本實用新型涉及鐵路中使用的構(gòu)件，具體涉及一種鐵路聲屏障。

背景技術(shù)：

國外發(fā)達國家在隔聲屏研究及應(yīng)用方面已做了大量的工作，開發(fā)出了直立型、Y型、倒L型、傾斜型及隔聲罩等多種型式，但尚無高速鐵路全封閉聲屏障的相關(guān)報道。

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展及民眾環(huán)保意識的提高，交通引起的振動和噪聲對區(qū)域的環(huán)境影響逐漸得到重視，各式聲屏障結(jié)構(gòu)已在鐵路、公路及軌道交通橋梁中得到了大量的運用，其隔音、降噪特點如下：

(1)鐵路直立式聲屏障

該類聲屏障已在國內(nèi)鐵路通過的環(huán)境敏感點，在學(xué)校、工廠、居民區(qū)附近普遍使用，其高度低、構(gòu)造簡單，立體隔音、降噪效果一般。

(2)鐵路箱梁+鋼棚架、隔音板組合的半封閉式聲屏障

該類聲屏障主要用在客運專線鐵路方面，例如滬杭客專采用了半封閉式聲屏障。該段半封閉式聲屏障長300m，梁部采用單箱單室混凝土簡支箱梁，風(fēng)屏障為門式鋼棚架結(jié)構(gòu)，半側(cè)封閉，列車氣動力效應(yīng)不及全封閉結(jié)構(gòu)。但是，鋼棚架+吸聲板及隔聲板的組合聲屏障結(jié)構(gòu)存在造價高、耐久性差、后期養(yǎng)護維修量大，半封閉結(jié)構(gòu)隔聲效果不顯著等問題。且測試結(jié)果表明，該段聲屏障內(nèi)側(cè)和外側(cè)的噪聲曲線對比顯示出隔聲量并沒有達到30dB(A)，而敞開側(cè)的隔聲量更低，遠達不到30dB(A)要求。

(3)槽形半封閉結(jié)構(gòu)+鋼棚架、隔音板組合的擋風(fēng)結(jié)構(gòu)

這種類似結(jié)構(gòu)例如蘭新鐵路第二雙線風(fēng)屏障，該方案采用輕型鋼結(jié)構(gòu)棚架，覆蓋開孔波形鋼板主要用以解決接觸網(wǎng)防風(fēng)要求。擋風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)于線路兩側(cè)，立柱與簡支梁翼緣通過螺栓連接。該類結(jié)構(gòu)為部分透風(fēng)的結(jié)構(gòu)，不能用于降低結(jié)構(gòu)噪音。

(4)公路、城市軌道交通全封閉式(含半封閉式)聲屏障

城市道路及城市軌道交通橋梁方面，武漢市軌道交通一號線半封閉式聲屏障，北京市軌道交通工程、北京市動物園高架橋以及香港軌道交通采用了全封閉式聲屏障等。此類結(jié)構(gòu)的高度均遠小于鐵路或高速鐵路，受風(fēng)面積小，結(jié)構(gòu)高度尺寸上與鐵路聲屏障可比性小。且行車速度低列車氣動力效應(yīng)不甚顯著，汽車及軌道交通荷載比鐵路輕，振動效應(yīng)及噪音小于鐵路橋梁；養(yǎng)護維修對交通影響比鐵路小。

此外，上述幾種結(jié)構(gòu)均不能起到有效減小外部風(fēng)壓、列車氣動力作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有聲屏障結(jié)構(gòu)在鐵路橋梁上應(yīng)用時存在的一系列問題，本實用新型的目的在于提供一種既能既能起到有效減小外部風(fēng)壓、降低列車氣動力作用，又能改善聲屏障隔聲吸聲性能的鐵路整體曲線形式聲屏障。

為達到上述目的，本實用新型設(shè)計的鐵路整體曲線形式聲屏障，其特征在于：包括聲屏障基和聲屏障；所述聲屏障的截面為封閉的光滑曲線，所述光滑曲線對稱布置且與對稱軸的交點為最高點，所述光滑曲線為由最高點遠離對稱軸同時向下光滑延伸一段距離后再繼續(xù)向下并向?qū)ΨQ軸光滑靠近一段距離，所述光滑曲線的兩端與聲屏障基固定。

優(yōu)選的，所述光滑曲線到對稱軸最遠的兩點之間的距離大于所述光滑曲線兩端點之間的距離。

優(yōu)選的，所述光滑曲線到對稱軸最遠的兩點之間的距離大于橋面寬度。

優(yōu)選的，所述光滑曲線為橢圓截去部分線段。

優(yōu)選的，所述光滑曲線為多段相切的圓弧。

進一步優(yōu)選的，所述光滑曲線為三段相切的圓弧。

優(yōu)選的，所述聲屏障包括骨架和隔聲板。

本發(fā)明的有益效果是：一、采用整體曲線的外形結(jié)構(gòu)能有效減小聲屏障的外部風(fēng)阻，有利于減小結(jié)構(gòu)承受的風(fēng)壓，適用于臺風(fēng)地區(qū)，降低受力構(gòu)件工程量。二、采用整體曲線的外形結(jié)構(gòu)能在橋面寬度相同的條件件下，聲屏障下部盡量外擴，列車的高度范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)內(nèi)寬增大，從而減小列車通過時的局部壓縮比，減小內(nèi)部高速列車的氣動壓力，使得列車的側(cè)向阻力明顯減小，有利于減小聲屏障板材及骨架所受到的列車氣動力引起的振動，有利于降噪，亦可增強列車在其內(nèi)部行駛時的舒適度；三、采用整體曲線的外形結(jié)構(gòu)能最大限度的將內(nèi)部噪音按原路徑反射回，從而能夠形成有效的聲波干涉，從而降低噪音。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是現(xiàn)有技術(shù)一的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是現(xiàn)有技術(shù)二的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是現(xiàn)有技術(shù)一的流場圖與壓力圖

圖5是現(xiàn)有技術(shù)二的流場圖與壓力圖

圖6是本實用新型的流場圖與壓力圖

圖中：聲屏障基1、聲屏障2、對稱軸3、主梁4。

具體實施方式

下面通過圖1～圖6以及列舉本實用新型的一些可選實施例的方式，對本實用新型的技術(shù)方案(包括優(yōu)選技術(shù)方案)做進一步的詳細描述，本實施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，本實用新型設(shè)計的鐵路整體曲線形式聲屏障，包括聲屏障基1和聲屏障2，所述聲屏障基1位于主梁4橫橋向的兩側(cè)；所述聲屏障2的截面為封閉的光滑曲線，所述光滑曲線對稱布置且與對稱軸3的交點為最高點，所述光滑曲線為由最高點遠離對稱軸3同時向下光滑延伸一段距離后再繼續(xù)向下并向?qū)ΨQ軸3光滑靠近一段距離，所述光滑曲線的兩端與聲屏障基1固定。

優(yōu)選的，所述光滑曲線到對稱軸最遠的兩點A、B之間的距離大于所述光滑曲線兩端點C、D之間的距離，也即使線段AB＞線段CD。所述光滑曲線到對稱軸最遠的兩點A、B之間的距離大于橋面寬度，也即是形成了外凸的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述光滑曲線為橢圓截去部分線段。

優(yōu)選的，所述光滑曲線為多段相切的圓弧。

進一步優(yōu)選的，所述光滑曲線為三段相切的圓弧。

優(yōu)選的，所述聲屏障包括骨架和隔聲板。骨架及隔聲板材可在工廠內(nèi)預(yù)制，運至工地現(xiàn)場安裝。采用多段相切的圓弧方案，可減小骨架及隔聲板的種類及制造難度。

一)外部氣動性能對比

采用計算流體力學(xué)(CFD)軟件FLUENT中的SST k-ω模型，定常分析不同風(fēng)速、不同攻角下主梁斷面和三個帶全封閉式聲屏障斷面方案(圖1至圖3)的靜風(fēng)氣動力特性。

對圖1至圖3三種結(jié)構(gòu)進行1:1模型計算，選定風(fēng)速15m/s、風(fēng)攻角-3°、0°、3°進行氣動力數(shù)值模擬分析，結(jié)果如表1及圖4至6所示。

由流場圖和壓力圖(圖4至圖6)可知，本實用新型的分離點明顯靠后，出現(xiàn)兩個對稱的尾流渦旋，且位置較現(xiàn)有技術(shù)一和現(xiàn)有技術(shù)二的兩種結(jié)構(gòu)低，故阻力系數(shù)低于現(xiàn)有技術(shù)的兩種方案，表1中本實用新型的聲屏障各個角度的阻尼系數(shù)僅為其余兩方案的62％～89％，由于對全封閉式聲屏障外形設(shè)計，阻力系數(shù)起控制作用，故方本實用新型外部氣動力性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的兩種方案。

表一不同風(fēng)速下各斷面氣動力系數(shù)

二)列車氣動性能對比：

CFD三維氣動力分析結(jié)果表明，現(xiàn)有技術(shù)一、二(圖2和圖3)與本實用新型(圖1)的阻塞率接近，但列車在本實用新型設(shè)計的聲屏障內(nèi)運行時，列車的側(cè)向阻力、豎向升力側(cè)、翻力矩分別為現(xiàn)有技術(shù)方案的67％、36％、70％。

本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則下所做的任何修改、組合、替換、改進等均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。