CN102071604A - 一种铁路钢轨用的减振降噪护套 - Google Patents

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一种铁路钢轨用的减振降噪护套，属轨道交通减振降噪技术领域。其特征是所述的减振降噪护套由沿钢轨中线对称包覆在钢轨轨底及轨腰上的带槽扩展层、设置在带槽扩展层外的倒T形约束层以及粘贴在带槽扩展层与约束层之间的阻尼层所构成。优点是从声源上抑制轮轨振动和噪声声辐射，减震降噪效果非常显著。制作简单，现场安装和拆卸方便，不影响钢轨原功能。适合用于铁路、地铁和城市轻轨在市区对噪声有要求的地区。

Description

一种铁路钢轨用的减振降噪护套
技术领域
本发明涉及的是一种安装在铁路钢轨上的减振降噪护套。属于轨道交通减振降噪技术领域。
背景技术
轨道交通产生的振动和噪音对沿线周边环境影响极大，是环境的污染源之一。目前，采取的减震降噪措施较多，其中较为常见的方法是采用声屏障，但声屏障存在一些显著缺点：由于噪声衍射的原因，其效果有限；对高层建筑或深谷环境的效果有限；具有强烈的视觉冲击；安装成本高。其他还有吸振器、阻尼器等措施，但是效果并不理想。此外，中国专利申请号200610023902.2公开了“一种噪声控制技术领域的动力吸振多层约束阻尼钢轨消声器”，该专利自述为：“一种噪声控制技术领域的动力吸振多层约束阻尼钢轨消声器，由内向外为高弹性能耗材料层、第一质量层、第一阻尼层、第一约束层、第二阻尼层、第二约束层、第三阻尼层、第三约束层和保护层。高弹性能耗材料层构成动力吸振器的分布弹性元件，第一质量层和三组阻尼层和约束层构成动力吸振器的分布质量同时还能作为三层约束阻尼，降低分布质量的振动变形。”该产品结构层数繁多，产品制作时和使用过程中很难保证所有层与层之间密贴，一旦出现不密贴，降噪效果就急剧降低。另一方面，对轮轨噪声的研究发现，钢轨噪声辐射主要源于钢轨的垂向弯曲振动及垂向和横向的耦合扭转振动。因此仅仅对轨腰做约束阻尼处理是远不够的。所以该钢轨消声器的降低钢轨噪声辐射效果不佳。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种在普通铁路钢轨上安装的可以降低钢轨振动进而抑制钢轨的声辐的减振降噪护套。
实现本发明目的的减振降噪护套由沿钢轨中线对称包覆在钢轨轨底及轨腰上的带槽扩展层、设置在带槽扩展层外的倒T形约束层以及粘贴在带槽扩展层与约束层之间的阻尼层所构成。
本发明的减振降噪原理如下：
本减振降噪护套中的带槽扩展层，从结构上说，该扩展层加大了阻尼层到基层钢轨的距离，同时由于该扩展层的剪切刚度远大于其弯曲刚度，剪切刚度可视为无穷大，因此加大的这段距离很好的放大了粘贴在扩展层外表面上的阻尼层的剪切变形，因而极大的增加了阻尼层的剪切耗能量。此外，该带槽扩展层的槽里面空气的摩擦也能耗掉一部分能量，进而极大的的抑制了钢轨的振动和声辐射。
本发明根据钢轨不同部位振动和声辐射特性的差异这种特性，将阻尼层对应设置成变厚度结构，即对应于轨腰、轨底的较薄的部位设置的阻尼层的厚度厚一些，较厚部位的阻尼层的厚度薄一些，均匀过渡，这样能在较宽的频率范围内降低钢轨的声辐射。
本发明根据约束阻尼原理，利用阻尼损耗因子远大于钢轨的阻尼层耗能这一特性，通过设置合理的带槽扩展层的厚度、槽的深度、宽度和槽间距，能最大化地放大阻尼层的剪切变形耗能。即当列车行驶引发钢轨振动而辐射噪声时，粘贴在轨腰、轨底上的阻尼结构便把钢轨振动机械能转化为其它形式而耗散掉，从而削弱钢轨噪声辐射能量，实现抑制钢轨的振动和声辐射之目的。
可在护套的两端设置一延伸在轨枕上方且包覆在轨腰上的延伸段。这样做的好处是即保证了在现场安装时保持了原钢轨的安装状态，延伸段包覆在轨腰上使得整个钢轨除被安装扣件占据的部分轨底外全都被包覆在减振降噪护套中。
与前述现有同类产品相比，本发明具有以下优点：
1、本发明有针对性的从声源上抑制轮轨振动和噪声声辐射，减震降噪效果非常显著。试验分析表明，装上本减振降噪护套的阻尼钢轨的损耗因子是同等条件下不具有带槽扩展层的阻尼钢轨的四倍以上。在0～4000HZ频率范围内，安装了本减振降噪护套的钢轨较标准钢轨的垂向和横向振动传递函数幅值都有很大的降低，总声级降低了12dB(A)以上，其降噪效果较动力吸振多层约束阻尼钢轨消声器提高了20％以上。在曲线地段，降噪效果更明显。
2、本发明制作简单，所需材料可沿用现有阻尼层材料，使用寿命长；
3、本发明现场安装和拆卸方便，对钢轨表面没有损坏，也不影响钢轨导电等原功能；
本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是图1的侧视图
图3是带槽扩展层的结构示意图
图4是图3的侧视图
图5是图3的A-A视图
图6是本发明的使用状态示意图
具体实施方式
参见图1～2，本减振降噪护套由沿钢轨中线对称包覆在钢轨轨底6及轨腰5上的带槽扩展层1、设置在带槽扩展层1外的倒T形约束层3以及粘贴在带槽扩展层1与约束层3之间的阻尼层2所构成。图中7为本振降噪护套的本体，双点划线是钢轨的轮廓线。约束层3的两侧立边接于轨头下端，和在不同高度具有不同宽度的轨腰一起，使粘贴在带槽扩展层1与约束层3之间的阻尼层2形成变厚度结构。图3～5给出了带槽扩展层的结构示意图。图中8为槽。图6给出了本发明的使用状态示意图，图中9为安装钢轨的扣件，10为轨枕。11为本减振降噪护套的延伸在轨枕10上方且包覆在轨腰5上的延伸段。
为了安装方便起见，可将本减振降噪护套沿端面中线分为对称的左、右两部分来制作。先将扩展层、阻尼层和约束层粘结好，然后在现场用粘结剂将左、右两部分对接粘结在钢轨表面上。

Claims (2)

1.一种铁路钢轨用的减振降噪护套，其特征是所述的减振降噪护套由沿钢轨中线对称包覆在钢轨轨底及轨腰上的带槽扩展层、设置在带槽扩展层外的倒T形约束层以及粘贴在带槽扩展层与约束层之间的阻尼层所构成。
2.如权利要求1所述的铁路钢轨用的减振降噪护套，其特征是在护套的两端还具有一延伸在轨枕上方且包覆在轨腰上的延伸段。
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