CN101024981A - 一种分体式隔振装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于振动及噪声控制领域，尤其涉及轨道车辆的隔振装置。其包括联接套筒、和弹簧隔振器，联接套筒上设置支承挡块和顶升挡块，所述联接套筒由上套筒和下套筒构成，上套筒和下套筒之间采用可拆分的联接结构，支承挡块设置在下套筒上部，顶升挡块设置在上套筒下部。本发明克服了现有减振装置因预留顶升安装空间造成的联接套筒尺寸大，无法应用于较薄轨道浮置板的问题；其结构紧凑合理，成本低，扩大了道床下隔振装置的应用范围，实用性强，经济和环保效应兼备。

Description

一种分体式隔振装置及其应用

技术领域

本发明属于振动及噪声控制领域，尤其涉及一种用于减轻轨道车辆运行过程中发出的振动及噪声所带来不良影响或减少建筑构件及设备基础振动的隔振装置。

背景技术

传统的轨道交通结构在车辆运行时会产生较大的振动和噪声，这些振动和噪声不仅对附近的建筑及设备产生影响，还可能对人体造成伤害。因此，对于人口及建筑相对集中的城区来说，轨道交通的减振降噪问题就显得尤为重要。现有减振措施按照各种措施介入的不同节点，分为轨下隔振、枕下隔振、道床下隔振三个层次。根据隔振原理和结构动力学，隔振系统的参振质量越大，弹性元件的弹性越高，隔振效果越好；从轨道结构来看，隔振节点离钢轨越远，弹性可以越大，参振质量可以越大，固有频率和隔振频率范围可以越低，隔振效果越好。而刚度和质量在不同的节点都有一定的客观制约范围，不能随意扩大或减小，例如在轨下，任意增大垫板弹性会造成钢轨变形和位移过大，影响行车安全。因此对于隔振要求大于10分贝的场合，一般要在道床下采取隔振措施才能达到要求。专利号为ZL2004100354411的中国专利公布了一种内置式隔振装置，隔振装置的联结套筒设置在浮置板中，联结套筒的高度与浮置板的厚度等同。出于顶升需要，其在联接套筒内壁上间隔地设置顶升挡块和支承挡块，顶升挡块和支承挡块之间留有容纳顶升工具的空间，所以联接套筒的高度尺寸普遍较大。而实际应用过程中，一方面，由于空间、成本及环境等诸多因素的限制，许多时候给浮置板留出的高度无法容纳较大的联接套筒，因而无法采用浮置板；另一方面，浮置板的高度在工程设计中往往很晚才能确定，由于浮置板的厚度变化，各种高度的联接套筒尺寸不一，无法实现库存式生产，因而交货期较长。特别是施工中遇到设计变更时，因为对应周期较长，容易影响施工进度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种易于变更顶升安装空间尺寸或无需预留顶升安装空间、可进行库存式生产从而实现快速供货的、能够在更大高度范围内灵活适用于不同厚度浮置板、建筑地板或设备基础的分体式隔振装置及其应用。

本发明的另一个目的在于提供一种分体式隔振装置的顶升安装方法。

本发明还有一个目的在于提供一种分体式隔振装置的顶升工具。

本发明分体式隔振装置是这样实现的，包括联接套筒和弹簧隔振器，联接套筒上设置有支承挡块和顶升挡块，所述联接套筒由上套筒和下套筒构成，上套筒与下套筒之间采用可拆分的联接结构，顶升挡块设置在上套筒上，支承挡块设置在下套筒上。

上套筒与下套筒间可拆分的联接方式多种多样，可以是上套筒和下套筒上分别设置联接法兰或联接耳板，并通过沿轴向的螺栓、销栓或卡箍联接；可以是上套筒与下套筒的侧壁上对应设置销孔、螺纹孔或链环，并通过销钉或螺栓相互联接，或在上、下套筒的侧壁上对应设置销栓，通过扣于销栓上的链环扣件相互联接；也可以是上套筒与下套筒的侧壁上设置沿径向的耳板，耳板上设置沿切向的销孔或销栓，上、下套筒通过设置销孔销钉或螺栓相互联接，或通过扣于销栓上的链环扣件相互联接；或上套筒与下套筒之一侧壁上设有可以上下摆动或切向摆动的卡钩，另一套筒侧壁上对应设有卡孔或卡缘，上、下套筒通过卡钩相互联接；或者上套筒与下套筒分别设置大小相容、并可以错位交叠的开口与挡缘，挡缘相互穿过开口后绕轴向旋转至两者轮廓相互交叠，实现上、下套筒相互挂接。

所述弹簧隔振器包括弹簧壳体和弹簧，弹簧位于弹簧壳体内，其中弹簧包括在垂向和横向具有合适刚度及弹性的螺旋弹簧、碟簧、橡胶金属复合弹簧或碟簧橡胶复合弹簧，无需额外的水平方向作用的弹性支承元件或限位元件就能保证浮置板在各方向上的稳定性和隔振效果。弹簧的至少部分表面设有约束阻尼，或者弹簧至少局部嵌入阻尼材料之中。弹簧壳体上设置密封结构，弹簧壳体中设置液体阻尼材料，弹簧下部浸在液体阻尼材料中。弹簧隔振器设置在联接套筒内部，支承挡块的下方。弹簧隔振器与支承挡块之间设有垫片，垫片的中央留有顶升通孔。支承挡块和顶升挡块的开口及形状与弹簧壳体上顶面及垫片的大小相容，并可错位交叠。弹簧隔振器的上表面或/和下表面设有防止其水平移位的联接装置，该联接装置上下分别与联接套筒和基础联接，联接装置为防滑垫板、螺栓或者凹凸结构。

本发明的分体式隔振装置的顶升安装方法包括如下步骤：

(1)根据所选定的隔振器型号，将联接套筒浇筑于浮置板或其他待浮置构件内；如上套筒只作为顶升临时辅助套筒，则只将下套筒浇筑于待浮置构件中；

(2)安装时，如上套筒只作为顶升临时辅助套筒，则利用联接结构先将上套筒与下套筒联接在一起；

(3)将弹簧隔振器和垫片依次放入所有下套筒内，使弹簧隔振器位于支承挡块的下方，垫板的上表面略高于支承挡块的下表面；

(4)在上套筒内放入油压千斤顶及顶升支架，活塞杆或其延长部放入垫板的顶升通孔之中，利用顶升挡块给顶升支架提供支撑，驱动千斤顶工作施压将弹簧隔振器压缩，直至垫片略低于下套筒支承挡块底面；

(5)旋转垫片，使垫片与支承挡块实现错位交叠；

(6)将千斤顶泄压，此时弹簧隔振器回弹，将垫片紧压在下套筒的支承挡块上，弹簧隔振器承载，取出顶升支架及千斤顶；

(7)如此反复，对浮置构件上所有的下套筒内的弹簧隔振器分批次顺序加载，直至浮置构件离开基础表面，并最后达到预定高度；

(8)如果上套筒作为临时顶升辅助套筒，松开上、下套筒之间的联接结构，取走上套筒，顶升完成。

本发明的分体式隔振装置的顶升工具包括千斤顶，其特征在于千斤顶外壳上设置顶升支架，顶升支架的形状与分体式隔振装置顶升挡块的开口大小及形状相容，顶升支架放入顶升挡块的开口后可以通过旋转顶升支架使顶升挡块与顶升支架错位交叠。千斤顶活塞杆或其延长部的直径小于垫片顶升通孔的直径。

本发明的分体式隔振装置通过设置可以拆分的上套筒和下套筒，有效地扩大了隔振器的适用范围，以浮置板为例，其具体应用方式包括如下两方面：一方面，可以将下套筒进行标准化，进行库存式生产，应对不同厚度的浮置板时，只需相应加工不同高度的上套筒即可，出货前或在工地现场临时完成组装和高度匹配，这样有利于缩短加工周期，提高供货快速反应能力，这种情况下上套筒是永久固定于浮置板内的；另一方面，对于因预留顶升安装空间造成的联接套筒高度尺寸过大，无法应用于较薄轨道浮置板的问题，可以利用将下套筒高度设置的与浮置板相适应，使用时仅将下套筒与浮置板浇筑成一体，上套筒作为顶升时的临时辅助套筒使用，顶升后将上套筒拆下，而且通过标准化，上套筒还可以反复使用。基于此原理，本发明还可以应用在建筑地板或设备基础上，都可以取得很好的缓冲隔振效果。

本发明的分体式隔振装置，结构紧凑合理，在不影响减振效果的前提下，缩短了加工周期，节约了材料，降低了成本，扩大了本隔振装置的应用范围，实用性强，经济效应和环保效应兼备，为轨道交通及建筑厂房建设的振动噪声环境控制提供了更多的应用选择；其顶升安装方法操作简便，效果可靠；所使用顶升工具简单实用，具有广阔的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明分体式隔振装置的结构示意图之一。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明分体式隔振装置的顶升安装示意图之一。

图4为本发明分体式隔振装置的工作状态示意图之一。

图5为本发明分体式隔振装置的顶升安装示意图之二。

图6为本发明分体式隔振装置的工作状态示意图之二。

图7为本发明分体式隔振装置的结构示意图之二。

图8为本发明分体式隔振装置的结构示意图之三。

图9为本发明分体式隔振装置的结构示意图之四。

图10为本发明分体式隔振装置的结构示意图之五。

图11为图10的俯视图。

图12为本发明顶升工具的结构示意图。

图13为本发明顶升工具的应用示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示本发明分体式隔振装置，包括下套筒1、上套筒2、弹簧隔振器3和垫片4，其中，下套筒1的上部设置有支承挡块5，为简化结构将支承挡块5与下套筒顶端的联接法兰6集成为一体，上套筒2的上部设置有顶升挡块7。利用设置在下套筒1顶端联接法兰6和上套筒2底端联接法兰8之间的螺栓10，将下套筒1和上套筒2联接在一起。下套筒1的厚度与浮置板9的厚度相适应。

弹簧隔振器3包括弹簧壳体和弹簧21，弹簧21位于弹簧壳体23内，为螺旋弹簧，在垂向和横向具有合适刚度，无需额外的水平方向作用的弹性支承元件或限位元件就能保证浮置板在各方向上的稳定性和隔振效果。弹簧壳体23上设置密封结构27，弹簧壳体中设置液体阻尼材料22，弹簧21下部浸在液体阻尼材料22中。弹簧隔振器3设置在下套筒1内部，支承挡块5的下方。弹簧隔振器3与支承挡块5之间设有垫片4，垫片4的中央留有顶升通孔。支承挡块5和顶升挡块7的开口及形状与弹簧壳体3的上顶面及垫片4的大小相容，并可错位交叠，见图2。弹簧隔振器3的上表面设有防止相对水平移位的防滑垫板26，下表面设有防止相对水平移位凹凸结构24。

安装前，首先将下套筒1浇注于浮置板9内，待其固化，达到顶升强度，然后先利用螺栓10将上套筒2固定装配在下套筒1上，如图3所示。安装时，依次将弹簧隔振器3和垫片4放入下套筒1的相应位置，垫板4的上表面略高于支承挡块5的下表面。再放入千斤顶11和顶升支架12，然后驱动千斤顶11工作，借助千斤顶11和顶升支架12，利用顶升挡块7提供支撑将弹簧隔振器3压缩，当垫片4低于支承挡块5的下表面时，转动垫片4，使支承挡块5与垫片4实现错位交叠。将千斤顶11卸载，再取出顶升支架12及千斤顶11，此时弹簧隔振器3发生弹性恢复，将垫片4紧压在下套筒1的支承挡块5上。如此反复，对浮置板9件上所有的下套筒内的弹簧隔振器分批次顺序加载，直至浮置板9离开基础表面13(见图4)，并最后达到预定高度，最后松开螺栓10取下上套筒2。通过调整垫片4的数量和总厚度可以调节浮置板9离开基础表面高度和倾斜度。为防止灰尘、污水或其它杂物落入下套筒内，下套筒1上方还设置有防尘盖14和密封垫15，如图4所示。防尘盖14也可以完全嵌入地设置在下套筒1内。

如果将上述螺纹孔及上套筒2上相应的通孔或螺纹孔的位置和大小进行标准化，则上套筒2就可以实现通用并可以反复使用，这样就可以大大节约材料和工时，降低产品成本。

如果将联接法兰6和联接法兰8分别设置在下套筒1和上套筒2的内部，利用紧固件将下套筒和上套筒从内侧进行联接，也可以实现同样的效果，并且这种联接结构有利于进一步缩减隔振装置的体积，节省材料。除整体的联接法兰外，也可用多个联接耳板代替。

通过调整下套筒的高度及垫片或/和弹簧隔振器的高度，本发明隔振装置可以适用于多种厚度的浮置板。当然，基于上述原理，本发明隔振装置也可以应用于建筑地板、设备基础等场所，都可以获得很好的缓冲隔振效果。

实施例二

如图1、图5图6所示，与实施例一的区别在于将上套筒2、下套筒1固定联接好一起预设在浮置板9内，顶升结束后，相应的在上套筒2上方设置防尘盖14和密封垫15。当然防尘盖14也可以完全嵌入在上套筒2内，这样更为美观。

使用时，可以将下套筒1进行标准化，进行库存式生产，供货前根据浮置板9的实际厚度相应的加工上套筒2，在工厂或工地快速匹配联接套筒的高度，这样有利于进一步缩短加工周期，提高施工效率，可以更好的满足不同厚度浮置板厚度或厚度连续变化的浮置板的隔振需求。除了螺栓联接外，上套筒和下套筒也可以焊连或粘结联结为一体再进行使用，这样可以省略联接法兰结构，有利于进一步节约材料，提高联接强度，降低产品成本。

实施例三

如图7所示，与实施例一的区别在于，取消上套筒2底部的联接法兰，利用下套筒1和上套筒2侧壁上设置的销孔，通过销钉16将两者联接在一起。

采用这种联接方式的上套筒2结构更简单，使用材料更少，成本相应也更低。下套筒1支承挡块5上方的空间在拆下上套筒2后，可以用于放置防尘盖(图中未示出)，空间利用更为紧凑更加合理。当然也可以设置螺纹孔，利用螺栓来替代销钉实现联接。

除销孔与销栓配合联接外，也可以采用在上、下套筒的侧壁上对应设置销栓，通过扣于销栓上的链环扣件使上下套筒相互联接。

除此之外，本实施例中的弹簧21为金属橡胶复合弹簧，橡胶为空心圆柱形，中间空心设有固体阻尼材料，为高阻尼聚氨酯，用于增大隔振器的阻尼；橡胶中设有多个锥形金属环，通过调整其锥度和橡胶层的厚度，可以调整橡胶弹簧的横向与垂向的刚度比例。

实施例四

如图8所示，与实施例三的区别在于，在下套筒1上设置吊环18，在上套筒上设置吊耳17，在吊耳17上设置销孔，将吊耳和吊环组装在一起，再通过螺栓10将下套筒1及上套筒2联接在一起。

当然在上、下套筒上同时设置吊耳，利用吊耳上的销孔和销钉的配合也可以实现同样的联接效果。此外，如果在吊耳上设置销栓，再利用扣于销栓上的链环扣件也可以实现上、下套筒的可靠联接。

实施例五

如图9所示，与实施例四的区别在于，在上套筒上铰接卡钩25，利用卡钩25与下套筒1顶端联接法兰6相互配合，实现下套筒1与上套筒2的挂接。

当然，也可以在联接法兰6顶面设置用于与卡钩25相配合的其他挂接装置或在下套筒上设置相应的卡孔，也可以实现同样的效果。

实施例六

如图10、图11所示，与实施例三的区别在于，在下套筒1上设置挡缘19，在上套筒2上设置挡缘20，将挡缘20通过下套筒1上设置的大小及形状相容的开口放入下套筒后，沿轴向进行旋转与挡缘19进行错位交叠，将下套筒1和上套筒2联接在一起。

实施例七

如图12、图13所示本发明顶升工具，包括千斤顶11，千斤顶11外壳上通过螺纹结构设置顶升支架12，顶升支架12的形状与隔振装置的开口形状相容，并可放入后旋转交叠。千斤顶活塞杆31直径小于垫片5中心顶升通孔的直径。利用本发明顶升工具，按照前述的顶升安装方法即可以快速的实现隔振装置的顶升作业。

本发明分体式隔振装置，结构简单，设计合理，生产成本低，易于更换维修，经济与环保效应俱佳，适用于浮置板、建筑地板或设备基础的隔振，特别适用于地铁轨道的隔振，当然也可以广泛应用于铁路、城市铁路，高架轻轨、高速铁路等轨道交通领域的隔振。

Claims (16)

1、一种分体式隔振装置，包括联接套筒和弹簧隔振器，联接套筒上设置支承挡块和顶升挡块，其特征在于联接套筒由上套筒和下套筒构成，上套筒与下套筒之间采用可拆分的联接结构，顶升挡块设置在上套筒上，支承挡块设置在下套筒上。

2、根据权利要求1所述的分体式隔振装置，其特征在于上套筒和下套筒上分别设置联接法兰或联接耳板，并通过沿轴向的螺栓、销栓或卡箍联接。

3、根据权利要求1所述的分体式隔振装置，其特征在于上套筒与下套筒的侧壁上对应设置销孔、螺纹孔或链环，并通过销钉或螺栓相互联接，或在上、下套筒的侧壁上对应设置销栓，通过扣于销栓上的链环扣件相互联接。

4、根据权利要求1所述的分体式隔振装置，其特征在于上套筒与下套筒的侧壁上设置沿径向的耳板，耳板上设置沿切向的销孔或销栓，上、下套筒通过设置销孔销钉或螺栓相互联接，或通过扣于销栓上的链环扣件相互联接。

5、根据权利要求1所述的分体式隔振装置，其特征在于上套筒与下套筒之一侧壁上设有可以上下摆动或切向摆动的卡钩，另一套筒侧壁上对应设有卡孔或卡缘，上、下套筒通过卡钩相互联接。

6、根据权利要求1所述的分体式隔振装置，其特征在于上套筒与下套筒分别设置大小相容、并可以错位交叠的开口与挡缘，挡缘相互穿过开口后绕筒轴向旋转至两者轮廓相互交叠，实现上、下套筒相互挂接。

7、根据权利要求1所述的分体式隔振装置，其特征在于弹簧隔振器包括弹簧壳体和弹簧，弹簧位于弹簧壳体内，其中弹簧包括在垂向和横向具有合适刚度及弹性的螺旋弹簧、碟簧、橡胶金属复合弹簧或碟簧橡胶复合弹簧。

8、根据权利要求7所述的分体式隔振装置，其特征在于弹簧的至少部分表面设有约束阻尼，或者弹簧至少局部嵌入阻尼材料之中。

9、根据权利要求7所述的分体式隔振装置，其特征在于弹簧壳体上设置密封结构，弹簧壳体中设置液体阻尼材料，弹簧下部浸在液体阻尼材料中。

10、根据权利要求7-9所述的分体式隔振装置，其特征在于弹簧隔振器设置在联接套筒内部，支承挡块的下方，弹簧隔振器与支承挡块之间设有垫片，垫片的中央留有顶升通孔。

11、根据权利要求10所述的分体式隔振装置，其特征在于支承挡块和顶升挡块的开口及形状与弹簧壳体上顶面及垫片的大小相容，并可错位交叠。

12、根据权利要求7-9所述的分体式隔振装置，其特征在于弹簧隔振器的上下表面设有防止其水平移位的联接装置，该联接装置上下分别与联接套筒和基础联接，联接装置为防滑垫板、螺栓或者凹凸结构。

13、一种分体式隔振装置的顶升安装方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据所选定的隔振器型号，将联接套筒浇筑于浮置板或其他待浮置构件内；如上套筒只作为顶升临时辅助套筒，则只将下套筒浇筑于待浮置构件中；

(2)安装时，如上套筒只作为顶升临时辅助套筒，则利用联接结构先将上套筒与下套筒联接在一起；

(3)将弹簧隔振器和垫片依次放入下套筒内，使弹簧隔振器位于支承挡块的下方，垫板的上表面略高于支承挡块的下表面；

(4)在上套筒内放入千斤顶及顶升支架，活塞杆或其延长部放入垫板的顶升通孔之中，利用顶升挡块给顶升支架提供支撑，驱动千斤顶工作施压将弹簧隔振器压缩，直至垫片略低于下套筒支承挡块底面；

(5)旋转垫片，使垫片与支承挡块实现错位交叠；

(6)将千斤顶卸载，此时弹簧隔振器回弹，将垫片紧压在下套筒的支承挡块上，弹簧隔振器承载，取出顶升支架及千斤顶；

(7)如此反复，对浮置构件上所有的下套筒内的弹簧隔振器分批次顺序加载，直至浮置构件离开基础表面，并最后达到预定高度；

(8)如果上套筒作为临时顶升辅助套筒，松开上、下套筒之间的联接结构，取走上套筒，顶升完成。

14、一种分体式隔振装置在浮置道床、建筑地板或设备基础上的应用。

15、一种分体式隔振装置的顶升工具，包括千斤顶，其特征在于千斤顶外壳上设置顶升支架，顶升支架的形状与分体式隔振装置顶升挡块的开口及形状相容，顶升支架放入顶升挡块的开口后可以通过旋转顶升支架使顶升挡块与顶升支架错位交叠。

16、根据权利要求15所述的分体式隔振装置的顶升工具，其特征在于千斤顶活塞杆或其延长部的直径小于垫片顶升通孔的直径。

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