CN101748688B - 一种无砟轨道用变刚度弹性支座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道交通领域，提出的一种无砟轨道用变刚度弹性支座为中间弹性垫板(7)、面板(8)和底座板(6)构成的复合体结构；中间弹性垫板(7)的表面具有钉柱或凹槽，也可在其内部具有孔洞；在受压变形时通过受压面积和自由变形面积的变化产生刚度的变化；面板(8)与无砟轨道的轨道结构相接触；底座板(6)为带有锚固焊脚(5)的平板，并通过锚固焊脚与圆形凸台、方形凹凸槽、侧向挡块等混凝土结构浇筑为一体。本发明的刚度随着形变量的增加或者承受应力的增加变化较大，呈现明显的非线性特征，可以有效降低轨道结构的振动尤其是横向振动向限位砼和桥梁传递和有效限制轨道结构的侧滑和位移，保证轨道结构的稳定和线路安全。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，主要涉及一种无砟轨道用变刚度弹性支座，主要应用无砟轨道的轨道结构缓冲隔振和限位。
背景技术
无砟轨道具有使用寿命长、维护费用低、轨道几何位形可保持良好等特点，广泛应用于我国高速铁路及客运专线的建设，国内常用的无砟轨道有CRTS I、II、III型板式无砟轨道、Rheda 2000型无砟轨道、旭普林式无砟轨道等。在桥梁地段，列车高速行驶和制动、启动时的晃动、离心力作用等以及温度载荷的作用会对轨道施加横向及纵向作用力，使轨道产生横纵向位移的趋势，为了防止轨道的偏移，在轨道结构上通常采用混凝土制的圆形凸台、方形凹凸槽、侧向挡块等措施对轨道进行限位，同时在限位砼与轨道结构之间添加弹性层如橡胶平板、填充树脂等，以避免轨道和限位砼直接接触而形成刚性连接。橡胶平板的优点在于载荷较小时，刚度较低，可以有效降低轨道结构的振动和噪声向限位砼和桥梁传递，缺点在于载荷较大时刚度仍旧较低，增大了轨道结构的偏移趋势，存在一定的安全隐患；填充树脂的优点在于刚度较大，能够有效阻止轨道结构的偏移，缺点在于隔振能力差，耐反复冲击能力和疲劳性能差。不管是橡胶平板还是填充树脂均难以同时兼顾隔振和限位的双重要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种无砟轨道用变刚度弹性支座，用于连接无砟轨道结构与上述圆形凸台、方形凹凸槽、侧向挡块等限位砼，其刚度随着形变量的增加或者承受应力的增加变化较大，呈现明显的非线性特征：在变形较小时刚度较低，可以有效降低轨道结构的振动尤其是横向振动向限位砼和桥梁传递；在变形较大时刚度急剧增加，可以有效限制轨道结构的侧滑和位移，保证轨道结构的稳定和线路安全。
本发明是通过以下技术方案实现其发明任务的：
本发明所涉及的非线性刚度弹性支座为中间弹性垫板、面板和底座板构成的复合体结构；中间弹性垫板的表面具有钉柱或凹槽，所述的中间弹性垫板所具有的钉柱、沟槽位于与面板所结合的面上或位于与底座板所结合的面上，也可位于与面板、底座板所结合的面上；也可在中间弹性垫板的内部具有孔洞；在受压变形时通过受压面积和自由变形面积的变化产生刚度的变化；所述的面板为平面结构的平板，面板其材质为不锈钢、聚四氟乙烯、尼龙低摩擦阻力材料或者上述材料的复合结构，面板与轨道结构接触的一面为低阻力的光滑表面，即弹性支座通过面板低阻力的光滑表面与轨道结构接触，从而降低非线性刚度弹性支座与轨道结构因摩擦而产生的剪切作用；底座板为带有锚固焊脚的平板，并通过锚固焊脚与圆形凸台、方形凹凸槽、侧向挡块等混凝土结构浇筑为一体，从而使整个变刚度弹性支座固定在上述混凝土结构上，并使底座板与混凝土结构的限位体接触。
所述的中间弹性垫板其材质为橡胶类弹性材料，硬度在邵尔A50～85之间，通过胶粘剂与面板和底座板粘接复合到一起。
所述底座板的锚固焊脚可以为Y形、T形、π形结构形式，底座板及锚固件的材质可以为不锈钢，也可以为经过防腐处理的普通钢材。
本发明所涉及的无砟轨道用变刚度弹性支座安装方便、可靠，在变形较小时中间弹性垫板具有较大的自由面积和较少的受压面积，支座刚度较低，可以有效降低轨道结构的振动尤其是横向振动向限位砼和桥梁传递；在变形较大时中间弹性垫板自由面积大大减少，受压面积急剧增加，支座刚度急剧增加，可以有效限制轨道结构的侧滑和位移，保证轨道结构的稳定和线路安全。
附图说明
图1为本发明涉及的非线性刚度弹性支座应用于CRTS II型无砟轨道的安装及应用示意图。
图2为本发明涉及的非线性刚度弹性支座实例示意图。
其中，1为桥梁下部基础，2为侧向挡块砼，3为本发明所涉及的非线性刚度弹性支座，4为CRTS II型无砟轨道的轨道结构；5为锚固焊脚，6为底座板，7为中间弹性垫板，8为面板。
具体实施方式
附图1、2非限制性的公开了本发明所涉及的一种具体实施实例的结构示意图和使用示意图，本发明的保护范围不局限于实施例所描述的情况，下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明所涉及的非线性刚度弹性支座3应用于CRTS II型无砟轨道时，通过锚固件5与侧向挡块砼2浇筑为一体来实现安装和固定定位，从而使整个弹性支座固定在上述混凝土结构上；底座板6与挡块砼2接壤，面板8与轨道结构4接壤，面板为平面结构的平板，与无砟轨道的轨道结构相接触；将轨道结构4和侧向挡块砼2通过非线性刚度弹性支座3连接为一体。
如图2所示，本发明所涉及的非线性刚度弹性支座3主要由中间弹性垫板7、面板8和带有锚固焊脚5的底座板6构成的夹心式复合结构。锚固焊脚5的形状可以为Y形、T形、π形或者其它形状的金属结构件，底座板6及锚固焊脚5的材质可以为不锈钢或经防腐处理的其他金属材料；面板8为光面平板结构，材质可以为不锈钢，也可以为聚四氟乙烯、尼龙等低摩擦阻力材料或者上述材料的复合结构，可以降低非线性刚度弹性支座与轨道结构因摩擦而产生的剪切作用；中间弹性垫板7由硬度为邵尔A50～邵尔A85的橡胶类弹性材料制成，中间弹性垫板所具有的钉柱、沟槽位于与面板所结合的面上或位于与底座板所结合的面上，也可位于与面板、底座板所结合的面上；也可在中间弹性垫板的内部具有孔洞；在受压变形时通过受压面积和自由变形面积的变化产生刚度的非线性变化。
上述的非线性刚度弹性支座与常规的弹性垫层力学性能的举例对比见下表(产品尺寸均采用100mm×100mm×11mm)：
由上表可见，非线性刚度弹性支座在变形较小时(隔振区域)刚度较低，可以有效降低轨道结构的振动尤其是横向振动向圆形凸台、方形凹凸槽、限位砼和桥梁传递；在变形较大时(限位区域、安全区域)刚度急剧增加，可以有效限制轨道结构的侧滑和位移，保证轨道结构的稳定和线路安全。
Claims (3)
1.一种无砟轨道用变刚度弹性支座，其特征是：非线性刚度弹性支座为中间弹性垫板(7)、面板(8)和底座板(6)构成的复合体结构；中间弹性垫板(7)的表面具有钉柱或凹槽，所述的中间弹性垫板(7)所具有的钉柱、凹槽位于与面板(8)所结合的面上或位于与底座板(6)所结合的面上，也可位于与面板(8)、底座板(6)所结合的面上；在受压变形时通过受压面积和自由变形面积的变化产生刚度的变化；所述的面板(8)为平面结构的平板，面板(8)其材质为不锈钢、聚四氟乙烯、尼龙低摩擦阻力材料或者上述材料的复合结构，面板(8)与轨道结构接触的一面为低阻力的光滑表面，即弹性支座(3)通过面板低阻力的光滑表面与轨道结构接触，从而降低非线性刚度弹性支座与轨道结构因摩擦而产生的剪切作用；底座板(6)为带有锚固焊脚(5)的平板，并通过锚固焊脚与圆形凸台混凝土结构、或方形凹凸槽混凝土结构、或侧向挡块混凝土结构浇筑为一体，从而使整个弹性支座固定在圆形凸台混凝土结构、或方形凹凸槽混凝土结构、或侧向挡块混凝土结构上，并使底座板(6)与圆形凸台混凝土结构、或方形凹凸槽混凝土结构、或侧向挡块混凝土结构的限位体接触。
2.按照权利要求1所述的一种无砟轨道用变刚度弹性支座，其特征是：所述的中间弹性垫板(7)其材质为橡胶类弹性材料，硬度在邵尔A50～85之间，通过胶粘剂与面板(8)和底座板(6)粘接复合到一起。
3.按照权利要求1所述的一种无砟轨道用变刚度弹性支座，其特征是：所述底座板(6)的锚固焊脚(5)为Y形、T形或π形结构形式，底座板(6)及锚固焊脚(5)的材质为不锈钢，或经过防腐处理的普通钢材。
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