阅读说明：本技术 隧道洞口声光渐变结构 (Acousto-optic gradual change structure of tunnel portal ) 是由 刘益 钟翔 唐云华 王成志 周小东 杨刚 王安琳 *** 赵庆 张勇 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种隧道洞口声光渐变结构,包括设置于隧道口处且横跨在道路上的骨架,所述骨架顶部间隔设置有吸声构件,相邻所述吸声构件之间围成透光孔；从背离隧道洞口侧到隧道洞口侧所述透光孔的面积逐渐变小,在减小隧道口噪音对周边住户产生影响的同时不易对驾驶员的视觉产生冲击,符合眼睛对光线的舒适需要。(The invention relates to an acousto-optic gradual change structure of a tunnel portal, which comprises a framework, wherein the framework is arranged at the tunnel portal and stretches across a road, sound absorption members are arranged at the top of the framework at intervals, and light holes are formed by the adjacent sound absorption members in a surrounding manner; from deviating from tunnel entrance side to tunnel entrance side the area of light trap diminishes gradually, is difficult for producing the impact to driver's vision when reducing tunnel entrance noise and producing the influence to peripheral resident family, accords with the comfortable needs of eyes to light.)

隧道洞口声光渐变结构

技术领域

本发明涉及隧道降噪的技术领域，尤其是涉及一种隧道洞口声光渐变结构。

背景技术

城市快速路的修建，带来了通行的便利，拉近了远郊与中心区的距离，让城市整体融合发展成为可能，极大的促进了城市社会、经济的发展。一座座高架桥、下穿隧道也应运而生，成了不可或缺的一部分。当我们获得空前发展的同时，城市桥梁、隧道的噪音扰民问题也日渐突出。

但是，目前城市隧道降噪仅考虑隧道封闭段内降噪，只是在隧道侧墙装饰吸声板，其降噪效果仅是对封闭段内部噪音有一定程度消减，由于隧道密不透风，隧道墙面及顶部又是坚硬的反射面，这些声音在内部经过混响，使隧道内声压级显著增强，进出口噪声更强烈，在隧道洞口外形成的喇叭口效应噪声严重超标，目前城市隧道噪声的投诉主要来源于此，目前尚不存在合理的解决方案。同时，隧道均存在从隧道口至隧道内部时光线变化问题，明暗急剧变化对视觉冲击严重，严重影响驾驶安全；因此目前隧道口处存在噪声大，容易影响周边住户，和光线急剧变化容易对驾驶者产生视觉冲击的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道洞口声光渐变结构，具有有效降低隧道口噪声对周边住户影响和减弱光线急剧变化的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种隧道洞口声光渐变结构，包括设置于隧道口处且横跨在道路上的吸声构件，所述吸声构件上设置有透光孔；从背离隧道洞口侧到隧道洞口侧所述透光孔的面积逐渐变小。

通过上述技术方案，使用中，隧道中产生的噪音将会在隧道口产生“喇叭效应”，进而在隧道口处出现较大噪音，此时由于有吸声构件的存在，因此部分噪音在传播时会被吸声构件吸收，进而在一定程度上减弱了隧道口处产生的噪音对周边住户产生的影响；在靠近洞口段，随着声源远离洞口，喇叭口效应产生的洞口附加噪声逐渐变小，而由于从远离隧道端至隧道端透光孔的面积逐渐减小，因此在背离隧道洞口端通过较大透光孔传播至外界的噪音总量与靠近隧道洞口端透过较小透光孔传播至外界的噪音整体均匀，使得外界不易产生噪声急剧变化的情况，对噪音的控制效果更佳。同时通过透光孔进入声光渐变结构处的路面处的光线将从远离隧道侧到隧道侧逐渐减少，如此将会形成光线渐变的情况，当驾驶员驾驶进入隧道时，由于光线为渐变，因此不易对驾驶员的视觉产生冲击，符合眼睛对管线的舒适需要。本设计通过将一部分噪音吸收，可以减少噪音对周边住户产生较大的影响，将剩下部分噪音通过透光孔扩散至外界，可以有效避免大量噪音在声光过渡段内来回反射的情况发生，当噪声在声光过渡段内来回反射时，会出现声光过渡段内噪音过大的情况，因此通过将一部分噪音透出去、使得声光过渡段内噪音较小，不易影响驾驶者的正常驾驶。

优选的，还包括设置于隧道口处且横跨在道路上的骨架，所述吸声构件设置于骨架的顶部，所述吸声构件包括横向吸声体和纵向吸声体，所述横向吸声体的长度方向沿着隧道的宽度方向设置，所述纵向吸声体的长度方向沿着进出隧道的方向设置；所述横向吸声体数量为多个，且多个横向吸声体沿着隧道的进出方向排布；所述纵向吸声体数量为多个，且多个纵向吸声体沿着隧道的宽度方向排布，所述透光孔由横向吸声体和纵向吸声体围成。

通过上述技术方案，通过横向吸声体与纵向吸声体可在声光过渡段处围成透光孔，进而能够使得一部分噪声被横向、纵向吸声体吸收，另一部分噪声通过透光孔进入外界；通过调整纵向吸声体，能够将向路面两侧传播的噪音进行限制，使得噪声尽可能少的传播至两侧建筑物处，进而减小噪声对两侧住户产生的影响。

优选的，从背离隧道洞口侧到隧道洞口侧相邻所述横向吸声体之间的距离逐渐减小。

通过上述技术方案，使得光线达到渐变，进而让驾驶者眼睛更能适应光线变化，同时使得相邻横向吸声体之间的间隔从背离隧道端到隧道端逐渐减小，而在靠近隧道口处通噪声最大，而此处相邻横向吸声体之间的间隔最小，因此，此处的横向吸声体的密度最大，进而能够对噪声进行更多吸收、消耗，减少传播至外界的噪声；而在远离隧道口侧，横向吸声体的密度减小，而此处噪声相比于隧道口侧变小，因此此处能够传播至外界的噪声也较小，通过较少的横向吸声体也能达到较好的吸收噪音的效果，节省横向吸声体材质的同时，能够控制扩散至外界的噪声的量，一定程度上避免外界出现噪声大小交替变化情况。

优选的，从道路中间至道路两侧相邻纵向吸声体之间的间距逐渐减小。

通过上述技术方案，使得纵向吸声体在道路两侧的分布更加密集，进而使得更少的噪声能够从道路两侧处向外传播，而道路中间传播出去的噪声更多的会朝向高空传递，进而能够使得部分传递出去的噪音不易扩散至道路两侧的建筑物处，减少噪声对道路两侧住户产生的影响。

优选的，所述纵向吸声体的横截面为矩形，所述纵向吸声体朝向路面的面与水平面之间的夹角为0~90度。

通过上述技术方案，使用中通过调节纵向吸声体的角度能够减少相邻纵向吸声体之间的间隙大小，进而使得声光过渡段内能够传播出去的噪声的量以及噪声能够传播的范围改变，由此来调节传递至道路两侧建筑物处的噪声范围，使得住户段能够被噪声覆盖的范围进一步减少，提升住户居住体验。

优选的，所述横向吸声体与纵向吸声体均包括微穿孔吸声板和位于微穿孔吸声板内侧的吸声腔。

通过上述技术方案，通过吸声腔与微穿孔吸声板的配合使得外界噪音能够被更好的吸收；外界的噪声将通过微穿孔吸声板上的孔进入吸声腔内，然后在吸声腔内进行反射，在多次反射的过程中噪声的能量将逐渐衰减，进而达到吸收、消耗噪声的效果；如此设计可以一定程度上避免噪声在声光过渡段内来回反射时，使得声光过渡段内产生巨大的噪声的情况发生，改善驾驶者驾驶环境，使得驾驶体验更佳。

优选的，所述骨架包括横梁与纵梁，所述横向吸声体由微穿孔吸声板包覆在横梁外形成，所述纵向吸声体由微穿孔吸声板包覆在纵梁外形成，所述吸声腔位于横梁与微穿孔吸声板和纵梁与微穿孔吸声板之间，所述微穿孔吸声板与横梁和纵梁之间均设置有支撑件。

通过上述技术方案，使用中为了保证路面安全，需要将声光过渡段进行强有力的支撑，通过横梁与纵梁能够将声光过渡段有效的进行支撑，能够保证声光过渡段在使用中的强度要求，能够避免在使用中出现吸声构件塌落等情况；将微穿孔吸声板包覆在横梁与纵梁外，能够将横梁与纵梁进行有效的利用，能够让横梁与纵梁在起到支撑作用的同时在微穿孔吸声板与横梁或纵梁之间形成吸声腔，起到消耗噪声的作用；通过支撑件能够在横梁和纵梁分别与微穿孔吸声板之间形成吸声腔，通过改变支撑件的大小能够改变吸声腔的大小，进而改变能够消耗噪声的频率，在安装时通过对该段道路的噪声频率检测与分析，然后根据统计出的噪声频率范围选择合适的支撑件。

优选的，包覆于横梁和纵梁上的微穿孔吸声板的横截面为U型，且U型的开口背离路面侧设置。

通过上述技术方案，U型的微穿孔吸声板可一次性将横梁或者纵梁的三个面进行包覆，提高安装效率；同时，由于U型的微穿孔吸声板的开口背离地面侧设置，因此从声光过渡段反射出来的噪声恰好与被微穿孔吸声板覆盖的横梁和纵梁的面接触，因此在不影响噪音吸收的同时减少微穿孔吸声板的使用量，降低建造成本。

优选的，所述骨架包括中间立柱，所述中间立柱支撑于通向不同的两车道交接处，所述中间立柱数量为多个且多个中间立柱沿着道路通行方向分布，相邻所述中间立柱之间设置有中隔墙。

通过上述技术方案，在行驶途中，由于通向不同的道路上的车灯会产生相互影响，通过中隔墙能够有效降低对向车的光线影响，同时由于道路较宽，因此通过中间立柱可以对横梁进行支撑，避免横梁跨度太大时出现较大形变或者强度不够的情况；同时通过中隔墙能够有效减小对向车道上噪声的相互影响。

优选的，所述中隔墙包括靠近路面侧的吸声墙与背离路面侧的吸声支撑立柱。

通过上述技术方案，吸声墙能够阻挡光线与噪音对对向车道上车辆的影响，而通过吸声支撑立柱能够对横梁进行支撑外也可以让传播至较高处的噪声有较大的空间进行传播，有利于噪声有更多的空间进行传播，同时也有利于噪声与更多的横向吸声体和纵向吸声体进行接触，提升对噪声的吸收效果。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、通过设置横向吸声体与纵向吸声体能够对噪声进行有效的消耗，同时通过设置大小渐变的透光孔能够让进入声光过渡段内的光线渐变，因此不易对驾驶员的视觉产生冲击，符合眼睛对管线的舒适需要；

2、通过将微穿孔吸声板包覆在横梁与纵梁上形成横向吸声体与纵向吸声体，使得横梁被多重利用，让横梁能够起到支撑作用外还起到形成吸声腔的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例的俯视图，主要突出横向吸声体和纵向吸声体的排布结构；

图2为实施例的第一剖视图，主要突出中间立柱的位置；

图3为实施例的横向吸声体之间间距逐渐变化时噪声传播模拟图；

图4为实施例的横向吸声体之间间距相同时噪声传播模拟图；

图5为纵向吸声体的排布结构，主要突出噪声向道路两侧传递时的模拟情况；

图6为未设置纵向吸声体时噪声向道路两侧建筑物传递时的模拟图；

图7为纵向吸声体倾斜一定角度时噪声向两侧建筑物传递时的模拟图；

图8为实施例的截面视图，主要突出声光过渡段在隧道船槽处的搭接结构；

图9为横向吸声体的截面视图；

图10为纵向吸声体的截面视图；

图11为实施例的第二剖视图，主要突出中隔墙的结构；

图12为横向吸声体上微穿孔吸声板只设置一面时的噪声传播模拟图；

图13为横向吸声体上微穿孔吸声板截面为U型时噪声传播模拟图。

附图标记：1、骨架；111、横梁；112、纵梁；113、中间立柱；2、吸声构件；211、横向吸声体；212、纵向吸声体；3、透光孔；4、微穿孔吸声板；5、吸声腔；6、支撑件；7、中隔墙；711、吸声墙；712、吸声支撑立柱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示，一种隧道洞口声光渐变结构，包括设置于隧道口处且横跨在道路上的骨架1，骨架1顶部设置有吸声构件2，吸声构件2包括多根横向吸声体211和多根纵向吸声体212，横向吸声体211的长度方向沿着隧道的宽度方向设置，纵向吸声体212的长度方向沿着进出隧道的方向设置，且多个横向吸声体211沿着隧道的进出方向排布，多个纵向吸声体212沿着隧道的宽度方向排布，在相邻的横向吸声体211和相邻的纵向吸声体212之间围成透光孔3；从背离隧道洞口侧到隧道洞口侧透光孔3的面积逐渐变小。

其中，从背离隧道洞口侧到隧道洞口侧相邻横向吸声体211之间的距离逐渐减小；从道路中间至道路两侧相邻纵向吸声体212之间的间距逐渐减小，通过如此设计，使得声光过渡段中传递至道路两侧的建筑物处的噪声减少的同时减少了纵向吸声体212的用量。

使用中，在靠近隧道洞口侧噪声较大，而此处的横向吸声体211的密度较大，进而可以对噪声进行更多的消耗，使得能够传递至外界的噪声较少；而在远离隧道洞口侧噪声相对较少，因此只需要较少量的吸声构件2即可达到有效减少噪音的效果，而恰好此处的横向吸声体211之间的密度也较少，因此能够满足需要。图3、4为横向吸声体211均匀分布和不均匀分布时的对比图，可以看出当相邻横向吸音体之间的距离逐渐增大时，刚好使得通过相邻横向吸声体211之间的噪声的量变小，同时让多个相邻透光孔3传递出去的噪声的量相差不大，有效控制噪声和避免噪声忽大忽小的情况。而当横向吸声体211均匀分布时，则会出现靠近隧道口处传递出去的噪声非常大的情况（图4所示）。

纵向吸声体212用来辅助减少噪声的同时能够降低噪声传递至道路两侧建筑物处的噪声，如图5所示，为具有纵向吸声体212时噪声传递的模拟图，可以看到通过合理设置横向吸声体211，会使得噪声基本不会传递至道路两侧的建筑物处，实际使用中，通过测算道路两侧建筑物的高度等数据，来合理设置纵向吸声体212。如图6所示，为未设置纵向吸声体212时的噪声传播路径的模拟图，可以看到噪声会严重影响道路两侧建筑物处的住户。

其中，纵向吸声体212的横截面为矩形，为了调整噪声传递至外界的范围，需要在安装纵向吸声体212时调整相邻纵向吸声体212之间的距离，当安装好后，实际使用测试时，需要根据测试情况对纵向吸声体212的角度进行调节，如此能够使得相邻纵向吸声体212之间的距离被微调，从而实现减少传递至道路两侧建筑物处的噪音的目的；实际使用中，纵向吸声体212朝向路面的面与水平面之间的夹角为0~90度，具体角度可根据实际测试情况进行调整确定。使用中通过调节纵向吸声体212的角度能够减少相邻纵向吸声体212之间的间隙大小，进而使得声光过渡段内能够传播出去的噪声的量以及噪声能够传播的范围改变，由此来调节传递至道路两侧建筑物处的噪声范围，使得住户段能够被噪声覆盖的范围进一步减少，提升住户居住体验。如图7所示，通过调节纵向吸声体212的角度使得噪声能够覆盖的范围进一步减少，同时让噪声能够覆盖的范围进行变化。

其中，如图8所示，骨架1包括横梁111与纵梁112，横向吸声体211由微穿孔吸声板4包覆在横梁111外形成，纵向吸声体212由微穿孔吸声板4包覆在纵梁112外形成，横梁111与微穿孔吸声板4之间和纵梁112与微穿孔吸声板4之间设置有吸声腔5，本实施例中，在微穿孔吸声板4与横梁111和纵梁112之间均设置有支撑件6，通过支撑件6来使得微穿孔吸声板4与横梁111或纵梁112之间形成吸声腔5（结合图9、10所示）。

如图8所示，本实施例中道路具有正向车道与反向车道，骨架1还包括中间立柱113，安装后中间立柱113支撑于两车道的交接处，中间立柱113数量为多个且多个中间立柱113沿着道路通行方向分布，且在相邻中间立柱113之间设置有中隔墙7；本实施例中，如图11所示，中隔墙7包括靠近路面侧的吸声墙711与背离路面侧的吸声支撑立柱712，吸声墙711包括微穿孔吸声板4和墙面，使用中，将微穿孔吸声板4固定于墙面上，且在墙面与微穿孔吸声板4之间余留有间隙，吸声支撑立柱712由立柱和包裹在立柱上的微穿孔吸声板4构成。

其中，包覆于横梁111和纵梁112上的微穿孔吸声板4的横截面为U型，且U型的开口背离路面侧设置。如图9、10所示，在U型的微穿孔吸声板4与横梁111或纵梁112之间设置有多个支撑件6，支撑件6一端连在横梁111或纵梁112上，另一端与微穿孔吸声板4连接，为了保证微穿孔吸声板4在连接后不易脱落，分别在U型的微穿孔吸声板4的三个面上均至少设置一个支撑件6，同时，为了进一步使得微穿孔吸声板4不易从横梁111或纵梁112上脱落，在U型的微穿孔吸声板4的开口两侧设置有向内侧翻折的翻边，固定时，支撑件6与翻边抵接，而在使用中，U型的微穿孔吸声板4的开口侧将背离地面侧，因此翻边可以与支撑件6拉紧进而使得微穿孔吸声板4更不易掉落。

如图12、13所示，为将微穿孔吸声板4仅设置朝向道路一侧时所扩散在外界的噪声的传播路径和将微穿孔吸声板4设置为U型时噪声能够传播至外界的路径，通过两种对比可以明显得出，将微穿孔吸声板4设置为U型时噪声将被大幅度吸收与消耗，使得噪声的控制效果更佳。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。