CN103526650A - 被动式动力减振的浮置板轨道结构 - Google Patents

Abstract

被动式动力减振的浮置板轨道结构，以降低与轨道结构固有频率接近的振动成份，消除轨道结构在该频段的有害振动。它包括浮置板主体（101）、支撑基础（102）和钢轨（104），钢轨（104）通过扣件（105）固定在浮置板主体（101）上，沿线路延伸方向连续铺设的浮置板主体（101）通过减振器（106）置于支撑基础（102）上。所述各浮置板主体（101）的长度范围内设置有至少一个附加质量块（103），附加质量块（103）通过弹性构件与对应的浮置板主体（101）或者支撑基础（102）弹性连接。

Description

被动式动力减振的浮置板轨道结构

技术领域

本发明涉及一种铁路轨道结构，特别涉及一种被动式动力减振的浮置板轨道结构。

背景技术

浮置板轨道又称为质量-弹簧轨道系统，是将具有一定质量和刚度的混凝土道床板浮置通过减振器（钢弹簧或橡胶减振器）置于基础之上，利用道床板的质量惯性力来平衡列车运行引起的动荷载。自1965年在德国首次得到应用以来，以其优良的减振性能，在国内外城市轨道交通中得到了大量应用。

目前，减震效果最好的轨道结构当属钢弹簧浮置板轨道结构，而现有的浮置板轨道结构第一阶固有频率在12Hz左右，对现实生活及生产中需要隔离的频率为5～15Hz之间的低频振动成份，现有的浮置板轨道结构不仅起不到降低的作用，反而因为该频段振动接近轨道结构的固有频率，产生共振，会增强该频段的振动影响。要提高轨道结构对低频振动成份的缓冲效果，传统的办法是降低轨道结构的固有频率，即增加轨道结构的质量，或降低轨道结构的刚度。由于受铁路基础建筑界限及成本所限，作为轨道结构关键部件之一的轨道板质量增加所带来的减振效果有限；若减低轨道结构刚度，固有频率可减小，但刚度降低过大，则轨道结构位移增大，带来列车运行安全隐患，因此，已无法进一步通过上述形式来达到降低低频范围内的振动影响。

当地铁列车经过减振要求较高的建筑物时，如科研机构、音乐厅、医院、军事设施、博物馆及古建筑等，低频振动成份不仅容易引起结构的疲劳损伤，影响设备寿命，还会影响铁路上盖博物馆等物业的使用环境及沿线精密仪器仪表的工作精度，易导致电气部件和自控系统的工作失灵，同时振动还不可避免地产生噪声，影响周围人员的工作及身心健康。因此，有必要采用新技术对轨道板的低频减振性能做进一步的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种被动式动力减振的浮置板轨道结构，以降低与轨道结构固有频率接近的振动成份，消除轨道结构在该频段的有害振动。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的被动式动力减振的浮置板轨道结构，包括浮置板主体、支撑基础和钢轨，钢轨通过扣件固定在浮置板主体上，沿线路延伸方向连续铺设的浮置板主体通过减振器置于支撑基础上，其特征在于：所述各浮置板主体的长度范围内设置有至少一个附加质量块，附加质量块通过弹性构件与对应的浮置板主体或者支撑基础弹性连接。

本发明的有益效果是，在各浮置板主体的长度范围内设置与浮置板主体内或者支撑基础弹性连接的附加质量块，通过合理选择附加质量块的结构形式、动力参数以及与浮置板主体或支撑基础间的耦合关系，便可在预期频段上实现附加质量块的振动相位与浮置板主体或支撑基础的振动相位相反，以实现减小浮置板主体或支撑基础的低频振动成分的目的，消除轨道结构在该频段的有害振动。

附图说明

图1是本发明被动式动力减振的浮置板轨道结构中浮置板主体的结构示意图；

图2本发明被动式动力减振的浮置板轨道结构实施例1的结构示意图；

图3是本发明被动式动力减振的浮置板轨道结构实施例1的结构示意图

图4是本发明被动式动力减振的浮置板轨道结构实施例2的结构示意图

图5是本发明本发明被动式动力减振的浮置板轨道结构实施例3的结构示意图

图中示出构件及所对应的标记：浮置板主体101，框架空间101a、支撑基础102，附加质量块103，钢轨104，扣件105，减振器106。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

列车通过时会对浮置板主体产生向下的强大作用力，浮置板主体再将此作用力继而传递至浮置板支撑基础，在现有浮置板轨道结构中，为了获得更优的减振效果，可通过继续降低轨道结构的固有频率的方法来实现，即增加轨道结构的质量，或降低轨道结构的刚度。由于受铁路基础建筑界限及成本所限，作为轨道结构关键部件之一的浮置板本体质量增加所带来的减振效果有限；若减低轨道结构刚度，固有频率可减小，但刚度降低过大，则轨道结构位移增大，带来列车运行安全隐患，因此，传统整体式浮置板轨道结构已达到其最优的参数设计，已无法通过优化自身参数而获得更优的减振效果。

参照图1、图2和图3，本发明的被动式动力减振的浮置板轨道结构，包括浮置板主体101、支撑基础102和钢轨104，钢轨104通过扣件105固定在浮置板主体101上，沿线路延伸方向连续铺设的浮置板主体101通过减振器106置于支撑基础102上。所述各浮置板主体101的长度范围内设置有至少一个附加质量块103，附加质量块103通过弹性构件与对应的浮置板主体101或者支撑基础102弹性连接。

本发明并非通过降低轨道结构固有频率，即不是通过增加轨道板质量或者轨道板支撑刚度，来实现低频减振的目的，而是采用被动式动力吸振的原理，通过在浮置板主体或浮置板支撑基础上附加一个弹簧-阻尼-质量子结构,适当选择该子结构的结构形式、动力参数以及与浮置板轨道结构间的耦合关系,在预期频段上使子结构的振动相位与轨道结构的振动状态相反，通过附加质量块的大位移振动，实现减小浮置板主体或者浮置板支撑基础的低频振动成分的目。

附加质量块103在浮置板主体101上可以采用多种设置方式，如设置在浮置板主体101的上表面上或者外侧表面上。作为一种优选的方式，参照图1、图2和图3，为能设置体积较大的附加质量块103，获得更优的减振效果，并能更方便地设置附加质量块103，所述浮置板主体101采用具有框架空间101a的框架式结构，附加质量块103设置在框架空间101a内。即采用将传统的整体式浮置板主体分割为一个矩形框架式结构的浮置板主体101和至少一个附加质量块103的思路，利用被动式动力吸振原理，在浮置板主体101的框架空间101a内，将分割出的附加质量块103与浮置板主体101或者支撑基础102之间弹性联接，通过附加质量块103的大位移振动，吸收列车传递至支撑基础102的振动，从而降低与浮置板轨道结构固有频率附近的低频振动成份。

所述附加质量块103为钢筋混凝土块或密度更大的金属材料块，以达到更佳吸振作用。参照图2，所述附加质量块103为整体结构。参照图5，所述附加质量块103也可采用分体式结构，即由多个单元块组合而成。所述弹性构件为橡胶、弹簧、合成树脂或钢筋。

实施例1：如图2和图3所示，一整体式附加质量块103设置于浮置板主体101的框架空间101a内，该附加质量块103的外侧壁与中心空腔101a的侧壁之间通过弹性构件形成弹性连接。

实施例2：如图4所示，一整体式附加质量块103设置于浮置板主体101的框架空间101a内，该附加质量块103的底壁与支撑基础102的表面之间通过弹性构件形成弹性连接。

实施例3：如图5所示，由多个单元块组合而成附加质量块103设置于浮置板主体101的框架空间101a内，每个单元块的底壁与支撑基础102的表面之间各通过弹性构件形成弹性连接。附加质量块103既可嵌入支撑基础106内，或者附在支撑基础106的表面上。

以上所述只是用图解说明本发明被动式动力减振的浮置板轨道结构的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (5)

1.被动式动力减振的浮置板轨道结构，包括浮置板主体（101）、支撑基础（102）和钢轨（104），钢轨（104）通过扣件（105）固定在浮置板主体（101）上，沿线路延伸方向连续铺设的浮置板主体（101）通过减振器（106）置于支撑基础（102）上，其特征在于：所述各浮置板主体（101）的长度范围内设置有至少一个附加质量块（103），附加质量块（103）通过弹性构件与对应的浮置板主体（101）或者支撑基础（102）弹性连接。

2.如权利要求1所述的被动式动力减振的浮置板轨道结构，其特征在于：所述浮置板主体（101）采用具有框架空间（101a）的框架式结构，附加质量块（103）设置在框架空间（101a）内。

3.如权利要求1或2所述的被动式动力减振的浮置板轨道结构，其特征在于：所述附加质量块（103）为整体结构，或者由多个单元块组合而成。

4.如权利要求3所述的被动式动力减振的浮置板轨道结构，其特征在于：所述附加质量块（103）为钢筋混凝土块或密度更大的金属材料块。

5.如权利要求3所述的被动式动力减振的浮置板轨道结构，其特征在于：所述弹性构件为橡胶、弹簧、合成树脂或钢筋。

Images