本發(fā)明屬于鐵道工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

高速鐵路、城際鐵路及城市軌道交通帶來(lái)的環(huán)境噪聲問(wèn)題是制約軌道交通健康快速發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

傳統(tǒng)的聲屏障旨在解決鐵路噪聲污染問(wèn)題。聲屏障的降噪原理是在聲源和受聲者之間插入聲屏障，聲波在傳播過(guò)程中，遇到聲屏障時(shí)，會(huì)發(fā)生反射、透射和繞射三種現(xiàn)象，這樣就可阻止直達(dá)聲的傳播，并使聲波的傳播產(chǎn)生一個(gè)顯著的附加衰減，從而達(dá)到降噪的目的。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展聲屏障的種類繁多，根據(jù)所用的材料和結(jié)構(gòu)形式分成多種類型的聲屏障。然而，伴隨著聲屏障的廣泛應(yīng)用以及高速鐵路的快速發(fā)展，聲屏障使用壽命短，影響沿線居民視野，不能很好地融入環(huán)境等問(wèn)題一直未能得到很好的解決。一方面，列車(chē)在通過(guò)聲屏障區(qū)域時(shí)，會(huì)在線路兩側(cè)聲屏障范圍內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的風(fēng)場(chǎng)，使得聲屏障承受巨大的列車(chē)風(fēng)荷載。這是由于列車(chē)風(fēng)的強(qiáng)度主要取決于列車(chē)速度以及聲屏障距車(chē)體表面的距離，列車(chē)速度越快，聲屏障距離車(chē)體表面越近，所承受的風(fēng)荷載就越大。另一方面，隨著現(xiàn)在列車(chē)速度的提高，鐵路橋梁占比越來(lái)越大，聲屏障所處高度也越來(lái)越高，從而導(dǎo)致鐵路橋梁上的聲屏障承受的自然風(fēng)荷載也越來(lái)越大，且方向反復(fù)無(wú)常。聲屏障在長(zhǎng)期的列車(chē)風(fēng)和自然風(fēng)荷載作用下，極易產(chǎn)生疲勞破壞，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致列車(chē)安全事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)及其工作方法，該感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)僅在列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)升起，列車(chē)經(jīng)過(guò)后下降至底座內(nèi)部，有效的避免了聲屏障在自然風(fēng)荷載長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生疲勞破壞，也可盡最大可能保證鐵路沿線居民在線路非工作時(shí)段視野更加開(kāi)闊，沿線環(huán)境更加友好與和諧。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)，所述升降聲屏障系統(tǒng)包括聲屏障板、升降機(jī)構(gòu)以及底座；所述底座上開(kāi)設(shè)有用于容納所述聲屏障板的容置凹槽；所述升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述底座與所述聲屏障板之間，用于驅(qū)動(dòng)所述聲屏障板升降。

所述聲屏障板包括框架板以及若干隔聲囊，所述框架板上開(kāi)設(shè)有若干孔洞，所述隔聲囊嵌設(shè)在所述孔洞內(nèi)部。

所述隔聲囊包括殼體以及貼合在所述殼體兩側(cè)的吸聲布；所述殼體內(nèi)部經(jīng)兩個(gè)縱向隔板分隔為內(nèi)腔、液腔以及外腔；其中，所述內(nèi)腔以及所述外腔中均填充有吸聲材料。

所述液腔中填充有高聲阻抗的凝膠液體，所述液體中混合有懸浮顆粒。

兩個(gè)所述縱向隔板的表面為不規(guī)則波浪曲面。

所述升降機(jī)構(gòu)包括頂板、交叉桿伸縮組件、液壓驅(qū)動(dòng)組件以及底部固定框架；所述交叉桿伸縮組件以及所述液壓驅(qū)動(dòng)組件的底部固定安裝在所述底部固定框架的上表面；所述液壓驅(qū)動(dòng)組件的頂端連接所述交叉桿伸縮組件的交叉桿鉸接處；所述交叉桿伸縮組件的頂端連接所述頂板，所述頂板固定連接所述聲屏障板的底部邊沿；所述底部固定框架設(shè)置在所述容置凹槽的底部。

所述聲屏障板設(shè)置在鐵路線路兩側(cè)；所述聲屏障板前方和后方的鋼軌軌底與軌道板之間的位置上均設(shè)置有位移傳感器，所述位移傳感器經(jīng)一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元連接控制所述升降機(jī)構(gòu)。

所述容置凹槽的頂部開(kāi)口的兩側(cè)各設(shè)置有一根豎向?qū)к墸鰧?dǎo)軌沿豎直方向開(kāi)設(shè)有與所述聲屏障板邊緣相適配的豎向凹槽。

一種所述感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)的工作方法，其包括以下步驟：將所述聲屏障板設(shè)置在鐵路線路兩側(cè)；分別在所述聲屏障板前方和后方的所述鋼軌軌底與軌道板之間的位置上設(shè)置位移傳感器；當(dāng)所述位移傳感器檢測(cè)到列車(chē)駛?cè)霑r(shí)，升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述聲屏障板從容置凹槽中升起；當(dāng)所述位移傳感器檢測(cè)到列車(chē)駛離時(shí)，所述升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述聲屏障板下降至所述容置凹槽內(nèi)部。

所述位移傳感器檢測(cè)的是所述鐵軌在豎直方向上的位移變化。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）經(jīng)濟(jì)實(shí)用：與傳統(tǒng)聲屏障相比，本發(fā)明的感應(yīng)式升降聲屏障在非工作狀態(tài)可以避免外界環(huán)境因素（自然風(fēng)載荷、陽(yáng)光造成的老化）的影響，從而降低了聲屏障的損壞幾率，大大減少了后期維護(hù)更換的成本。

（2）設(shè)計(jì)靈活：以列車(chē)運(yùn)行時(shí)使軌道產(chǎn)生垂向變形為切入點(diǎn)，結(jié)合聲屏障板在工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)兩種情況，既保障了聲屏障板的效用，又減少了聲屏障板不必要的損壞幾率；另外，依據(jù)聲反射、散射衰減原理對(duì)隔聲囊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，較之傳統(tǒng)聲屏障，本產(chǎn)品降噪效率更高。

（3）結(jié)構(gòu)耐用：產(chǎn)品消除了非工作狀態(tài)時(shí)外部環(huán)境因素對(duì)聲屏障板的不利影響，減少了聲屏障板結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，從而達(dá)到了延長(zhǎng)聲屏障結(jié)構(gòu)維修周期和使用壽命的目的。

（4）環(huán)境友好：在列車(chē)進(jìn)入感應(yīng)式升降聲屏障區(qū)域，聲屏障遠(yuǎn)程感應(yīng)，保證聲屏障自動(dòng)升起正常工作；而非工作時(shí)段，感應(yīng)式升降聲屏障板隱藏在下部結(jié)構(gòu)中，使沿線居民視野更加可闊，環(huán)境更加友好與和諧。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖2為本發(fā)明的感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)的截面視圖；

圖3為本發(fā)明中的豎向?qū)к壍膫?cè)視圖；

圖4為本發(fā)明中的豎向?qū)к壍母┮晥D；

圖5為本發(fā)明中的升降機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖6為本發(fā)明中的升降機(jī)構(gòu)的正視圖；

圖7為本發(fā)明中的框架板的正視圖；

圖8為本發(fā)明中的框架板的俯視圖；

圖9為本發(fā)明中的隔聲囊的截面視圖；

圖10為本發(fā)明的感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)使用過(guò)程中的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-10，圖中標(biāo)記1-23分別為：聲屏障板1、升降機(jī)構(gòu)2、底座3、容置凹槽4、下部基礎(chǔ)5、豎向?qū)к?、立柱底板7、頂板8、交叉桿伸縮組件9、液壓驅(qū)動(dòng)組件10、底部固定框架11、框架板12、隔聲囊13、側(cè)板14、殼體15、吸聲布16、縱向隔板17、內(nèi)腔18、液腔19、外腔20、位移傳感器21、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元22、孔洞23。

實(shí)施例1：如圖1、2所示，本實(shí)施例具體涉及一種感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)，其包括聲屏障板1、升降機(jī)構(gòu)2以及底座3；底座3上開(kāi)設(shè)有用于容納聲屏障板1的容置凹槽4；升降機(jī)構(gòu)2設(shè)置在底座3與聲屏障板1之間，用于驅(qū)動(dòng)聲屏障板1升降。

如圖2所示，底座3設(shè)置在鐵路的側(cè)邊，底座3的底部連接有下部基礎(chǔ)5；下部基礎(chǔ)5以及底座3均由混凝土澆筑制成；在底座3中具有開(kāi)口向上的容置凹槽4，其形狀與聲屏障板1的形狀相適配。

如圖1、3、4所示，容置凹槽4的頂部開(kāi)口的兩側(cè)各設(shè)置有一根豎向?qū)к?，豎向?qū)к?沿豎直方向開(kāi)設(shè)有與聲屏障板1邊緣相適配的豎向凹槽；在本實(shí)施例中，豎向?qū)к?由h型鋼制成；h型鋼的翼板及腹板構(gòu)成豎向凹槽；在豎向?qū)к壍牡撞亢附佑辛⒅装?；立柱底板7上開(kāi)設(shè)有三個(gè)螺栓孔，立柱底板7通過(guò)螺栓固定安裝在底座3的上表面；在聲屏障板1升降過(guò)程中，聲屏障板1的邊緣沿豎向?qū)к?移動(dòng)。

如圖2、5、6所示，升降機(jī)構(gòu)2設(shè)置在容置凹槽4內(nèi)部；升降機(jī)構(gòu)2包括頂板8、交叉桿伸縮組件9、液壓驅(qū)動(dòng)組件10以及底部固定框架11；交叉桿伸縮組件9以及液壓驅(qū)動(dòng)組件10的底部固定安裝在底部固定框架11的上表面；液壓驅(qū)動(dòng)組件10的頂端連接交叉桿伸縮組件9的交叉桿鉸接處；交叉桿伸縮組件9的頂端連接頂板8，頂板8固定連接聲屏障板1的底部邊沿；底部固定框架11設(shè)置在容置凹槽4的底部；當(dāng)液壓驅(qū)動(dòng)組件10伸長(zhǎng)時(shí)，交叉桿伸縮組件9推動(dòng)頂板8以及聲屏障板1向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)液壓驅(qū)動(dòng)組件10收縮時(shí)，交叉桿伸縮組件9與之同步收縮，同時(shí)頂板8以及聲屏障板1向下運(yùn)動(dòng)至容置凹槽4內(nèi)部。

如圖1、7、8所示，聲屏障板1包括框架板12以及若干隔聲囊13，框架板12上開(kāi)設(shè)有若干孔洞23，隔聲囊13嵌設(shè)在孔洞23內(nèi)部；在本實(shí)施例中，框架板12是由兩塊側(cè)板14焊接而成，兩塊側(cè)板14間距相隔d；框架板12上均勻分布著3行3列的矩形孔洞23，每個(gè)矩形孔洞23長(zhǎng)度為a，寬度為b，相鄰兩矩形孔洞23間隔為d；框架板12四周邊緣預(yù)留出長(zhǎng)度為c的位置；其中，左右兩側(cè)邊緣預(yù)留寬度為c的部分用于與豎向?qū)к?銜接，在聲屏障工作狀態(tài)，起到穩(wěn)固聲屏障板1的作用；框架板12內(nèi)部與隔聲囊13的邊緣緊密嵌合，共同構(gòu)成聲屏障板1。

如圖1、9所示，隔聲囊13包括殼體15以及貼合在殼體15兩側(cè)的吸聲布16，吸聲布16用于減少噪聲的反射；殼體15是由菱鎂材料制成的長(zhǎng)方體部件；在殼體15內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)縱向隔板17，兩個(gè)縱向隔板17將殼體15內(nèi)部分隔成內(nèi)腔18、液腔19以及外腔20；內(nèi)腔18以及外腔20中均填充有吸聲材料；液腔19中填充有聲阻抗較大的凝膠液體，液體中混合有尺寸大小不一的懸浮顆粒；當(dāng)噪聲穿過(guò)凝膠液體時(shí)，聲波的能量會(huì)得到較大的消耗，且懸浮顆粒會(huì)使得噪聲發(fā)生散射衰減，從而達(dá)到更好的降噪效果；在本實(shí)施例中兩個(gè)縱向隔板17的表面為不規(guī)則波浪曲面，從而使噪聲穿過(guò)縱向隔板17時(shí)會(huì)發(fā)生漫反射現(xiàn)象，使得內(nèi)腔中的吸聲材料可以更均勻的吸收噪聲。

如圖2、10所示，聲屏障板1設(shè)置在鐵路線路兩側(cè)；聲屏障板1的前方和后方均設(shè)置有位移傳感器21，具體固定于鋼軌軌底與軌道板之間的位置上，位移傳感器21經(jīng)一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元22連接控制升降機(jī)構(gòu)2；當(dāng)列車(chē)行駛過(guò)程中會(huì)使得鋼軌產(chǎn)生較大的豎向位移，位移傳感器21用于檢測(cè)鋼軌在豎直方向上的位移變化，進(jìn)而檢測(cè)列車(chē)的駛?cè)牒婉傠x；升降機(jī)構(gòu)2根據(jù)位移傳感器21的檢測(cè)數(shù)據(jù)控制聲屏障板1的升降。

實(shí)施例2：本實(shí)施例具體涉及實(shí)施例1中感應(yīng)式升降聲屏障系統(tǒng)的工作方法，本方法包括以下步驟：

如圖1、10所示，將聲屏障板1、底座3以及升降機(jī)構(gòu)2設(shè)置在鐵路線路兩側(cè)構(gòu)成聲屏障區(qū)；并分別在聲屏障板1的前方和后方設(shè)置位移傳感器21，兩個(gè)位移傳感器21與聲屏障板1的距離為200m，并具體固定在鋼軌軌底與軌道板之間的位置上。

如圖2、10所示，當(dāng)列車(chē)駛?cè)肼暺琳蠀^(qū)時(shí)，列車(chē)的車(chē)輪通過(guò)第一個(gè)位移傳感器21的安裝位置時(shí)，列車(chē)使得鋼軌瞬間產(chǎn)生較大的豎向位移，此時(shí)，第一個(gè)位移傳感器21將采集到的位移信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳送至信號(hào)轉(zhuǎn)換單元22；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元22將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為升降機(jī)構(gòu)2的開(kāi)啟指令；升降機(jī)構(gòu)2收到開(kāi)啟指令后驅(qū)動(dòng)聲屏障板1從容置凹槽4中升起，并與豎向?qū)к?嵌合，聲屏障板進(jìn)入工作狀態(tài)。

如圖2、10所示，當(dāng)列車(chē)駛離聲屏障區(qū)時(shí)，列車(chē)的車(chē)輪通過(guò)第二個(gè)位移傳感器21的安裝位置，第二個(gè)位移傳感器21檢測(cè)到列車(chē)通過(guò)后，第二個(gè)位移傳感器21將檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳輸至信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元22將第二個(gè)位移傳感器21采集到的位移信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳送至信號(hào)轉(zhuǎn)換單元22，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元22將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為升降機(jī)構(gòu)2的關(guān)閉指令；升降機(jī)構(gòu)2收到關(guān)閉指令后驅(qū)動(dòng)聲屏障板1向下運(yùn)動(dòng)至容置凹槽4內(nèi)部，聲屏障板進(jìn)入非工作狀態(tài)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：

（1）經(jīng)濟(jì)實(shí)用：與傳統(tǒng)聲屏障相比，本發(fā)明的感應(yīng)式升降聲屏障在非工作狀態(tài)可以避免外界環(huán)境因素（自然風(fēng)載荷、陽(yáng)光造成的老化）的影響，從而降低了聲屏障的損壞幾率，大大減少了后期維護(hù)更換的成本。

（2）設(shè)計(jì)靈活：以列車(chē)運(yùn)行時(shí)使軌道產(chǎn)生垂向變形為切入點(diǎn)，結(jié)合聲屏障板在工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)兩種情況，既保障了聲屏障板的效用，又減少了聲屏障板不必要的損壞幾率；另外，依據(jù)聲反射、散射衰減原理對(duì)隔聲囊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，較之傳統(tǒng)聲屏障，本產(chǎn)品降噪效率更高。

（3）結(jié)構(gòu)耐用：產(chǎn)品消除了非工作狀態(tài)時(shí)外部環(huán)境因素對(duì)聲屏障板的不利影響，減少了聲屏障板結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，從而達(dá)到了延長(zhǎng)聲屏障結(jié)構(gòu)維修周期和使用壽命的目的。

（4）環(huán)境友好：在列車(chē)進(jìn)入感應(yīng)式升降聲屏障區(qū)域，聲屏障遠(yuǎn)程感應(yīng)，保證聲屏障自動(dòng)升起正常工作；而非工作時(shí)段，感應(yīng)式升降聲屏障板隱藏在下部結(jié)構(gòu)中，使沿線居民視野更加可闊，環(huán)境更加友好與和諧。