專利名稱：軌道用吸音裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鐵路、單軌鐵路等的軌道用吸音裝置，特別涉及一種軌道用吸音裝置，其中加工有一個具有高沖擊強(qiáng)度的薄吸音板，該板由陶瓷材料或類似材料制成。
然而，當(dāng)具有低沖擊強(qiáng)度的材料平放在軌道上或軌道附近以吸收軌道表面上的噪聲時，除了客車高速駛過引起的風(fēng)壓和振動以外，如果一個下落物體，例如從車體的后表面落下的一塊冰與軌道表面相撞，該吸音材料就有可能被該下落物體或其它飛行物體破壞。另外，吸音材料的碎片將會飛濺，從而可能引發(fā)接二連三的事故，并且可能對周圍環(huán)境造成破壞。因此，安裝在軌道上或軌道附近的吸音材料必須具有足夠的沖擊阻力，從而能夠經(jīng)受由飛行物體引起的沖擊，同時具有安全的結(jié)構(gòu)，以防止可能出現(xiàn)的破損。此外，當(dāng)吸音板被安裝在軌道表面之上或附近時，必須觀察適用于軌道的余隙極限的調(diào)整，同時也必須充分考慮軌道空間的限制。
傳統(tǒng)的軌道用吸音材料常采用例如普通陶瓷吸音材料、輕型多孔陶瓷吸音材料和無機(jī)顆粒粘結(jié)吸音材料。有人采用了一種方法，在該方法中，這些吸音材料被布置在軌道附近的范圍之內(nèi)。
這些材料具有0.8到1.1kN-m/m2的低擺錘式?jīng)_擊值(ASTM D256)，并且強(qiáng)度不足，從而它們預(yù)計會被下落的或飛行的物體引起的沖擊所破壞。因此，這些材料被放置在其它位置，而不是被放置在軌道表面之上或附近。
同時，對于傳統(tǒng)軌道用吸音材料而言，必須增加材料的厚度，才可以控制特定噪聲的吸收。因此，不盡人意的是，吸音材料的重量增加，從而需要笨重的設(shè)備來處理吸音材料，導(dǎo)致建造和維護(hù)的成本增加。
另一方面，當(dāng)沿垂直方向接受噪聲時，吸音材料通常表現(xiàn)出最好的吸音特性。因此，提高吸音系數(shù)最有效的方法是使用一種吸音材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)接受從軌道上方的噪聲源垂直傳來的噪聲。
然而，對于傳統(tǒng)軌道用吸音裝置而言，根據(jù)噪聲傳來的角度使用最佳吸音裝置是很困難的，因為吸音材料不能被變形成任意彎曲的形狀。
其結(jié)果是，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過在軌道表面之上或附近安裝一個具有高沖擊強(qiáng)度的薄吸音板可以解決上述問題。從這樣一個角度出發(fā)，完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明提供了一種軌道用吸音裝置，該裝置降低了從車輛底板下面的一部分產(chǎn)生的噪聲，例如當(dāng)輪子在軌道上滾動時產(chǎn)生的滾動噪聲，或者電動機(jī)的驅(qū)動噪聲等，這些噪聲都屬于軌道產(chǎn)生的噪聲，在該裝置中，一個具有高沖擊強(qiáng)度的薄吸音板被安裝在靠近噪聲源的軌道上或者軌道附近。該吸音板可以選用一種復(fù)合陶瓷吸音板，該復(fù)合陶瓷吸音板通過將鋁基陶瓷材料粘結(jié)到鋁板網(wǎng)上加工而成。
在根據(jù)本發(fā)明的吸音裝置中，從增加吸音效率的觀點(diǎn)來說，推薦這樣安裝吸音板，從而使其具有一個彎曲的結(jié)構(gòu)。同時，即使吸音板很薄，由于它具有充分的吸音特性，所以推薦該吸音板被安裝在軌道之間的有限空間內(nèi)，從而通過改變在吸音板和軌道底表面之間形成的背空氣層的厚度，可以控制吸音頻率。另外，從增加可維護(hù)性和耐久性的角度講，推薦在吸音板上加工格柵。
在本發(fā)明中推薦使用的吸音板是一種復(fù)合陶瓷吸音板，該板通過將鋁基陶瓷材料粘結(jié)到鋁板網(wǎng)上加工而成，并且該復(fù)合陶瓷吸音板具有這樣的一種結(jié)構(gòu)，即在其表面上覆蓋有鋁板網(wǎng)。因此，該復(fù)合陶瓷吸音板具有高沖擊阻力，這樣，即使該吸音材料被下落物體或飛行物體引起的沖擊所破壞，由于鋁板網(wǎng)，它也不會破裂并飛濺。同時，即使復(fù)合陶瓷吸音板的材料厚度薄至6到9mm，該復(fù)合陶瓷吸音板仍具有充足的吸音特性，所以，即使在軌道之間的有限空間內(nèi)，也可以通過改變背空氣層的厚度有效地控制吸音頻率?；谶@一特性，通過改變每個軌枕間隔中的空氣層的厚度，改變每個軌枕部分的吸音頻率，或者通過在某個特定部分提供幾種吸音頻率，可以降低噪聲，這是由于吸音對應(yīng)一個寬頻帶。反之，也可以使用某種窄頻帶。另外，由于復(fù)合陶瓷吸音板可以被這樣加工，即具有一個曲面部分，所以通過將該吸音材料同時放置在頂表面上和斷面部分呈直角的側(cè)表面處，該吸音材料可以被安裝在與鋼軌的側(cè)表面相對的一個位置處。因此，考慮到鋼軌噪聲的最佳噪聲入射角，可以安裝噪聲吸音板，同時，通過將吸音板制成半圓形以增大表面積，能夠提高吸音效率。
因此，根據(jù)本發(fā)明的吸音裝置具有明顯的吸音效果和吸音頻率的控制能力，同時具有耐久性，例如沖擊阻力，其中該裝置使用了一種具有高沖擊強(qiáng)度的薄吸音板，例如復(fù)合陶瓷吸音板。另外，該吸音裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)，并且成本較低的特點(diǎn)。
對附圖的簡要說明

圖1表示了根據(jù)第一實施例的吸音裝置的一個例子。
圖2表示了根據(jù)第二實施例的吸音裝置的一個例子。
圖3表示了根據(jù)第三實施例的吸音裝置的一個例子。
圖4表示了吸音系數(shù)和頻率特性之間的關(guān)系，其中用于本發(fā)明的復(fù)合陶瓷吸音板背面的背空氣層的厚度取不同數(shù)值。
這些附圖中所示的參考標(biāo)號定義如下1.復(fù)合陶瓷板；2.格柵；3.鋼軌；4.軌枕；5.底座；6.槽鋼；7.裝配螺栓；8.安裝件；9.支撐件；10.吸音板支撐件。
對本發(fā)明的詳細(xì)說明下面將參考附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明不只局限于這些實施例。第一實施例圖1是根據(jù)一個實施例的軌道用吸音裝置的側(cè)視圖。一種復(fù)合陶瓷吸音板被用作吸音板，其中鋁基陶瓷材料與鋁板網(wǎng)被彼此粘結(jié)在一起。
該實施例提供一種吸音裝置，在該裝置中加工有格柵2，同時可以控制底座5和復(fù)合陶瓷吸音板1之間的空氣層的厚度。在兩條鋼軌3之間安裝有復(fù)合陶瓷吸音板1，被支撐件9和C字型槽鋼6支撐。支撐件9和C字型槽鋼6又被加工在這些元件下面的底座5支承，同時底座5本身通過不同的方式被固定。例如，通過擰入釘子可以將底座5固定在軌枕4上，或者它也可以在混凝土狀態(tài)下被孔內(nèi)錨定件固定。當(dāng)然，它也可以通過圖1所示的拉緊螺栓被固定。在這種情況下，通過使用固定鋼軌用的螺栓固定吸音板，就不需要在軌道上安裝新的固定螺栓了，同時該方法可以被應(yīng)用到在任意地表狀態(tài)，例如礫石，形成的軌道上。
對于如上所述安裝的復(fù)合陶瓷吸音板1而言，通過改變支撐件9、C字型槽鋼6和底座5的高度可以調(diào)節(jié)從板1到軌道底表面的距離。通過控制位于吸音板1和軌道底表面之間的背空氣層的厚度，可以改變吸音頻域。圖4表示了吸音系數(shù)和頻率特性之間的關(guān)系，其中用于本發(fā)明的復(fù)合陶瓷吸音板的背面的背空氣層的厚度取不同數(shù)值。該圖表明，對于復(fù)合陶瓷吸音板1而言，通過控制背空氣層的厚度，可以控制吸音頻率。
由于這些吸音特性，通過改變吸音板1和一個背空氣底板之間的距離，可以改變吸音頻率特性區(qū)域，其中該背空氣底板被安裝在地表面、兩條鋼軌之間的底表面、軌枕的頂表面或者任意表面上，例如，該任意表面位于50到200mm的范圍內(nèi)。因此，甚至是在連續(xù)的鋼軌上，在不同鋼軌放置地點(diǎn)處，吸音系數(shù)可以通過頻率被適當(dāng)?shù)馗淖?。具體而言，根據(jù)車輛經(jīng)過時產(chǎn)生的噪聲源，例如，在車輛頻繁制動的地點(diǎn)，或者車輛被加速的地點(diǎn)，根據(jù)噪聲在高頻帶、低頻帶等的出現(xiàn)頻率，調(diào)整吸音板距地表面的高度，這樣，可以針對具體頻率對吸音效率進(jìn)行優(yōu)化。
該實施例使用的復(fù)合陶瓷吸音板具有這樣的結(jié)構(gòu)，即鋁基陶瓷材料與鋁板網(wǎng)被彼此粘結(jié)在一起。該板的厚度通常為5至10mm，推薦為6至9mm，并且板的重量通常為3至20kg/m2，推薦為5至15kg/m2。板的尺寸由建好的鋼軌之間的距離和建設(shè)范圍任意決定，但不受到任何具體的限制。由于鋼軌之間的寬度通常在1067至1435mm的范圍內(nèi)，推薦吸音板的寬度也在此范圍之內(nèi)。板的長度方向與鋼軌方向平行，應(yīng)該根據(jù)板的運(yùn)送方法和板被安裝的位置適當(dāng)?shù)貨Q定板的長度。
上述的陶瓷吸音板具有良好的沖擊特性。當(dāng)通過擺錘試驗(ASTMD256)對陶瓷吸音板的沖擊值進(jìn)行相互比較時，上述陶瓷吸音板1的沖擊值為14kN-m/m2，而普通的陶瓷吸音板、輕型多孔陶瓷吸音板和無機(jī)顆粒粘結(jié)吸音板的沖擊值分別為1.1、1.0和0.8kN-m/m2。也就是說，上述陶瓷吸音板具有的沖擊強(qiáng)度是其它吸音板的沖擊強(qiáng)度十倍或者更高。因此，該實施例的陶瓷吸音板1不會被普通的沖擊所破壞，即使遭受高沖擊時也不易于被破壞，從而能夠?qū)⑹拗圃跀嗔鸦蛘哳愃频氖Х秶鷥?nèi)。
另一方面，兩條鋼軌之間的空間通常不僅被用作鐵路工人從事維護(hù)檢修的通道，而且被用作緊急通道，因此該空間必須處于一種人能通過的狀態(tài)。在該實施例中，陶瓷吸音板1被安裝在兩條鋼軌3之間，同時金屬絲網(wǎng)狀的或者格子狀的格柵2被加工在陶瓷吸音板1的上面。用于安裝格柵2的方法不受任何限制。例如，在此處使用的裝置中，在格柵2的兩側(cè)沿其寬度方向分別布置數(shù)個安裝件8，同時該格柵2被安裝在安裝件8上。格柵2的表面尺寸可以被任意決定。其寬度必須能夠使人從中通過，具體而言，至少必須是300mm。該實施例提供一個優(yōu)點(diǎn)，即通過加工格柵2可以保證用于維護(hù)的通道，同時還提供了一個優(yōu)點(diǎn)，即格柵2具有作為保護(hù)器的功能，以保護(hù)陶瓷吸音板在寒冷天氣中免受從行駛的車輛上落下的冰決的沖擊。第二實施例圖2是根據(jù)第二實施例的軌道用吸音裝置的一個剖視圖。除了第一實施例所示的結(jié)構(gòu)以外，該實施例提供了一種吸音裝置，在該裝置中，復(fù)合陶瓷吸音板1靠近兩條鋼軌3的兩個端部都被彎曲大約90度，直至與兩條鋼軌的頂表面垂直，從而形成彎曲部分。由于本發(fā)明中采用的復(fù)合陶瓷吸音板1具有適當(dāng)?shù)膹椥?，所以可被彎曲使用。在該實施例中，通過利用板1的大部分上述特性，復(fù)合陶瓷吸音板1被吸音板支撐件10支撐，同時板1的中間部分被C字型槽鋼6和螺栓7固定。
復(fù)合陶瓷吸音板1對從不同角度傳來的噪聲具有不同的吸音效果，當(dāng)噪聲沿關(guān)于吸音板表面垂直的方向傳來時，該板具有最好的吸音效果。因此，通過在吸音板1的兩個端部加工彎曲部分，對于鋼軌部分產(chǎn)生的噪聲的吸音效果就更好一些。對于運(yùn)行的輪子在鋼軌上滾動時引起的振動而產(chǎn)生的滾動噪聲，源于鋼軌3的噪聲不僅沿平行地面的方向傳播，而且由于兩條鋼軌3之間的各種不規(guī)則反射沿任意角度傳播。因此，當(dāng)陶瓷吸音板被放置在兩條鋼軌3之間時，通過加工這樣一個表面能夠提高吸音效果，該表面交叉垂直于從各個角度傳來的噪聲，該噪聲從作為噪聲源的鋼軌上沿直線傳播。因此，在該實施例中，因為復(fù)合陶瓷吸音板1能夠被彎曲，所以通過將該吸音板的兩個端部彎曲成弧形可以提高吸音效率。
該彎曲角不受任何限制。除了可以使用圖2所示的結(jié)構(gòu)以外，在該結(jié)構(gòu)中，兩個端部都被彎曲大約90度直至與鋼軌的頂表面垂直，還可以使用一種結(jié)構(gòu)，其中吸音板被彎曲大約30度，從而具有一個輕度彎曲的整體表面，或者采用另一種結(jié)構(gòu)，其中兩個端部被彎得更急劇一些，大約100度。第三實施例圖3是根據(jù)第三實施例的軌道用吸音裝置的一個剖視圖。除了第一實施例所示的結(jié)構(gòu)以外，該實施例提供了一種吸音裝置，在該裝置中，兩個復(fù)合陶瓷吸音板1被平行布置，從而垂直于來自車輛底部的回聲。具體而言，在這種吸音裝置中，靠近兩條鋼軌3中的每一條鋼軌安裝的兩個復(fù)合陶瓷吸音板中的每一個板的兩個端部都被彎曲大約90度，直至與鋼軌的頂表面相垂直，以具有一個彎曲部分。
在該實施例中，每一個復(fù)合陶瓷吸音板1的兩個端部被吸音板支撐件10固定，其中間部分不受到支撐。因此，每個吸音板在整個寬度上呈一個弓形。雖然在該實施例中兩個復(fù)合陶瓷吸音板1被平行布置，本發(fā)明并不局限于此種形狀。例如，吸音板可以另外具有中間部分，或者可以布置兩個或者多個具有不同彎曲部分的吸音板。
根據(jù)本發(fā)明，此處提供了一種軌道用吸音裝置，該裝置具有良好的吸音效果和明顯增加的耐久性，例如沖擊阻力。同時，該吸音裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，另一方面，便于維護(hù)檢修，從而該裝置具有整體成本較低的特點(diǎn)。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的吸音裝置被安裝在居民區(qū)附近的軌道上，在該居民區(qū)，噪聲受到嚴(yán)格限制，或者被安裝在車輛經(jīng)常制動的車站的附近地區(qū)時，它是很有效的。
下面參考例子對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，同時，本發(fā)明不只局限于這些例子。例1至3在距離一個以80公里/小時的速度行駛的客車12.5m的位置，分別對圖1(例1)所示的裝置、圖2(例2)所示的裝置、圖3(例3)所示的裝置、一個沒有吸音板的裝置(比較例1)和圖1所示的裝置使用傳統(tǒng)陶瓷吸音材料時(比較例2)的聲級進(jìn)行測量。
測量結(jié)果由下文將要說明的表1給出。
表1
從上述結(jié)果可以看出，在例1至3中，使用根據(jù)本發(fā)明的吸音裝置的吸音(dB)效果良好，為5或者更好。同時，例1至3證明，人可以在鋼軌之間沿上面部分通過，并且，即使任何物體落下，吸音板也不會被破壞。
權(quán)利要求
1.一種軌道用吸音裝置，該裝置降低了由軌道產(chǎn)生的噪聲中的，從車輛底板下面的一部分產(chǎn)生的噪聲，其特征在于，一個具有高沖擊強(qiáng)度的薄吸音板被安裝在靠近噪聲源的軌道上或者軌道附近。
2.如權(quán)利要求1所述的軌道用吸音裝置，其特征在于，所述吸音板被這樣安裝，以具有一個彎曲結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軌道用吸音裝置，其特征在于，所述吸音板被安裝在軌道之間的空間內(nèi)，以通過改變在所述吸音板和軌道底表面之間形成的背空氣層的厚度，控制吸音頻率。
4.如權(quán)利要求1至3其中之一所述的軌道用吸音裝置，其特征在于，所述吸音板上加工有格柵。
5.如權(quán)利要求1至4其中之一所述的軌道用吸音裝置，其特征在于，所述吸音板是一種復(fù)合陶瓷板，該板通過將鋁基陶瓷材料粘結(jié)在鋁板網(wǎng)上加工構(gòu)成。
全文摘要
一種軌道用吸音裝置,該裝置降低了由軌道產(chǎn)生的噪聲中的,從車輛底板下面的一部分產(chǎn)生的噪聲,其特征在于,一個具有高沖擊強(qiáng)度的薄吸音板被安裝在靠近噪聲源的軌道上或者軌道附近。此處提供軌道用吸音裝置不但具有良好的吸音效果,而且具有耐久性,例如沖擊阻力。
文檔編號C04B41/88GK1368580SQ01143599
公開日2002年9月11日 申請日期2001年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月1日
發(fā)明者緒方正剛, 長谷崎和洋, 本村光, 柴田精三, 川見雅幸, 關(guān)四郎 申請人:獨(dú)立行政法人交通安全環(huán)境研究所, 緒方正剛, 三菱重工業(yè)株式會社