低应力声屏障外壳、单元及系统的制作方法

本技术涉及声屏障，特别是涉及一种低应力声屏障外壳、单元及系统。

背景技术：

1、声屏障是降低道路交通和轨道交通噪声对周边环境影响的重要设施，广泛应用于高速公路、铁路等噪声敏感区域。目前，市场上主流的金属声屏障多采用长方形截面设计，这种结构因其制造工艺简单而成为行业标准。然而，发明人经过长期研究和实践发现，现有技术中的长方形截面声屏障存在一个固有的、长期被忽视的力学缺陷：在截面拐角处，由于折弯工艺限制，通常只能实现较小的折弯半径（即r角较小）。

2、为弥补上述缺陷，现有设计通常采用增加板材厚度或增设加强筋的方法，但这不仅增加了材料成本和结构重量，还未能从根本上解决应力集中问题。此外，这种补救措施可能引入新的应力集中点，进一步恶化结构性能。因此，本领域迫切需要一种能从截面形态上根本性改善应力分布、提高设备寿命的新型声屏障结构，以克服传统长方形截面的局限性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种低应力声屏障外壳、单元及系统，以解决上述现有技术存在的问题，从截面形态上根本性改善应力分布、提高设备寿命。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、本实用新型提供一种低应力声屏障外壳，包括：壳体和端板，壳体为具有中空腔体且两端开口的套筒状结构，其宽度方向或长度方向上的横截面轮廓由平滑曲线构成，且该轮廓上任意一点的曲率半径r与所述壳体的板厚t的比值 r/t 均不小于5；端板设置于所述壳体的两端，用于封闭所述壳体的开口。

4、优选的，所述壳体由一个连续板材卷曲而成；所述连续板材的两端相互搭接。

5、优选的，所述壳体和端板均为金属板材制作而成。

6、优选的，所述端板包括端板本体和两个折弯板，两个折弯板分别设置于所述端板本体相对的两侧，两个所述折弯板均构造有卡紧间隙，所述壳体的开口端的壁面卡紧在所述卡紧间隙内。

7、优选的，所述折弯板和所述端板本体一体金属板制作而成。

8、优选的，所述壳体垂直于其轴线的横截面轮廓截面呈长圆形。

9、本实用新型还提供了一种声屏障单元，包括吸声体和如上所述的声屏障外壳；所述吸声体填充于所述声屏障外壳的中空腔体内。

10、本实用新型还提供了一种声屏障系统，包括：至少两个立柱以及至少一个如上所述的声屏障单元，所述立柱具有间隔地设置；声屏障单元安装于相邻的两个所述立柱之间。

11、优选的，在相邻的两个所述立柱之间沿高度方向依次设置有多个所述声屏障单元；所述系统还包括定位型材，所述定位型材设置于相邻的声屏障单元之间、最下方的声屏障单元与地面基础之间、和/或最上方的声屏障单元与顶部结构之间；所述定位型材朝向所述声屏障单元的一侧设有定位槽，所述声屏障单元的侧边嵌入所述定位槽内。

12、优选的，在任意两个相邻的所述声屏障单元之间，有且仅设置一个所述定位型材。

13、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本实用新型通过将传统的、带有小半径直角折弯的截面，替换为完全由大曲率半径平滑曲线构成的截面，从根本上改变了结构的受力特性。根据弹性力学中的应力集中理论，应力集中系数kt与折弯的几何形状密切相关，其中折弯半径r是关键因素，kt值随r/t的减小而急剧增大。本方案通过限定r/t ≥ 5，确保了整个截面不存在尖锐的应力集中点。当声屏障受到风荷载等外部载荷时，力流能够沿着平滑的截面轮廓顺畅传递，避免了在传统直角折弯处因力流线急剧转弯而产生的局部应力峰值。这种均匀的应力分布直接带来了两个核心效益：第一，显著提高了结构的静载承载能力，在相同荷载下，其峰值应力远低于传统截面，从而提升了安全系数并延缓了塑性变形的发生；第二，大幅改善了结构的疲劳性能，由于消除了高应力集中区域这一疲劳裂纹萌生源，在循环荷载（如风致振动）作用下的疲劳寿命得以成倍提升。

1.一种低应力声屏障外壳，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的低应力声屏障外壳，其特征在于：所述壳体由一个连续板材卷曲而成；所述连续板材的两端相互搭接。

3.根据权利要求2所述的低应力声屏障外壳，其特征在于：所述壳体和端板均为金属板材制作而成。

4.根据权利要求2所述的低应力声屏障外壳，其特征在于：所述端板包括端板本体和两个折弯板，两个折弯板分别设置于所述端板本体相对的两侧，两个所述折弯板均构造有卡紧间隙，所述壳体的开口端的壁面卡紧在所述卡紧间隙内。

5.根据权利要求4所述的低应力声屏障外壳，其特征在于：所述折弯板和所述端板本体一体金属板制作而成。

6.根据权利要求1所述的低应力声屏障外壳，其特征在于：所述壳体垂直于其轴线的横截面轮廓截面呈长圆形。

7.一种声屏障单元，其特征在于：包括吸声体和如权利要求1至6中任意一项所述的声屏障外壳；所述吸声体填充于所述声屏障外壳的中空腔体内。

8.一种声屏障系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的声屏障系统，其特征在于：在相邻的两个所述立柱之间沿高度方向依次设置有多个所述声屏障单元；所述系统还包括定位型材，所述定位型材设置于相邻的声屏障单元之间、最下方的声屏障单元与地面基础之间、和/或最上方的声屏障单元与顶部结构之间；所述定位型材朝向所述声屏障单元的一侧设有定位槽，所述声屏障单元的侧边嵌入所述定位槽内。

10.根据权利要求9所述的声屏障系统，其特征在于：在任意两个相邻的所述声屏障单元之间，有且仅设置一个所述定位型材。