CN106758554B - 一种轨枕式减振结构、无砟轨道及维修方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨枕式减振结构，包括承轨槽，承轨槽用于设置轨枕，承轨槽上相对设置的两个侧壁分别与承轨槽的槽底构成倾角α和β，α和β均位于承轨槽槽体内，且90°＜α≤135°，90°＜β≤135°，两个侧壁上分别连接有弹性垫板，两个弹性垫板均连接轨枕，轨枕的底面与槽底具有间隙。运用该轨枕式减振结构，弹性垫板设于承轨槽的两个倾斜侧壁，列车与轨道之间发生动力作用时，弹性垫板受剪切力，由于弹性垫板的剪切模量远小于压缩模量，使轨枕更易发生竖向减振位移，弹性垫板吸收更多的振动能量，其余振动能量沿两倾斜侧壁传递，向两侧传递的振动波也会相互抵消能量，该结构简单可靠，设置安装方便，使用效果良好，便于推广。

Description

一种轨枕式减振结构、无砟轨道及维修方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种轨枕式减振结构、无砟轨道及维修方法。
背景技术
采用减振轨道降低列车与轨道之间发生动力作用时的环境振动是体现轨道交通环境友好特征的重要环节。随着国家和社会对环境保护和绿色发展的日益重视，减振轨道在城市轨道交通中已被广泛采用。我国轨道交通发展迅猛，市域轨道交通、客运专线、高速铁路接入城市人口密集区的案例越来越多，轨道减振措施在上述速度更高的轨道交通采用，降低振动、噪声的影响已是大势所趋。
减振轨道是将减振部件(如弹性垫层等)置于钢轨下、轨枕下或道床下，为轨道系统提供必要的弹性以获得减振性能，由此可以分为钢轨下减振轨道、轨枕下减振轨道和道床下减振轨道三类，一般道床下减振轨道性能最好，轨枕下减振轨道性能次之，钢轨下减振轨道性能最次，但是道床下减振轨道造价高昂，轨枕下减振轨道和钢轨下减振轨道造价接近，轨枕下减振措施的性价比较高，轨枕下减振轨道被普遍使用。
现有轨枕式减振结构体系，是在道床的承轨槽底部设置弹性垫层，弹性垫层上设置轨枕，轨枕用于设置扣件，连接钢轨，这种减振结构，限制了轨枕六个空间自由度中的五个自由度，仅允许轨枕发生必要的竖向减振位移，轨枕下弹性垫层起减振作用，其减振性能由轨枕的质量、弹性垫层的刚度和阻尼确定，弹性垫层的刚度决定列车与轨道之间发生动力作用时其发生的压缩变形量；如图1所示，列车与轨道之间发生动力作用时引起的振动，一部分振动能量被弹性垫层120阻尼吸收，另一部能量仍然通过承轨槽100底面直接向下传给地基，引起线路周围的环境造成振动，这种减振轨道结构由于轨枕110下弹性垫层120阻尼吸收的振动能量有限，且振动通过承轨槽100的底面直接向下传给地基，影响了减振性能的充分发挥。
另外，现有轨枕式减振结构体系中，特别是现浇道床的轨道，弹性垫层失效后需要更换时，需将轨枕四周道床上的混凝土凿开取出轨枕，重新设置新的弹性垫层并放置轨枕，采用与道床混凝土亲和性好的材料进行修补，其过程费时、费工，特别是城市轨道交通作为一个城市的交通大动脉，白天几乎不可能停运维修，晚上的维修天窗时间非常有限，因此需要一种快速的轨枕式减振结构维修方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的轨枕式减振结构仅由轨枕下弹性垫层提供弹性和阻尼，列车动荷载直接通过轨枕底部向下传给地基，对振动能量吸收有限的上述不足，提供一种弹性更易获得，阻尼耗能作用面更多，荷载传递路径优化，减振性能更优秀、养护维修更加方便的的轨枕式减振结构、无砟轨道及维修方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种轨枕式减振结构，包括承轨槽，所述承轨槽用于设置轨枕，所述承轨槽上相对设置的两个侧壁分别与所述承轨槽的槽底构成倾角α和β，所述α和所述β均位于所述承轨槽槽体内，且90°＜α≤135°，90°＜β≤135°，两个所述侧壁上分别连接有弹性垫板，两个所述弹性垫板均连接所述轨枕，所述轨枕的底面与所述槽底具有间隙。
其中，所述间隙满足所述轨枕在所述承轨槽中竖向位移所需的空间。
采用本发明所述的一种轨枕式减振结构，用于减振的弹性垫板设于承轨槽的两个倾斜侧壁，列车与轨道之间发生动力作用时弹性垫板主要受剪切力，由于弹性垫板的剪切模量远小于压缩模量，使轨枕更易发生竖向减振位移，两个弹性垫板共同作用，吸收更多的振动能量，轨枕传递给地基的振动能量更小；另外两倾斜侧壁受压支撑轨枕，振动能量通过两倾斜侧壁传给道床，相对现有结构向下传递的路径增大了振动波传递到地基的路程，使传递过程中承轨槽两侧的道床参与吸收更多的振动能量，向两侧传递的振动波也会相互抵消一部分能量，该轨枕式减振结构相对现有技术具有更好的减振效果，该结构简单可靠，设置安装和养护维修方便，使用效果良好，便于大规模推广。
优选地，所述间隙的距离为H，且H≥3mm。
优选地，3mm≤H≤6mm。
优选地，92°≤α≤120°，92°≤β≤120°。
优选地，所述α和所述β的值相等。
采用这种结构设置，便于该轨枕式减振结构均匀传力和衰减振动波，有效增加结构的稳定性和使用寿命。
优选地，所述轨枕相对设置的两个侧面分别与所述底面构成倾角γ和δ，所述γ和所述δ均位于所述轨枕枕体内，且90°＜γ≤135°，90°＜δ≤135°，两个所述侧面分别连接于对应的所述弹性垫板。
所述轨枕的两个所述侧面分别与对应所述弹性垫板面适配，所述轨枕制造时，其侧面可以所述弹性垫板为模板浇注成形。
优选地，92°≤γ≤120°，92°≤δ≤120°。
优选地，γ≤α，δ≤β。
优选地，所述γ和所述δ的值相等。
优选地，两个所述侧面分别平行于对应的所述侧壁。
采用这种结构设置，轨枕和承轨槽适配更简单，生产使用和养护维修更加方便。
优选地，每个所述弹性垫板连接对应所述侧壁和所述轨枕的两个表面上均设有若干个凸起，所有所述凸起均嵌入对应所述侧壁和所述轨枕中，每个所述凸起呈横向条状设置。
优选地，嵌入所述侧壁中的每个所述凸起包括一段弧面一，所有所述弧面一朝向下方，嵌入所述轨枕中的每个所述凸起包括一段弧面二，所有所述弧面二朝向上方。
采用这种结构设置，凸起受力的一边为弧形，能够有效减小应力集中，增加结构的稳定性和使用寿命。
优选地，每个所述凸起上设有至少一个凹槽。
采用这种结构设置，凹槽能够限制弹性垫板的左右位移，保证轨枕减振过程中，弹性垫板不会从承轨槽左右两侧窜出。
优选地，每个所述弹性垫板的横截面为变截面形状，如其横截面中部厚两端薄。
采用这种结构设置，能够限制弹性垫板的左右位移，保证轨枕减振过程中，弹性垫板不会从承轨槽左右两侧窜出。
优选地，所述弹性垫板包括橡胶垫或者聚氨酯垫。
优选地，所述轨枕为钢筋混凝土结构件或者树脂合成材料结构件。
本发明还提供了一种复合轨枕式减振结构，包括如以上任一所述的轨枕式减振结构，所述间隙的距离为G，且G≥10mm，所述间隙内设有至少一个弹性支撑垫，每个所述弹性支撑垫上表面接触所述底面，每个所述弹性支撑垫下表面接触所述槽底。
其中，所述弹性支撑垫的上表面形状适配所述轨枕底面形状，下表面形状适配所述槽底形状，所述弹性支撑垫两侧与所述承轨槽侧壁之间预留形变空间。
采用本发明所述的一种复合轨枕式减振结构，在保证上述轨枕式减振结构优点的同时，下部设置的弹性支撑垫进一步承担阻尼减振吸能作用，另外将原振动波向两倾斜侧壁方向的传递变为三个方向，进一步将荷载均衡分配，可获得更好的减振效果，并使整体结构更加稳定合理，增加该结构的使用寿命，该结构简单可靠，设置安装方便，使用效果良好，便于大规模推广。
优选地，10mm≤G≤50mm。
优选地，所述弹性支撑垫包括10-30mm厚的橡胶垫，或者10-50mm厚的气压囊，或者10-50mm厚的液压囊。
本发明还提供了一种无砟轨道，所述无砟轨道的轨道基础上铺设有道床，所述道床上设有若干个呈阵列分布的如以上任一所述的轨枕式减振结构或者复合轨枕式减振结构，所有所述轨枕通过扣件连接钢轨。
其中，所述道床为预制混凝土结构件或者现浇混凝土结构件。
采用所述轨枕式减振结构的道床浇筑时，将轨枕和弹性垫板、间隙辅助垫(形成轨枕底面与承轨槽底面之间的间隙)、隔离垫(将轨枕端面和与其相接的所述道床隔离，避免浇筑所述道床的混凝土与所述轨枕粘结)粘接组成减振部件，隔离垫与弹性垫板可采用一体式结构，也可取消隔离垫，采用包覆轨枕和弹性垫板的橡胶包套起隔离作用。根据轨道几何形位要求布置、固定好轨枕后，浇筑道床混凝土，承轨槽同步形成。
采用所述复合轨枕式减振结构的道床浇筑时，若轨下弹性支撑垫为橡胶弹性垫板或聚氨酯弹性垫板，将轨枕、弹性垫板、和轨下弹性支撑垫、橡胶包套粘接组成减振部件，橡胶包套起隔离作用。根据轨道几何形位要求布置、固定好轨枕后，浇筑道床混凝土，承轨槽同步形成。
采用所述复合轨枕式减振结构的道床浇筑时，若轨下弹性支撑垫为气压囊或液压囊时，将轨枕和弹性垫板、间隙辅助垫(形成轨枕底面与承轨槽底面之间的间隙)、隔离垫(将轨枕端面和与其相接的所述道床隔离，避免浇筑所述道床的混凝土与所述轨枕粘结)粘接组成减振部件，隔离垫与弹性垫板可采用一体式结构，也可取消隔离垫，采用包覆轨枕和弹性垫板的橡胶包套起隔离作用。根据轨道几何形位要求布置、固定好轨枕后，浇筑道床混凝土，承轨槽同步形成。去掉枕下间隙辅助垫，在枕下间隙中放置气压囊或液压囊，并对其充气、充液。
其中，间隙辅助垫上、下表面形状与轨枕底面一致，尺寸略大，以防止道床浇筑后形成阻止轨枕减振位移的突台，间隙辅助垫采用泡沫材料制成。
采用本发明所述的一种无砟轨道，在列车经过引起振动时，该无砟轨道吸收更多的振动能量，具有更好的减振效果，向环境传递的振动波更少，对环境更加友好。
优选地，所有所述承轨槽呈单列分布于所述道床，每个所述承轨槽的两个端部分别设有与所述道床的两侧边缘对应齐平的开口，每个所述承轨槽的横截面沿其纵向呈变截面形状。
采用这种结构设置，轨枕受压时弹性垫板中的空气由开口排出，同时雨水或结构渗漏水浸入承轨槽中后，由开口排出，避免弹性垫板因水浸泡后加速老化失效，开口端便于检查减振部件的状态。
优选地，所有所述承轨槽呈双列轴对称分布于所述道床，每个所述承轨槽上靠近所述道床边缘的端部设有与所述边缘对应齐平的开口，每个所述承轨槽的横截面沿其纵向呈变截面形状。
采用这种结构设置，轨枕受压时弹性垫板中的空气由开口排出，同时雨水或结构渗漏水浸入承轨槽中后，由开口排出，避免弹性垫板因水浸泡后加速老化失效，开口端便于检查减振部件的状态。
优选地，所述无砟轨道上铺设有两列分体式道床，每列所述道床上呈单列分布有若干个所述承轨槽，两列所述道床上每相对应的两个所述承轨槽设置一根所述轨枕，每个所述承轨槽朝向另一列所述道床的端部设有与该承轨槽所在的一列所述道床的对应边缘齐平的开口。
采用这种结构设置，轨枕受压时弹性垫板中的空气由开口排出，同时雨水或结构渗漏水浸入承轨槽中后，由开口排出，避免弹性垫板因水浸泡后加速老化失效，开口端便于检查减振部件的状态。
优选地，每个所述承轨槽的两个端部分别设有与其所在的每列所述道床的两侧边缘对应齐平的开口，每个所述承轨槽的横截面沿其纵向呈变截面形状。
优选地，所述无砟轨道上铺设有两列分体式道床，每列所述道床上呈单列分布有若干个所述承轨槽，每个所述承轨槽的两个端部分别设有与其所在的每列所述道床的两侧边缘对应齐平的开口，每个所述承轨槽的横截面沿其纵向呈变截面形状。
采用这种结构设置，轨枕受压时弹性垫板中的空气由开口排出，同时雨水或结构渗漏水浸入承轨槽中后，由开口排出，避免弹性垫板因水浸泡后加速老化失效，开口端便于检查减振部件的状态。
本发明还提供了一种轨枕式减振结构的维修方法，应用如以上任一所述的轨枕式减振结构或者复合轨枕式减振结构，包括以下步骤：
A、在原始厚度为D的弹性垫板发生弹性失效后，分离所述轨枕与所述承轨槽(如采用千斤顶将所述轨枕顶出所述承轨槽)，并去除该弹性垫板；
B、新弹性垫板厚度为D，将其固定连接(如采用粘结的方式)到所述轨枕上后放入所述承轨槽，所述轨枕与所述承轨槽的连接壁之间预留安装间隙d；
C、支撑所述轨枕，精调所述轨枕空间位置后固定所述轨枕，用胶填充所述轨枕和所述承轨槽之间的间距，待胶凝固后撤去所述轨枕支撑，完成维修。
其中，d为常数，d的作用是保证调整后的所述轨枕能够适配放入所述承轨槽中。
采用本发明所述的一种轨枕式减振结构的维修方法，弹性垫板失效需要更换时，将轨枕从承轨槽中启出，更换失效的弹性垫板，设置双层结构的新弹性垫板，其中一层连接于承轨槽，一层连接于轨枕，并通过粘结两层新弹性垫板使之连接，有效快速修补轨枕减振结构，同时这种粘结的修补方法原理简单，操作方便快捷，修补后的结构投入使用用时短，修补作用效果好，适合推广。
优选地，所述弹性垫板带有凸起时，所述步骤B中厚度为D的新弹性垫板包括相互适配的W1和W2两部分，所述W1厚度为D1，所述W2厚度为D2，且D＝D1+D2+d，将所述W1嵌入并固定(如采用粘结的方式)于所述侧壁、所述W2嵌入并固定(如采用粘结的方式)于所述轨枕；所述步骤C中支撑所述轨枕，精调所述轨枕空间位置后固定所述轨枕，用胶填充所述W1和所述W2之间的间距，待胶凝固后撤去所述轨枕支撑，完成维修。
其中，D1、D2数值根据调整目标和调整量确定。
优选地，采用表面设有若干个所述凸起的所述弹性垫板的轨枕式减振结构时，切割所述弹性垫板，在所述轨枕和所述承轨槽分离后便于拔出轨枕。
优选地，当使用所述复合轨枕式减振结构时，轨下弹性支撑垫为橡胶弹性垫板或聚氨酯弹性垫板，轨下弹性支撑垫失效更换时，将轨枕从承轨槽中启出，更换失效的弹性支撑垫，设置双层结构的新弹性支撑垫，其中一层连接于承轨槽，一层连接于轨枕，并通过粘结两层新弹性支撑垫使之连接，有效快速修补轨枕减振结构，同时这种粘结的修补方法原理简单，操作方便快捷，修补后的结构投入使用用时短，修补作用效果好，适合推广；当使用所述复合轨枕式减振结构时，轨下弹性支撑垫为气压囊或液压囊，轨下弹性支撑垫失效后，抽出直接更换。
优选地，所述安装间隙d的范围为：0.5mm≤d≤3mm。
优选地，所述W1的厚度D1等于所述W2的厚度D2。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构，用于减振的弹性垫板设于承轨槽的两个倾斜侧壁，列车与轨道之间发生动力作用时弹性垫板主要受剪切力，由于弹性垫板的剪切模量远小于压缩模量，使轨枕更易发生竖向减振位移，两个弹性垫板共同作用，吸收更多的振动能量，轨枕传递给地基的振动能量更小；另外两倾斜侧壁受压支撑轨枕，振动能量通过两倾斜侧壁传给道床，相对现有结构向下传递的路径增大了振动波传递到地基的路程，使传递过程中承轨槽两侧的道床参与吸收更多的振动能量，向两侧传递的振动波也会相互抵消一部分能量，该轨枕式减振结构相对现有技术具有更好的减振效果，该结构简单可靠，设置安装和养护维修方便，使用效果良好，便于大规模推广；
2、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构，所述α和所述β的值相等，采用这种结构设置，便于该轨枕式减振结构均匀传力和衰减振动波，有效增加结构的稳定性和使用寿命；
3、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构，两个所述侧面分别平行于对应的所述侧壁，采用这种结构设置，轨枕和承轨槽适配更简单，生产使用和养护维修更加方便；
4、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构，每个所述凸起上设有至少一个凹槽或者每个所述弹性垫板的横截面为中部厚两端薄的变截面形，采用这种结构设置，能够限制弹性垫板的左右位移，保证轨枕减振过程中，弹性垫板不会从承轨槽左右两侧窜出；
5、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构，每个所述凸起的纵截面包括一段弧面，所有所述弧面凸向地面，采用这种结构设置，凸起受力的一边为弧形，能够有效减小应力集中，增加结构的稳定性和使用寿命；
6、运用本发明所述的一种复合轨枕式减振结构，在保证上述轨枕式减振结构优点的同时，下部设置的弹性支撑垫进一步承担阻尼减振吸能作用，另外将原振动波向两倾斜侧壁方向的传递变为三个方向，进一步将荷载均衡分配，可获得更好的减振效果，并使整体结构更加稳定合理，增加该结构的使用寿命，该结构简单可靠，设置安装方便，使用效果良好，便于大规模推广；
7、运用本发明所述的一种无砟轨道，在列车经过引起振动时，该无砟轨道吸收更多的振动能量，具有更好的减振效果，向环境传递的振动波更少，对环境更加友好；
8、运用本发明所述的一种无砟轨道，轨枕受压时弹性垫板中的空气由开口排出，同时雨水或结构渗漏水浸入承轨槽中后，由开口排出，避免弹性垫板因水浸泡后加速老化失效，开口端便于检查减振部件的状态；
9、运用本发明所述的一种无砟轨道，承轨槽开口端既便于检查减振部件的状态，同时可作为工作面将轨枕顶出承轨槽，方便弹性垫板或弹性支撑垫的更换；
10、运用本发明所述的一种无砟轨道，采用两列分体式道床，轨道结构自重较轻，可用于高架桥梁；
11、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构的维修方法，弹性垫板失效需要更换时，将轨枕从承轨槽中启出，更换失效的弹性垫板，设置双层结构的新弹性垫板，其中一层连接于承轨槽，一层连接于轨枕，并通过粘结两层新弹性垫板使之连接，有效快速修补轨枕减振结构，同时这种粘结的修补方法原理简单，操作方便快捷，修补后的结构投入使用用时短，修补作用效果好，适合推广；
12、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构的维修方法，当使用所述复合轨枕式减振结构时，轨下弹性支撑垫为橡胶弹性垫板或聚氨酯弹性垫板，轨下弹性支撑垫失效更换时，将轨枕从承轨槽中启出，更换失效的弹性支撑垫，设置双层结构的新弹性支撑垫，其中一层连接于承轨槽，一层连接于轨枕，并通过粘结两层新弹性支撑垫使之连接，有效快速修补轨枕减振结构，同时这种粘结的修补方法原理简单，操作方便快捷，修补后的结构投入使用用时短，修补作用效果好，适合推广；
13、运用本发明所述的一种轨枕式减振结构的维修方法，当使用所述复合轨枕式减振结构时，轨下弹性支撑垫为气压囊或液压囊，轨下弹性支撑垫失效后，抽出直接更换。
附图说明
图1为现有轨枕式减振结构的振动波传递路径示意图；
图2为本发明所述的一种轨枕式减振结构的振动波传递路径示意图；
图3为本发明所述的一种轨枕式减振结构的断面示意图；
图4为所述承轨槽的断面示意图；
图5为所述轨枕断面示意图；
图6为所述弹性垫板的立体结构示意图；
图7为图6的主视图；
图8为图6的左视图；
图9为图6的俯视图；
图10为所述弹性垫板的一种断面示意图；
图11为本发明所述的一种复合轨枕式减振结构的断面示意图；
图12为本发明所述的长轨枕式无砟轨道的俯视图；
图13为图12的断面图；
图14为本发明所述的短轨枕式无砟轨道的俯视图；
图15为图14的断面图；
图16为本发明所述的长轨枕分体式无砟轨道的俯视图；
图17为图16的断面图；
图18为本发明所述的长轨枕分体式无砟轨道的俯视图；
图19为图18的断面图；
图20为本发明所述的短轨枕分体式无砟轨道的俯视图；
图21为图20的断面图；
图22为所述弹性垫板的一种断面示意图；
图23为所述弹性垫板的一种断面示意图。
图中标记：100-承轨槽，101-侧壁，102-槽底，110-轨枕，111-侧面，112-底面，120-弹性垫板，121-凸起，122-弧面一，123-弧面二，124-凹槽，130-间隙，200-弹性支撑垫，300-道床，310-开口。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图2-10所示，本发明所述的一种轨枕110式减振结构，包括承轨槽100，所述承轨槽100用于设置轨枕110。
如图4所示，所述承轨槽100上相对设置的两个侧壁101分别与所述承轨槽100的槽底102构成倾角α和β，所述α和所述β均位于所述承轨槽100槽体内，且α＝β＝95°，采用这种结构设置，便于该轨枕110式减振结构均匀受力和传递振动波，有效增加结构的稳定性和使用寿命；两个所述侧壁101上分别连接有弹性垫板120，两个所述弹性垫板120均连接所述轨枕110；
如图3所示，所述轨枕110的底面112与所述槽底102具有间隙130，所述间隙130的距离为H，且H＝5mm；
如图5所示，所述轨枕110相对设置的两个侧面111分别与所述底面112构成倾角γ和δ，所述γ和所述δ均位于所述轨枕110枕体内，且γ＝δ＝95°，即两个所述侧面111分别平行于对应的所述侧壁101，采用这种结构设置，轨枕110和承轨槽100适配更简单，生产使用更方便；两个所述侧面111分别连接于对应的所述弹性垫板120。
作为本实施例的一个优选方案，如图6-9所示，每个所述弹性垫板120连接对应所述侧壁101和所述轨枕110的两个表面上均设有若干个凸起121，所有所述凸起121均嵌入对应所述侧壁101和所述轨枕110中，每个所述凸起121呈横向条状设置；每个所述凸起121上设有至少一个凹槽124，采用这种结构设置，凹槽124能够限制弹性垫板120的左右位移，保证轨枕110减振过程中，弹性垫板120不能由承轨槽100左右两侧漏出；每个所述弹性垫板120的横截面为中部厚两端薄的变截面形，采用这种结构设置，能够限制弹性垫板120的左右位移，保证轨枕110减振过程中，弹性垫板120不能由承轨槽100左右两侧漏出。
如图10所示，嵌入所述侧壁101中的每个所述凸起121包括一段弧面一122，所有所述弧面一122朝向下方，嵌入所述轨枕110中的每个所述凸起121包括一段弧面二123，所有所述弧面二123朝向上方，采用这种结构设置，凸起121受力的一边为弧形122，能够有效减小应力集中，增加结构的稳定性和使用寿命。所述弹性垫板120包括橡胶垫。所述轨枕110为钢筋混凝土结构件。
运用本发明所述的一种轨枕110式减振结构，用于减振的弹性垫板120设于承轨槽100的两个倾斜侧壁101，在列车与轨道之间发生动力作用时引起的振动，弹性垫板120主要受剪切力，由于弹性垫板120的剪切模量远小于压缩模量，使轨枕110更易发生竖向减振位移，弹性垫板120吸收更多的振动能量，轨枕110传递给地基的振动能量更小；另外两倾斜侧壁101受压支撑轨枕110，如图2所示，振动能量沿两倾斜侧壁101传递，相对现有结构向下传递的路径增大了振动波传递到地基的路程，使传递过程中承轨槽100所在的道床300吸收更多的振动能量，向两侧传递的振动波也会相互抵消一部分能量，该轨枕110式减振结构相对现有技术能够极大减少列车与轨道之间发生动力作用时引起的振动能量传递到地基而造成环境振动，该结构简单可靠，设置安装方便，使用效果良好，便于大规模推广。
实施例2
如图4-11所示，本发明所述的一种复合轨枕110式减振结构，包括承轨槽100，所述承轨槽100用于设置轨枕110。
如图4所示，所述承轨槽100上相对设置的两个侧壁101分别与所述承轨槽100的槽底102构成倾角α和β，所述α和所述β均位于所述承轨槽100槽体内，且α＝β＝120°，采用这种结构设置，便于该轨枕110式减振结构均匀受力和传递振动波，有效增加结构的稳定性和使用寿命；两个所述侧壁101上分别连接有弹性垫板120，两个所述弹性垫板120均连接所述轨枕110；
如图11所示，所述轨枕110的底面112与所述槽底102具有间隙130，所述间隙130的距离为G，且G＝20mm，所述间隙130内设有一个弹性支撑垫200，所述弹性支撑垫200上表面接触所述底面112，所述弹性支撑垫200下表面接触所述槽底102，其中所述弹性支撑垫200的横截面形状适配所述槽底102形状，所述弹性支撑垫200两侧与所述承轨槽100侧壁101之间预留形变空间；所述弹性支撑垫200包括20mm厚的橡胶垫；
如图5所示，所述轨枕110相对设置的两个侧面111分别与所述底面112构成倾角γ和δ，所述γ和所述δ均位于所述轨枕110枕体内，且γ＝δ＝120°，即两个所述侧面111分别平行于对应的所述侧壁101，采用这种结构设置，轨枕110和承轨槽100适配更简单，生产使用更方便；两个所述侧面111分别连接于对应的所述弹性垫板120。
作为本实施例的一个优选方案，如图6-9所示，每个所述弹性垫板120连接对应所述侧壁101和所述轨枕110的两个表面上均设有若干个凸起121，所有所述凸起121均嵌入对应所述侧壁101和所述轨枕110中，每个所述凸起121呈横向条状凸起；每个所述凸起121上设有至少一个凹槽124，采用这种结构设置，凹槽124能够限制弹性垫板120的左右位移，保证轨枕110减振过程中，弹性垫板120不会从承轨槽100左右两侧窜出；每个所述弹性垫板120的横截面为中部厚两端薄的变截面形，采用这种结构设置，能够限制弹性垫板120的左右位移，保证轨枕110减振过程中，弹性垫板120不会从承轨槽100左右两侧窜出。
如图10所示，嵌入所述侧壁101中的每个所述凸起121包括一段弧面一122，所有所述弧面一122朝向下方，嵌入所述轨枕110中的每个所述凸起121包括一段弧面二123，所有所述弧面二123朝向上方，采用这种结构设置，凸起121受力的一边为弧形122，能够有效减小应力集中，增加结构的稳定性和使用寿命。所述弹性垫板120包括橡胶垫。所述轨枕110为钢筋混凝土结构件。
运用本发明所述的一种复合轨枕110式减振结构，在保证如实施例1所述轨枕110式减振结构优点的同时，下部设置的弹性支撑垫200进一步承担阻尼减振吸能作用，另外将原两倾斜侧壁101上两个方向振动波的传递变为三个方向，进一步平衡受力和平衡振动传递，使整体结构更加稳定合理，增加该结构的使用寿命，该结构简单可靠，设置安装方便，使用效果良好，便于大规模推广。
实施例3
如图12-13所示，本发明所述的一种无砟轨道，所述无砟轨道上铺设有道床300。
所述道床300上设有若干个呈阵列分布的如实施例1所述的轨枕110式减振结构或实施例2所述的复合轨枕110式减振结构，所有所述轨枕110连接钢轨；其中，所述道床300为预制混凝土结构件或者现浇混凝土结构件，现浇所述道床300时，每个所述轨枕110外表面均设置包套，所述包套用于隔离所述轨枕110和所述道床300，避免浇注所述道床300的混凝土与所述轨枕110粘结。
所有所述承轨槽100呈单列分布于所述道床300，每个所述承轨槽100的两个端部分别设有与所述道床300的两侧边缘对应齐平的开口310，每个所述承轨槽100的横截面沿其纵向呈变截面形状，采用这种结构设置，轨枕110受压时弹性垫板120中的空气由开口排出，同时雨天承轨槽100中雨水由开口排出，避免弹性垫板120由水浸泡后加速老化失效。
运用本发明所述的一种无砟轨道，在列车经过引起振动时，该无砟轨道吸收更多的振动能量，向环境传递的振动波更少，对环境更加友好。
实施例4
如图14-15所示，本发明所述的一种无砟轨道，所述无砟轨道上铺设有道床300。
所述道床300上设有若干个呈阵列分布的如实施例1所述的轨枕110式减振结构或实施例2所述的复合轨枕110式减振结构，所有所述轨枕110连接钢轨；其中，所述道床300为预制混凝土结构件或者现浇混凝土结构件，现浇所述道床300时，每个所述轨枕110外表面均设置包套，所述包套用于隔离所述轨枕110和所述道床300，避免浇注所述道床300的混凝土与所述轨枕110粘结。
所有所述承轨槽100呈双列轴对称分布于所述道床300，每个所述承轨槽100上靠近所述道床300边缘的端部设有与所述边缘对应齐平的开口310，每个所述承轨槽100的横截面沿其纵向呈变截面形状，采用这种结构设置，轨枕110受压时弹性垫板120和弹性支撑垫200中的空气由开口排出，同时雨天承轨槽100中雨水由开口排出，避免弹性垫板120和弹性支撑垫200由水浸泡后加速老化失效。
运用本发明所述的一种无砟轨道，在列车经过引起振动时，该无砟轨道吸收更多的振动能量，向环境传递的振动波更少，对环境更加友好。
实施例5
如图16-17所示，本发明所述的一种无砟轨道，所述无砟轨道上铺设有道床300。
所述道床300上设有若干个呈阵列分布的如实施例1所述的轨枕110式减振结构或实施例2所述的复合轨枕110式减振结构，所有所述轨枕110连接钢轨；其中，所述道床300为预制混凝土结构件或者现浇混凝土结构件，现浇所述道床300时，每个所述轨枕110外表面均设置包套，所述包套用于隔离所述轨枕110和所述道床300，避免浇注所述道床300的混凝土与所述轨枕110粘结。
所述无砟轨道上铺设有两列分体式道床300，每列所述道床300上呈单列分布有若干个所述承轨槽100，两列所述道床300上每相对应的两个所述承轨槽100设置一根所述轨枕110，每个所述承轨槽100朝向另一列所述道床300的端部设有与该承轨槽100所在的一列所述道床300的对应边缘齐平的开口310，采用这种结构设置，轨枕110受压时弹性垫板120和弹性支撑垫200中的空气由开口排出，同时雨天承轨槽100中雨水由开口排出，避免弹性垫板120和弹性支撑垫200由水浸泡后加速老化失效。
运用本发明所述的一种无砟轨道，在列车经过引起振动时，该无砟轨道吸收更多的振动能量，向环境传递的振动波更少，对环境更加友好。
实施例6
如图18-19所示，本发明所述的一种无砟轨道，所述无砟轨道上铺设有道床300。
所述道床300上设有若干个呈阵列分布的如实施例1所述的轨枕110式减振结构或实施例2所述的复合轨枕110式减振结构，所有所述轨枕110连接钢轨；其中，所述道床300为预制混凝土结构件或者现浇混凝土结构件，现浇所述道床300时，每个所述轨枕110外表面均设置包套，所述包套用于隔离所述轨枕110和所述道床300，避免浇注所述道床300的混凝土与所述轨枕110粘结。
所述无砟轨道上铺设有两列分体式道床300，每列所述道床300上呈单列分布有若干个所述承轨槽100，两列所述道床300上每相对应的两个所述承轨槽100设置一根所述轨枕110，每个所述承轨槽100的两个端部分别设有与其所在的每列所述道床300的两侧边缘对应齐平的开口310，每个所述承轨槽100的横截面沿其纵向呈变截面形状，采用这种结构设置，轨枕110受压时弹性垫板120和弹性支撑垫200中的空气由开口排出，同时雨天承轨槽100中雨水由开口排出，避免弹性垫板120和弹性支撑垫200由水浸泡后加速老化失效。
运用本发明所述的一种无砟轨道，在列车经过引起振动时，该无砟轨道吸收更多的振动能量，向环境传递的振动波更少，对环境更加友好。
实施例7
如图20-21所示，本发明所述的一种无砟轨道，所述无砟轨道上铺设有道床300。
所述道床300上设有若干个呈阵列分布的如实施例1所述的轨枕110式减振结构或实施例2所述的复合轨枕110式减振结构，所有所述轨枕110连接钢轨；其中，所述道床300为预制混凝土结构件或者现浇混凝土结构件，现浇所述道床300时，每个所述轨枕110外表面均设置包套，所述包套用于隔离所述轨枕110和所述道床300，避免浇注所述道床300的混凝土与所述轨枕110粘结。
所述无砟轨道上铺设有两列分体式道床300，每列所述道床300上呈单列分布有若干个所述承轨槽100，每个所述承轨槽100的两个端部分别设有与其所在的每列所述道床300的两侧边缘对应齐平的开口310，每个所述承轨槽100的横截面沿其纵向呈变截面形状，采用这种结构设置，轨枕110受压时弹性垫板120和弹性支撑垫200中的空气由开口排出，同时雨天承轨槽100中雨水由开口排出，避免弹性垫板120和弹性支撑垫200由水浸泡后加速老化失效。
运用本发明所述的一种无砟轨道，在列车经过引起振动时，该无砟轨道吸收更多的振动能量，向环境传递的振动波更少，对环境更加友好。
实施例8
如图2-23所示，一种轨枕式减振结构的维修方法，应用如实施例1所述的轨枕110式减振结构或实施例2所述的复合轨枕110式减振结构，包括以下步骤：
A、如图22所示，在原始厚度为D的弹性垫板120发生弹性失效后，如采用千斤顶将所述轨枕110顶出所述承轨槽100，并去除该弹性垫板120；
B、新弹性垫板120厚度为D，将其固定粘结到所述轨枕110上后放入所述承轨槽100，所述轨枕110与所述承轨槽100的连接壁之间预留安装间隙d；
C、支撑所述轨枕110，精调所述轨枕110空间位置后固定所述轨枕110，用胶填充所述轨枕110和所述承轨槽100之间的间距，待胶凝固后撤去所述轨枕110支撑，完成维修。
其中，所述弹性垫板120带有凸起121时，如图23所示，所述步骤B中厚度为D的新弹性垫板120包括相互适配的W1和W2两部分，所述W1厚度为D1，所述W2厚度为D2，且D＝D1+D2+d，将所述W1嵌入并粘结于所述侧壁101、所述W2嵌入并粘结于所述轨枕110；所述步骤C中支撑所述轨枕110，精调所述轨枕110空间位置后固定所述轨枕110，用胶填充所述W1和所述W2之间的间距，待胶凝固后撤去所述轨枕110支撑，完成维修。
其中，d为常数，d的作用是保证调整后的所述轨枕110能够适配放入所述承轨槽100中，D1、D2数值根据调整目标和调整量确定，所述安装间隙d的范围为：1mm≤d≤2mm，所述W1的厚度D1等于所述W2的厚度D2。
作为本实施例的一个优选方案，采用表面设有若干个所述凸起121的所述弹性垫板120的轨枕110式减振结构时，切割所述弹性垫板120，在所述轨枕110和所述承轨槽100分离后便于拔出轨枕110。其中，当使用所述复合轨枕110式减振结构时，轨下弹性支撑垫200为橡胶弹性垫板或聚氨酯弹性垫板，轨下弹性支撑垫200失效更换时，将轨枕110从承轨槽100中启出，更换失效的弹性支撑垫200，设置双层结构的新弹性支撑垫200，其中一层连接于承轨槽100，一层连接于轨枕110，并通过粘结两层新弹性支撑垫200使之连接，有效快速修补轨枕110减振结构，同时这种粘结的修补方法原理简单，操作方便快捷，修补后的结构投入使用用时短，修补作用效果好，适合推广；当使用所述复合轨枕110式减振结构时，轨下弹性支撑垫200为气压囊或液压囊，轨下弹性支撑垫200失效后，抽出直接更换。
运用本发明所述的一种轨枕110式减振结构的维修方法，弹性垫板120失效需要更换时，将轨枕110从承轨槽100中启出，更换失效的弹性垫板120，设置双层结构的新弹性垫板120，其中一层连接于承轨槽100，一层连接于轨枕110，并通过粘结两层新弹性垫板120使之连接，有效快速修补轨枕110减振结构，同时这种粘结的修补方法原理简单，操作方便快捷，修补后的结构投入使用用时短，修补作用效果好，适合推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种轨枕式减振结构，包括承轨槽(100)，所述承轨槽(100)用于设置轨枕(110)，其特征在于，所述承轨槽(100)上相对设置的两个侧壁(101)分别与所述承轨槽(100)的槽底(102)构成倾角α和β，且90°＜α≤135°，90°＜β≤135°，两个所述侧壁(101)上分别连接有弹性垫板(120)，两个所述弹性垫板(120)均连接所述轨枕(110)，倾斜的所述侧壁(101)受压支撑所述轨枕(110)，每个所述弹性垫板(120)连接对应所述侧壁(101)和所述轨枕(110)的两个表面上均设有若干个凸起(121)，所有所述凸起(121)均嵌入对应所述侧壁(101)和所述轨枕(110)中，嵌入所述侧壁(101)中的每个所述凸起(121)包括一段弧面一(122)，所有所述弧面一(122)朝向下方，嵌入所述轨枕(110)中的每个所述凸起(121)包括一段弧面二(123)，所有所述弧面二(123)朝向上方，所述轨枕(110)的底面(112)与所述槽底(102)具有间隙(130)，所述间隙(130)满足所述轨枕(110)在所述承轨槽(100)中竖向位移所需的空间。
2.根据权利要求1所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，所述间隙(130)的距离为H，且H≥3mm。
3.根据权利要求1所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，92°≤α≤120°，92°≤β≤120°。
4.根据权利要求1所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，所述α和所述β的值相等。
5.根据权利要求1所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，所述轨枕(110)相对设置的两个侧面(111)分别与所述底面(112)构成倾角γ和δ，且90°＜γ≤135°，90°＜δ≤135°，两个所述侧面(111)分别连接于对应的所述弹性垫板(120)。
6.根据权利要求5所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，92°≤γ≤120°，92°≤δ≤120°。
7.根据权利要求5所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，γ≤α，δ≤β。
8.根据权利要求7所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，两个所述侧面(111)分别平行于对应的所述侧壁(101)。
9.根据权利要求1所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，每个所述凸起(121)上设有至少一个凹槽(124)。
10.根据权利要求1所述的一种轨枕式减振结构，其特征在于，每个所述弹性垫板(120)的横截面为变截面形状。
11.一种复合轨枕式减振结构，包括如权利要求1-10任一所述的轨枕式减振结构，其特征在于，所述间隙(130)的距离为G，且G≥10mm，所述间隙(130)内设有至少一个弹性支撑垫(200)，每个所述弹性支撑垫(200)上表面接触所述底面(112)，每个所述弹性支撑垫(200)下表面接触所述槽底(102)。
12.根据权利要求11所述的一种复合轨枕式减振结构，其特征在于，所述弹性支撑垫(200)包括10-30mm厚的橡胶垫，或者10-50mm厚的气压囊，或者10-50mm厚的液压囊。
13.一种无砟轨道，其特征在于，所述无砟轨道上铺设有道床(300)，所述道床(300)上设有若干个呈阵列分布的如权利要求1-10任一所述的轨枕式减振结构或者如权利要求11-12任一所述的复合轨枕式减振结构，所有所述轨枕(110)连接钢轨。
14.根据权利要求13所述的一种无砟轨道，其特征在于，所有所述承轨槽(100)呈单列分布于所述道床(300)，每个所述承轨槽(100)的两个端部分别设有与所述道床(300)的两侧边缘对应齐平的开口(310)，每个所述承轨槽(100)的横截面沿其纵向呈变截面形状。
15.根据权利要求13所述的一种无砟轨道，其特征在于，所有所述承轨槽(100)呈双列轴对称分布于所述道床(300)，每个所述承轨槽(100)上靠近所述道床(300)边缘的端部设有与所述边缘对应齐平的开口(310)，每个所述承轨槽(100)的横截面沿其纵向呈变截面形状。
16.根据权利要求13所述的一种无砟轨道，其特征在于，所述无砟轨道上铺设有两列分体式道床(300)，每列所述道床(300)上呈单列分布有若干个所述承轨槽(100)，两列所述道床(300)上每相对应的两个所述承轨槽(100)设置一根所述轨枕(110)，每个所述承轨槽(100)朝向另一列所述道床(300)的端部设有与该承轨槽(100)所在的一列所述道床(300)的对应边缘齐平的开口(310)。
17.根据权利要求16所述的一种无砟轨道，其特征在于，每个所述承轨槽(100)的两个端部分别设有与其所在的每列所述道床(300)的两侧边缘对应齐平的开口(310)，每个所述承轨槽(100)的横截面沿其纵向呈变截面形状。
18.根据权利要求13所述的一种无砟轨道，其特征在于，所述无砟轨道上铺设有两列分体式道床(300)，每列所述道床(300)上呈单列分布有若干个所述承轨槽(100)，每个所述承轨槽(100)的两个端部分别设有与其所在的每列所述道床(300)的两侧边缘对应齐平的开口(310)，每个所述承轨槽(100)的横截面沿其纵向呈变截面形状。
19.一种轨枕式减振结构的维修方法，应用如权利要求1-10任一所述的轨枕式减振结构或者如权利要求11-12任一所述的复合轨枕式减振结构，其特征在于，包括以下步骤：
A、弹性垫板(120)带有凸起(121)，在原始厚度为D的弹性垫板(120)发生弹性失效后，分离所述轨枕(110)与所述承轨槽(100)，并去除该弹性垫板(120)，此处原始厚度D仅指弹性垫板(120)板厚，不包括凸起(121)的厚度；
B、新弹性垫板(120)厚度为D，将其固定连接到所述轨枕(110)上后放入所述承轨槽(100)，所述轨枕(110)与所述承轨槽(100)的连接壁之间预留安装间隙d；
C、支撑所述轨枕(110)，精调所述轨枕(110)空间位置后固定所述轨枕(110)，用胶填充所述轨枕(110)和所述承轨槽(100)之间的间距，待胶凝固后撤去所述轨枕(110)支撑，完成维修。
20.根据权利要求19所述的一种轨枕式减振结构的维修方法，其特征在于，所述步骤B中厚度为D的新弹性垫板(120)包括相互适配的W1和W2两部分，所述W1厚度为D1，所述W2厚度为D2，且D＝D1+D2+d，将所述W1嵌入并固定于所述侧壁(101)、所述W2嵌入并固定于所述轨枕(110)；所述步骤C中支撑所述轨枕(110)，精调所述轨枕(110)空间位置后固定所述轨枕(110)，用胶填充所述W1和所述W2之间的间距，待胶凝固后撤去所述轨枕(110)支撑，完成维修，此处厚度D1和D2仅分别指W1和W2的板厚，不包括所述凸起(121)的厚度。
21.根据权利要求19所述的一种轨枕式减振结构的维修方法，其特征在于，所述安装间隙d的范围为：0.5mm≤d≤3mm。
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