频率与平移固有频率或摆动固有频率低于激振频率的比值大于1.4倍。支撑框架下端设有抗弯的直支腿、L形支腿、倒T形支腿、或三角形支腿，或法兰、带加强筋的法兰。支撑框架还可以设有沿吸隔声屏板法向的水平导向装置，所述的水平导向装置设有直线滚动轴承、或直线滑动轴承、或导向孔、或沿线路垂向刚度远大于沿吸隔声屏板法向刚度的橡胶弹簧，弹性元件和/或阻尼元件至少沿吸隔声屏板的法向作用。也可以将支撑框架的支腿下端插入设置于基座的座筒内，在支撑框架支腿和座筒之间设置弹性元件和/或阻尼元件。还可以将支撑框架下端与基座铰接，支撑框架离开铰接点任意一点通过弹性元件和/或阻尼元件与基座连接。

当弹性元件和阻尼元件设置在吸隔声屏板与支撑框架之间时，将吸隔声屏板通过弹性元件或/和阻尼元件与支撑框架相连，使吸隔声屏板可以沿其法向弹性移动或绕线路纵向摆动，且激振频率与平移固有频率或摆动固有频率的比值大于1.4且平移固有频率或摆动固有频率低于激振频率的1.4倍。也可以在支撑框架上设置绳索和/或阻尼器，其中绳索两端与支撑框架相连并张紧，吸隔声屏板悬吊在绳索上，阻尼器的一端连接在框架上，另一端与吸隔声屏板相连。

传统的吸隔声屏障与基础采用刚性联结，采用以刚克刚的方法，激振力的共振放大不可避免，要保证吸隔声屏板本身和基座联结处不破坏，造价很高，自重增加很多，增加桥梁负荷，仍难以保证吸隔声屏板和与基座联结处不破坏。

吸隔声屏板或/和支撑框架采用本发明的方式利用弹性元件或/和阻尼元件联接后，吸隔声屏板或支撑框架在风压脉冲压吸力作用下可以沿吸隔声屏板法向弹性平移或绕吸隔声屏板纵向弹性摆动，由于采用了弹性元件连接，使得平移固有频率或摆动固有频率可以远低于风压的作用频率(正负风压脉冲作用时间的倒数)，根据动力学隔振原理，这时激振力大部分被支撑框架本身的惯性质量所平衡，传到基座上的激振力被大幅衰减；如果同时采用了阻尼元件，支撑框架和吸隔声屏板的振动衰减很快，吸隔声屏板、支撑框架和基座连接部位的疲劳应力循环次数将大幅减少。