一种可提高道路安全性的声屏障的制作方法

本发明涉及声屏障领域，特别是涉及一种可提高道路安全性的声屏障。

背景技术：

现在社会人口密度往往较大，很多住宅是靠在道路两旁，由于车辆不断过往因此往往噪音很大，声屏障，主要用于公路、高速公路、高架复合道路和其它噪声源的隔声降噪。其主要为减轻行车噪声对附近居民的影响而设置在铁路和公路侧旁的墙式构造物。一般安装在道路两侧，有的作为防护栏使用，车辆若失控会撞到两侧的防护栏，容易发生事故，为了降低事故破坏可以设计筒状防护栏通过桶旋转来降低损害，两者技术可以进行相互结合。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种可提高道路安全性的声屏障，将声屏障设计成筒状设计成一排通过相应的支架固定，在消音防护筒一侧设计通孔形成共振腔，来降低噪音，车辆失控后撞到其上通过桶旋转利用滚动摩擦代替滑动摩擦来降低车辆损害，这样可以在消音的同时降低车祸损害提高安全性，为达此目的，本发明提供一种可提高道路安全性的声屏障，包括支架、转轴和消音防护筒，所述消音防护筒有一排，所述消音防护筒包括活动隔板、固定架、消音防护筒筒体和定位环，所述消音防护筒筒体一侧有成排的通孔，所述消音防护筒筒体的上端内焊接有定位环，所述定位环有一圈定位孔，所述定位孔等角度绕定位环中心线一周，所述活动隔板在消音防护筒筒体内，所述转轴穿过活动隔板中部，所述转轴上下端分别固定在两个支架之间，所述活动隔板两侧上方各有一个固定架，所述固定架通过连接件与定位环的定位孔相连固定在消音防护筒筒体内，所述消音防护筒筒体有通孔一侧与活动隔板形成共振腔。

本发明的进一步改进，所述消音防护筒外套有橡胶套，所述橡胶套有孔与消音防护筒筒体的通孔相对应，设置橡胶套可以提高消音防护筒整体强度防止撞击。

本发明的进一步改进，所述固定架为柔性固定架，由于固定架主要起承重作用容易变形，因此适应柔性固定架。

本发明的进一步改进，所述消音防护筒筒体有通孔一侧与活动隔板形成的共振腔的声阻抗用下式表示；

za＝ra+ju′ma-j/wca；

式中，声质量：

声容：

声阻抗可改写为：

其中为声阻率比，为声抗率比；

所述消音防护筒筒体有通孔一侧与活动隔板形成的共振腔的穿孔板吸声结构的共振频率是：

式中c0为声速，l为板后空气层厚度，t为板厚，δ为孔口末端修正值，p为穿孔率，即穿孔面积与总面积之比，圆孔正方形排列时，等边三角形排列时，其中d为孔径，b为孔间距，通过消音防护筒筒体有通孔一侧与活动隔板形成的共振腔的声阻抗及共振频率可以判断出活动隔板的最佳角度以根据地形情况达到最佳减振效果。

本发明一种可提高道路安全性的声屏障，该声屏障创新的采用筒状设计，筒体一侧有通孔对准道路内侧，筒体内有隔板，筒体另一侧封闭，这样形成共振腔，利用共振腔来降低噪音，车辆失控后撞到筒体外侧，筒体发生滚动，撞击由原来的滑动摩擦变为滚动摩擦，可以大大减少撞击对车体所造成的损坏提高安全性，隔板位置可以根据需要改变这样可以根据产地需要消除不同频率的声音，筒体外套有橡胶层可以提高筒体强度不易被车辆撞击损坏。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明消音防护筒示意图；

图3为本发明穿孔板共振吸声结构示意图；

图4为本发明共振时吸声系数α随声阻率比xs的变化曲线图；

附图说明：

1、支架；2、转轴；3、橡胶套；4、活动隔板；5、固定架；6、消音防护筒筒体；7、通孔；8、定位环；d、板厚空腔厚度；b、孔间距；d、孔径；t、板厚。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种可提高道路安全性的声屏障，将声屏障设计成筒状设计成一排通过相应的支架固定，在消音防护筒一侧设计通孔形成共振腔，来降低噪音，车辆失控后撞到其上通过桶旋转利用滚动摩擦代替滑动摩擦来降低车辆损害，这样可以在消音的同时降低车祸损害提高安全性。

作为本发明一种实施例，本发明提供一种可提高道路安全性的声屏障，包括支架1、转轴2和消音防护筒，所述消音防护筒有一排，所述消音防护筒包括活动隔板4、固定架5、消音防护筒筒体6和定位环8，所述消音防护筒筒体6一侧有成排的通孔7，所述消音防护筒筒体6的上端内焊接有定位环8，所述定位环8有一圈定位孔，所述定位孔等角度绕定位环8中心线一周，所述活动隔板4在消音防护筒筒体6内，所述转轴2穿过活动隔板4中部，所述转轴2上下端分别固定在两个支架1之间，所述活动隔板4两侧上方各有一个固定架5，所述固定架5通过连接件与定位环8的定位孔相连固定在消音防护筒筒体6内，所述消音防护筒筒体6有通孔7一侧与活动隔板4形成共振腔。

作为本发明一种具体实施例，本发明提供如图1-2所示的一种可提高道路安全性的声屏障，包括支架1、转轴2和消音防护筒，所述消音防护筒有一排，所述消音防护筒包括活动隔板4、固定架5、消音防护筒筒体6和定位环8，所述消音防护筒筒体6一侧有成排的通孔7，所述消音防护筒6外套有橡胶套3，所述橡胶套3有孔与消音防护筒筒体6的通孔7相对应，设置橡胶套可以提高消音防护筒整体强度防止撞击，所述消音防护筒筒体6的上端内焊接有定位环8，所述定位环8有一圈定位孔，所述定位孔等角度绕定位环8中心线一周，所述活动隔板4在消音防护筒筒体6内，所述转轴2穿过活动隔板4中部，所述转轴2上下端分别固定在两个支架1之间，所述活动隔板4两侧上方各有一个固定架5，所述固定架5为柔性固定架，由于固定架主要起承重作用容易变形，因此适应柔性固定架，所述固定架5通过连接件与定位环8的定位孔相连固定在消音防护筒筒体6内，所述消音防护筒筒体6有通孔7一侧与活动隔板4形成共振腔。

本发明穿孔板共振吸声原理如下：

在各种薄板上穿孔并在板后设置空气层，可以组成穿孔板共振吸声结构，由于每个开口背后均有对应空腔，这一穿孔板结构即为许多并联的亥姆霍兹共振腔。单个共振腔可看成有几个声学作用不同的声学元件所组成，开口管内和管口附近空气随声波而振动，空腔内的压力随空气的膨胀而变化，在一定程度上空腔内的空气随声波而振动。空气在开口壁面的振动摩擦，由于粘滞阻尼和导热的作用，会使声能损耗。当入射声波进入小孔后便激发空腔内空气振动,如果声波频率与该结构共振频率相同时,腔内空气便发生共振,穿孔板孔颈的空气产生激烈振动摩擦，加强了吸收效应，形成了吸收峰，使声能显著衰减；远离共振频率时，则吸收效果较小。

此外，由于摩擦等阻力的作用，在每个共振腔中还存在声阻r，单个共振腔的声阻抗可用下式表示；

za＝ra+ju′ma-j/wca；

式中，声质量：

声容：

声阻抗可改写为：

其中为声阻率比，为声抗率比；

当平面声波垂直入射时，声强的吸声系数可表示为：

当时，α＝1，入射声波完全被吸声结构所吸收，共振吸声结构达到最佳吸声效果，其中共振时吸声系数α随声阻率比xs的变化曲线图如图4所示。

本发明穿孔板共振吸声结构示意图如图3所示其中板厚空腔厚度为d、孔间距为b、孔径为d、板厚为t；

建立吸声共振结构的共振频率的理论模型

计算吸声结构的共振频率时，可以暂不考虑吸声结构的声阻，而只考虑穿孔和空腔的声抗。

穿孔板吸声结构的共振频率是：

式中c0为声速，l为板后空气层厚度，t为板厚，δ为孔口末端修正值，p为穿孔率，即穿孔面积与总面积之比。圆孔正方形排列时，等边三角形排列时，其中d为孔径，b为孔间距，从上式可以看出：穿孔板共振频率f与穿孔率p的平方根成正比，穿孔率加倍，共振频率f相应提高1/2倍频程。f与板后空气层深度d的平方根成反比，d加倍时，f相应降低1/2倍频程。f与穿孔的有效长度的平方根成反比，有效长度加倍，f相应降低1/2倍频程。f与声速c0成反比，即与热力学温度平方根成正比。因此，同一穿孔板在工作时的吸声频率特性将向高频方向移动。通过调整穿孔率、空气层深度及穿孔的有效长度，可以将共振吸声结构的共振频率控制在所需降噪声频范围之内。

实际案例如下：

(1)结构参数的确定：

穿孔板吸声结构直径为30mm，高度为400mm，厚t为5mm，小孔直径d为6mm，矩形排列方式，孔中心距离b为20mm。穿孔率：

(2)穿孔板共振频率的计算：

通过计算可知，安装在屏障框架的穿孔面板，在500hz附近会发生共振，并且减振效果极佳。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。