ШУМОЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН

Разработанное техническое решение относится к устройствам, являющихся шумозащитными экранами, устанавливаемые вдоль автомобильных и железнодорожных магистралей. Они предназначены для снижения акустического загрязнения в прилегающих к магистралям жилой застройке.
Известен шумозащитный экран, установленный на фундаменте и состоящий из набора акустических панелей, внутренних параллелепипедных полостей, заполненных разнообразными звукопоглощающими модулями. Панели объединены вертикальными и горизонтальными профилями. Соединение осуществляется посредством вибродемпфирующих прокладок (пат. RU №2209874, 2001 г.). Использование в этом устройстве специальных прокладок и их установка существенно затрудняют изготовление подобных шумозащитных устройств. Также использование в качестве шумозащитного наполнителя грунта, может привести к размытию его осадками, промерзанию в зимнее время, соответственно произойдет выдавливание ограждающих панелей. Также возможна усадка грунта, как следствие необходимо постоянно его досыпать. Также для предотвращения появления сорняков вместо цветов за таким шумозащитным экраном необходим постоянный уход.
Устройство, используемое как защитный экран от воздействия акустических волн и шума по патенту RU №2222662 2004 г., представляет собой рамный каркас, связанный со стойками, установленными на опорных элементах.
Основное отличие такого устройства в применении оригинального шумопоглощающего элемента в виде трехслойного плоского пакета, в котором могут использоваться различные материалы.
Однако именно оригинальный шумопоглощающий элемент подобного устройства является препятствием для его широкого применения из-за сложности его изготовления и монтажа.
Поскольку к железнодорожным шумозащитным экранам, располагающимся вдоль магистралей с повышенным скоростным режимом, предъявляются требования не только по шумозащитному эффекту, но и надежности в устойчивости от сильных динамических воздействий, то все рассмотренные в уровне техники устройства не могут быть применены вдоль скоростных железнодорожных магистралей.
Наиболее отвечающим предъявляемым требованиям, с нашей точки зрения, является устройство по патенту КЛЗ №2235823, 2003 г., оно является ближайшим аналогом, взятым за прототип. Устройство представляет собой шумозащитный экран, установленный на опорных стойках на опорном основании. Оно содержит акустические панели, установленные между опорными стойками и защищенные с двух сторон экранами. При этом экраны выполнены с разной высотой и перекрывают места примыкания панелей к опорным стойкам.
К существенным недостаткам такого устройства следует отнести техническое решение по установке разновеличинных экранов, так как это затрудняет установку защитного козырька, что очень важно для увеличения срока службы устройства в жестких условиях его эксплуатации. Устройство собирается на сплошном ленточном фундаменте со строго фиксированным расположением опорных стоек, что затруднено в строительной практике. Поэтому незначительное несовпадение размеров в установке опорных профилей не позволит разместить акустические панели. Кроме того, при необходимости увеличения длины экрана, например, при увеличении жилищной застройки, возникнут проблемы в продолжении ленточного фундамента. На мостах или виадуках такой фундамент не возможен.
Такому устройству присущ отмеченный для других устройств недостаток - использование специальной вибродемпфирующей прокладки, что затрудняет ее применение для крепления элементов конструкции.
Задачей, предлагаемого технического решения является создание экрана защищающего от шума и одновременно устойчивого к динамическим воздействиям от воздушных колебаний, образующихся при прохождении железнодорожных составов с высокой скоростью, повышения технико-экономических показателей и уровня дизайна.
Указанная техническая задача достигается тем, что предлагаемое устройство для защиты от шума содержит внутренние и внешние экраны, акустические панели и опорные стойки, установленные на опорном основании. Внутренний и внешний экраны выполнены с одинаковой высотой, причем внутренний экран является сборным из П-образных металлических профилей, установленных в специальные пазы друг на друга между опорными стойками и прикрепленных к ним через вибродемпфирующую прокладку. Внешний экран также сборный из металлических профилированных листов. Акустическая панель представляет собой параллелепипед между экранами и стойками, заполненный звукопоглощающим наполнителем. Сверху устройство содержит козырек.
Внутренний экран образован П-образными металлическими профилями, установленными и сочленнеными друг с другом между опорными стойками. Каждый профиль прикреплен к стойке через вибродемпфирующую прокладку. Количество устанавливаемых профилей зависит от высоты создаваемого шумозащитного устройства, но не менее 3 метров. Внешний экран также сборный и представляет набор металлических профилированных листов с перфорацией, закрепленных одновременно к опорным стойкам, с перекрытием их, и к П-образным профилям внутреннего экрана. Крепление профилей и металлических листов внешнего экрана осуществляется с помощью саморезов марки SFS Пространство между экранами и стойками в виде параллелепипеда заполнено звукопоглощающим наполнителем. Опорная стойка представляет собой в сечении двутавр с приваренной по всей ее длине и с обеих сторон стальной пластиной для крепления П-образных профилей. В основании стойка содержит опорную пластину с ребрами жесткости и отверстиями для крепления к опорному основанию. Опорное основание выполнено в виде точечного фундамента под каждую опорную стойку. Опорная стойка крепится к фундаменту при помощи болтового соединения. Пространство между опорами закрыто пластиной для исключения щелей. Сверху устройство содержит козырек, охватывающий акустические панели и стойки.
Конструкция такого шумозащитного экрана решает поставленную задачу, поскольку проста и не трудоемка при изготовлении, обладает повышенной прочностью и вандалозащищенностью, поскольку все конструктивные составляющие взаимосвязаны и обеспечивает шумозащиту путем, как отражения акустических волн, так и их поглощением.
На фиг.1 показан общий вид собранного экрана (вид со стороны источника шума). На фиг.2 показана лицевая сторона собранного экрана. На фиг.3 представлены П-образные профили и внутренний экран в частично разобранном виде. На фиг.4 представлен внутренний экран с шумозащитным наполнителем. На фиг.5 представлен внешний экран (вид сверху)
Экран для защиты от шума содержит опорные стойки 1 с приваренными к их основанию пластинами и ребрами жесткости установленные на точечном фундаменте 6. Опорные стойки имеют в сечении двутавр. К перемычке двутавра на определенном расстоянии приварены пластины для крепления внутренних экранов в виде П-образных профилей 2. П-образные профили устанавливаются друг на друга в специальные пазы, образуя, таким образом, сплошную герметичную конструкцию. Внутрь П-образных профилей закладывается звукозащитный наполнитель 3. Толщина наполнителя выбирается исходя из толщины П-образных профилей. На П-образные профили 2, с уложенным в них наполнителем 3, закрепляются перфорированные профилированные металлические листы 4 с полимерным покрытием, которые выполняют роль наружного экрана. Сверху, на всю конструкцию устанавливается козырек 5, который крепится как к опорным стойкам 1, так и к перфорированным листам 4. Крепление козырька осуществляют саморезами.
Устройство для защиты от шума работает следующим образом:
При прохождении составов, создается акустическая волна, возникающая при соприкосновении колеса с рельсом, которая при соприкосновении с перфорированной поверхностью внешнего экрана устройства, частично отражается монолитной поверхностью экрана, а частично поглощается звукозащитным наполнителем внутри панелей. Внутренние экраны могут быть выполнены в виде металлических стеновых панелей массового производства. Внешние экраны могут быть выполнены в виде металлических профилированных перфорированных листов массового производства. Звукозащитный наполнитель может быть выполнен в виде минеральной ваты, капронового волокна, шлаковаты, поролона и др. волокнистых или пористых материалов.
Разработан технический проект предлагаемого устройства с чертежами, альбомом конструктивных решений, инструкцией по монтажу в электронном виде.
Таким образом, предлагаемое техническое решение повышает эффективность шумозащиты, улучшает технико-экономические показатели благодаря применению в устройстве узлов массового производства, обеспечивает требования дизайна до уровня европейских стандартов и вандалозащищенность. Предлагаемое устройство обеспечивает простоту монтажа без использования строительной техники, так же обеспечивает гибкость с точки зрения быстровозводимости и замены отдельных элементов экрана
Предлагаемое устройство для защиты от шума может быть применено на железных и автомобильных дорогах, аэродромах, вокруг производственных зданий и сооружений с повышенным уровнем шума.