CN102966697B - 一种地铁用组合型隔振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地铁用组合型隔振装置，包括位于上部的上联接板、位于下部的下联接板，所述隔振装置还包括位于上联接板和下联接板之间的隔振机构，所述的隔振机构分别与上联接板和下联接板相联接，构成整体结构，所述隔振机构能够实现隔离地铁振动的功能。本发明的组合型隔振装置实现了竖向刚度、水平刚度和竖向阻尼可调，由隔振机构实现隔离地铁振动的功能，该隔振装置可在地铁浮置板系统中应用。
Description
技术领域
本发明涉及振动和噪声控制技术领域，特别是轨道交通振动控制，具体是指一种地铁用组合型隔振装置。
背景技术
城市轨道交通日益成为解决城市交通的重要手段。当地铁列车移动时，车轮与钢轨的接触面产生的应力也随之移动，运动中的应力分布传递到周围接触面，形成基本的运动应力场，诱发了附近地下结构以及建筑物的二次振动和噪声。振动测试表明，振动对沿线建筑安全、实验室的正常使用和居住在地铁周围的居民生活的影响非常大。
目前，地铁隔振支座主要有钢弹簧隔振支座和橡胶隔振支座两类，如德国地铁多选用螺旋钢弹簧隔振支座，而英国地铁多使用橡胶隔振支座。钢弹簧隔振支座竖向频率低，支座水平刚度与竖向刚度相当，且支座刚度成线性，但对高频振动的传递率大，受疲劳寿命要求，钢弹簧材料要求高。橡胶隔振支座的竖向刚度较钢弹簧支座高，支座水平刚度较竖向刚度小很多，支座在不同竖向应力下动刚度是变化的，而橡胶材质的阻尼特性使用其对高频振动的隔振效果好，通过高质量的硫化工艺，橡胶隔振支座疲劳寿命长。
我国地铁浮置板结构多采用钢弹簧隔振支座，受浮置板疲劳寿命要求，钢弹簧多采用进口，导致浮置板成本高。
浮置板隔振系统中隔振支座工作分为两个阶段，其一是静位移阶段，主要由浮置板和钢轨重量产生；其二是动位移阶段，由列车通过时产生。浮置板隔振系统的隔振效果与地铁隔振支座的动刚度和阻尼相关。
为提高钢弹簧的疲劳寿命，可通过降低钢弹簧的工作应力而实现上述目标。为减小列车通过时浮置板系统的动位移，减小系统自由振动衰减时间，使浮置板列车通过前后趋于平稳，以保障钢轨和列车使用性能，可通过增加系统阻尼达到上述目的。受列车运行水平惯性影响，隔振支座还应具有一定的水平刚度。
综合地铁浮置板隔振系统的工作特点和地铁隔振支座的性能要求，本发明提供了一种地铁组合隔振装置，可有效保障地铁浮置板系统隔振性能，隔振装置国内可进行加工生产，地铁浮置板系统造价可大大降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种地铁用组合型隔振装置，该隔振装置综合了钢弹簧隔振支座和橡胶隔振支座优点，实现了竖向刚度、水平刚度和竖向阻尼可调，该隔振装置可在地铁浮置板系统中应用。
本发明上述目的通过如下技术方案来实现的：一种地铁用组合型隔振装置，包括位于上部的上联接板、位于下部的下联接板，其特征在于：所述隔振装置还包括位于上联接板和下联接板之间的隔振机构，所述的隔振机构分别与上联接板和下联接板相联接，构成整体结构，所述隔振机构能够实现隔离地铁振动的功能。
本发明的组合型隔振装置可用于地铁浮置板系统中，由隔振机构实现隔离地铁振动的功能。本发明中的隔振机构可采用如下多种结构：
结构一：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座、钢弹簧支座和阻尼限位器，其中，所述的阻尼限位器位于中部，阻尼限位器由筒体、橡胶体、联接杆和粘滞液组成，筒体的下端固定安装在下联接板上，粘滞液装在筒内，所述的联接杆与橡胶体整体硫化成型，橡胶体塞紧压入筒内并封堵筒口，联接杆的下端位于粘滞液中，联接杆的上端与上联接板固定连接；所述的钢弹簧支座位于阻尼限位器与厚肉型橡胶支座之间；所述的厚肉型橡胶支座位于阻尼限位器和钢弹簧支座的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。
结构二：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座和阻尼限位器，其中，所述的阻尼限位器位于中部，阻尼限位器由筒体、橡胶体、联接杆和粘滞液组成，筒体的下端固定安装在下联接板上，粘滞液装在筒内，所述的联接杆与橡胶体整体硫化成型，橡胶体塞紧压入筒内并封堵筒口，联接杆的下端位于粘滞液中，联接杆的上端与上联接板固定连接；所述的厚肉型橡胶支座位于阻尼限位器的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。
结构三：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座和阻尼限位器，其中，所述的阻尼限位器位于中部，阻尼限位器由筒体、橡胶体和联接杆组成，筒体的下端固定安装在下联接板上，所述的联接杆与橡胶体整体硫化成型，橡胶体塞紧压入筒内并封堵筒口，联接杆的下端伸入筒内，联接杆的上端与上联接板固定连接；所述的厚肉型橡胶支座位于阻尼限位器的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。该结构中，装置仅由厚肉型橡胶支座和阻尼限位器构成，装置竖向刚度由厚肉型橡胶支座控制，装置水平刚度主要由阻尼限位器中橡胶体提供。该结构形式解决了厚肉型橡胶支座水平刚度低的缺陷。
结构四：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座和钢弹簧支座，其中，所述的钢弹簧支座位于中部，所述的厚肉型橡胶支座位于钢弹簧支座的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。该结构中，装置仅由厚肉型橡胶支座和钢弹簧支座构成，其竖向阻尼由橡胶支座提供，该形式结构简单，为常用结构形式之一，装置预压方便，且方便浮置板顶升。
结构五：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座、钢弹簧支座和阻尼限位器，其中，所述的阻尼限位器位于中部，阻尼限位器由筒体、联接杆和粘滞液组成，筒体的下端固定安装在下联接板上，粘滞液装在筒内，所述联接杆的下端位于粘滞液中，联接杆的上端与上联接板固定连接；所述的钢弹簧支座位于阻尼限位器与厚肉型橡胶支座之间；所述的厚肉型橡胶支座位于阻尼限位器和钢弹簧支座的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。
本发明中，所述的上封板与上联接板通过联接螺栓相联接，所述的下封板与下联接板通过联接螺栓相联接。
本发明中，所述联接杆的上端与上联接板相焊接或者通过螺钉固定连接；所述的筒体与下联接板一体成型或者焊接在下联接板或者通过螺钉固定安装在下联接板上。
本发明中，所述的联接杆为T型杆。
为提高钢弹簧的疲劳寿命，可通过降低钢弹簧支座的初始应力来实现，即弹簧支座与上联接板之间设置竖向间隙，可实现竖向荷载在钢弹簧支座与厚肉型橡胶支座之间分配。本发明中，所述的钢弹簧支座与上联接板的下表面之间可以留有竖向间隙δ，该竖向间隙δ依据设计计算确定，推荐在0~8mm之间。
本发明隔振装置的浮置板竖向频率由钢弹簧支座竖向刚度和厚肉型橡胶支座竖向刚度共同确定，介于钢弹簧支座浮置板与橡胶支座浮置板之间，隔振效率可在20dB以上。
与现有地铁浮置板隔振装置相比，本发明的优点在于：(1)装置结构可靠性好，装置性能动态可调；（2）装置长期寿命好；（3）可实现国产，造价低。该装置具有广阔的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明隔振装置实施例一的整体结构示意图，隔振机构由厚肉型橡胶支座、钢弹簧支座和阻尼限位器通过联接板组成整体；
图2为本发明隔振装置实施例一中厚肉型橡胶支座剖视图；
图3为本发明隔振装置实施例一中阻尼限位器结构示意图；
图4是本发明隔振装置实施例二的整体结构示意图，隔振机构由厚肉型橡胶支座和阻尼限位器构成；
图5是本发明隔振装置实施例三的整体结构示意图，隔振机构由厚肉型橡胶支座和另一形式的阻尼限位器构成，阻尼限位器中无粘滞阻尼液；
图6是本发明隔振装置实施例四的整体结构示意图，隔振机构由厚肉型橡胶支座和钢弹簧支座构成；
图7是本发明隔振装置实施例五的整体结构示意图；
图8是本发明隔振装置实施例六的整体结构示意图。
附图标记说明
101为上封板、102为厚肉橡胶层、103为内部钢板、104为下封板
201为联接杆、202为橡胶体、203为筒体、204为粘滞液
1为厚肉型橡胶支座、2为阻尼限位器、3为上联接板、4为钢弹簧支座、5为联接螺栓、6为下联接板
具体实施方式
实施例一
本发明一种地铁用组合型隔振装置的实施例一如图1至图3所示，该隔振装置包括位于上部的上联接板3、位于下部的下联接板6，其特征在于：隔振装置还包括位于上联接板3和下联接板6之间的隔振机构，隔振机构分别与上联接板3和下联接板6相联接，构成整体结构，隔振机构能够实现隔离地铁振动的功能。
隔振机构包括厚肉型橡胶支座1、钢弹簧支座4和阻尼限位器2，其中，阻尼限位器2位于中部，阻尼限位器2由筒体203、橡胶体202、联接杆201和粘滞液204组成，筒体203的下端固定安装在下联接板6上，与下联接板6一体成型，粘滞液204作为阻尼液装在筒内，联接杆201为T型杆，T型杆的头部为联接杆201的下端，联接杆201与橡胶体202整体硫化成型，橡胶体202塞紧压入筒内并封堵筒口，联接杆201的下端伸入筒内，并位于粘滞液204中，联接杆201的上端与上联接板3相焊接；钢弹簧支座4放置在筒体203与厚肉型橡胶支座1之间，钢弹簧支座4与上联接板3的下表面之间留有设计确定的3mm的竖向间隙δ；厚肉型橡胶支座1位于阻尼限位器2和钢弹簧支座4的外围，厚肉型橡胶支座1由位于上部的上封板101、位于下部的下封板104、位于中部的内部钢板103以及厚肉橡胶层102整体硫化而成，上封板101与上联接板3相联接，下封板104与下联接板6相联接，具体联接方式为：上封板101与上联接板3通过联接螺栓5相联接，下封板104与下联接板6通过联接螺栓5相联接。
本实施例中厚肉型橡胶支座1和阻尼限位器2通过联接板设置成一体式，当初始荷载由厚肉型橡胶支座1承担时，在钢弹簧支座4和联接板之间设置3mm的间隙δ。
作为本实施例的变换，联接杆201的上端与上联接板3也可以通过螺钉固定连接；筒体203与下联接板6也可以焊接在下联接板6或者通过螺钉固定安装在下联接板6上。
作为本实施例的变换，钢弹簧支座4与上联接板3的下表面之间也可以不留间隙，直接接触，当其留有竖向间隙δ时，该竖向间隙δ依据设计计算确定，推荐在0~8mm之间。
实施例二
本发明一种地铁用组合型隔振装置的实施例二如图4所示的，实施例一不同的是，本实施例中的隔振机构仅由厚肉型橡胶支座1和阻尼限位器2构成，不含有钢弹簧支座4，具体结构为：隔振机构包括厚肉型橡胶支座1和阻尼限位器2，其中，阻尼限位器2位于中部，阻尼限位器2由筒体203、橡胶体202、联接杆201和粘滞液204组成，筒体203的下端固定安装在下联接板6上，粘滞液204装在筒内，联接杆201与橡胶体202整体硫化成型，橡胶体202塞紧压入筒内并封堵筒口，联接杆201的下端伸入筒内并位于粘滞液204中，联接杆201的上端与上联接板3固定连接；厚肉型橡胶支座1位于阻尼限位器2的外围，厚肉型橡胶支座1由位于上部的上封板101、位于下部的下封板104、位于中部的内部钢板103以及厚肉橡胶层102整体硫化而成，上封板101与上联接板3相联接，下封板104与下联接板6相联接。
实施例三
本发明一种地铁用组合型隔振装置的实施例三如图5所示的，实施例二不同的是，该实施例中的联接杆201为直杆，阻尼限位器2中无粘滞液204。
实施例四
本发明一种地铁用组合型隔振装置的实施例四如图6所示的，实施例一不同的是，本实施例中的隔振机构仅由厚肉型橡胶支座1和钢弹簧支座4构成，不含有阻尼限位器2，具体结构为：隔振机构包括厚肉型橡胶支座1和钢弹簧支座4，其中，钢弹簧支座4位于中部，厚肉型橡胶支座1位于钢弹簧支座4的外围，厚肉型橡胶支座1由位于上部的上封板101、位于下部的下封板104、位于中部的内部钢板103以及厚肉橡胶层102整体硫化而成，上封板101与上联接板3相联接，下封板104与下联接板6相联接。
实施例五
本发明一种地铁用组合型隔振装置的实施例五如图7所示的，实施例一不同的是，本实施例中的阻尼限位器2仅由联接杆和粘滞液组成，不含有橡胶体202，并且钢弹簧支座4与联接钢板之间不预留间隙，隔振机构的具体结构为：隔振机构包括厚肉型橡胶支座1、钢弹簧支座4和阻尼限位器2，其中，阻尼限位器2位于中部，阻尼限位器2由筒体203、联接杆201和粘滞液204组成，筒体203的下端固定安装在下联接板6上，粘滞液204装在筒内，联接杆201的下端伸入筒内并位于粘滞液204中，联接杆201的上端与上联接板3固定连接；钢弹簧支座4放置在筒体203与厚肉型橡胶支座1之间；厚肉型橡胶支座1位于阻尼限位器2和钢弹簧支座4的外围，厚肉型橡胶支座1由位于上部的上封板101、位于下部的下封板104、位于中部的内部钢板103以及厚肉橡胶层102整体硫化而成，上封板101与上联接板3相联接，下封板104与下联接板6相联接。
实施例六
本发明一种地铁用组合型隔振装置的实施例六如图8所示的，实施例五不同的是，钢弹簧支座4与上联接板3的下表面之间留有5mm的竖向间隙δ，该竖向间隙δ依据设计计算确定，推荐在0~8mm之间。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种地铁用组合型隔振装置，包括位于上部的上联接板、位于下部的下联接板，所述隔振装置还包括位于上联接板和下联接板之间的隔振机构，所述的隔振机构分别与上联接板和下联接板相联接，构成整体结构，所述隔振机构能够实现隔离地铁振动的功能，其特征在于：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座、钢弹簧支座和阻尼限位器，其中，所述的阻尼限位器位于中部，阻尼限位器由筒体、橡胶体、联接杆和粘滞液组成，筒体的下端固定安装在下联接板上，粘滞液装在筒内，所述的联接杆与橡胶体整体硫化成型，橡胶体塞紧压入筒内并封堵筒口，联接杆的下端伸入筒内并浸入粘滞液中，联接杆的上端与上联接板固定连接；所述的钢弹簧支座位于阻尼限位器与厚肉型橡胶支座之间，所述的钢弹簧支座与上联接板的下表面之间留有竖向间隙δ，该竖向间隙δ在3～8mm之间；所述的厚肉型橡胶支座位于阻尼限位器和钢弹簧支座的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。
2.一种地铁用组合型隔振装置，包括位于上部的上联接板、位于下部的下联接板，所述隔振装置还包括位于上联接板和下联接板之间的隔振机构，所述的隔振机构分别与上联接板和下联接板相联接，构成整体结构，所述隔振机构能够实现隔离地铁振动的功能，其特征在于：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座和钢弹簧支座，其中，所述的钢弹簧支座位于中部，所述的钢弹簧支座与上联接板的下表面之间留有竖向间隙δ，该竖向间隙δ在3～8mm之间，所述的厚肉型橡胶支座位于钢弹簧支座的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。
3.一种地铁用组合型隔振装置，包括位于上部的上联接板、位于下部的下联接板，所述隔振装置还包括位于上联接板和下联接板之间的隔振机构，所述的隔振机构分别与上联接板和下联接板相联接，构成整体结构，所述隔振机构能够实现隔离地铁振动的功能，其特征在于：所述的隔振机构包括厚肉型橡胶支座、钢弹簧支座和阻尼限位器，其中，所述的阻尼限位器位于中部，阻尼限位器由筒体、联接杆和粘滞液组成，筒体的下端固定安装在下联接板上，粘滞液装在筒内，所述联接杆的下端伸入筒内并浸入粘滞液中，联接杆的上端与上联接板固定连接；所述的钢弹簧支座位于阻尼限位器与厚肉型橡胶支座之间，所述的钢弹簧支座与上联接板的下表面之间留有竖向间隙δ，该竖向间隙δ在5～8mm之间；所述的厚肉型橡胶支座位于阻尼限位器和钢弹簧支座的外围，厚肉型橡胶支座由位于上部的上封板、位于下部的下封板、位于中部的内部钢板以及厚肉橡胶层整体硫化而成，所述的上封板与上联接板相联接，所述的下封板与下联接板相联接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的地铁用组合型隔振装置，其特征在于：所述的上封板与上联接板通过联接螺栓相联接，所述的下封板与下联接板通过联接螺栓相联接。
5.根据权利要求1或3所述的地铁用组合型隔振装置，其特征在于：所述联接杆的上端与上联接板相焊接或者通过螺钉固定连接；所述的筒体与下联接板一体成型或者焊接在下联接板或者通过螺钉固定安装在下联接板上。
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