CN107100044A - 一种减振无砟轨道板 - Google Patents

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刘林芽
崔夏冰
雷晓燕
刘全民
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East China Jiaotong University
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise
    • E01B19/003—Means for reducing the development or propagation of noise

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  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

本发明属于轨道交通技术领域，具体说明了一种减振无砟轨道板制作材料及结构形式。减振无砟轨道板的轨道板层采用处理过橡胶颗粒的橡胶混凝土制作，轨枕采用普通混凝土制作。橡胶颗粒的处理方法为：用KH560型偶联剂处理橡胶颗粒表面。橡胶颗粒参入量为：5%等体积取代河砂。采用上述方法制作的减振无砟轨道板的Z向加速度振级明显降低，对环境的振动在大部分频段内振级明显降低，且成本低、制作简单、强度降低不明显、后期维护简单等优点。

Description

一种减振无砟轨道板
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及到一种减振无砟轨道板。
背景技术
轨道交通给大家出行带来了方便，同时也带来了一系列的振动环境问题，事实上国际上已把振动列为七大环境公害之一。这就要求在城市轨道交通建设的过程中，必须严格遵守国家相关环境标准，积极采取减振降噪的措施，努力解决城市轨道交通带来的环境振动问题，争取实现城市轨道交通和人类环境的和谐统一。
目前国内在轨道交通方面有很多减振措施，比如采用减振扣件、钢弹簧浮置板轨道、梯形轨道、阻尼轮对等，但是上述减振措施目前暴露出很多问题，比如减振扣件维护费用较高、浮置板轨道和阻尼轮对会增加钢轨波磨反而会增加环境振动。
橡胶混凝土的研究始于20世纪90年代初，国内外对橡胶混凝土力学性能及动力性能做了大量研究，研究表明与普通混凝土相比，橡胶混凝土具有耐久性能、减振性能、抗冲击性能和隔声性能好等优点。缺点就是抗压和抗折强度明显下降。
发明内容
针对现有轨道交通减振措施的不足，本发明提供了一个制造成本低、结构简单、且后期维护简单的减振无砟轨道板。
针对橡胶混凝土抗压和抗折强度下降的缺点，本发明提出了一种橡胶颗粒预处理方法，采用处理过的橡胶颗粒制成的橡胶混凝土抗压抗折强度降低不明显，但减振性能提升明显。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种减振无砟轨道板，包括：混凝土制作的无砟轨道，所述的无砟轨道板包括轨道板层，所述轨道板层上放置轨枕。
进一步的，所述的轨道板层采用橡胶混凝土制作。
进一步的，所述的轨枕包括短轨枕、长轨枕。
因为橡胶混凝土抗压强度会降低，钢轨和轨道板接触位置也就是轨枕处接触应力会比较大。因此，所述的轨枕材料是由普通混凝土制作。
进一步的，为了提高橡胶混凝土的抗压强度，经过实验筛选，得在下面工况下，橡胶混凝土的抗压强度降低不明显，但减振性能得到提升。
工况：橡胶颗粒直径为2-4mm；用KH560型偶联剂预处理橡胶颗粒表面，再参与混凝土拌和；橡胶颗粒参入量5%等体积取代河砂。
本发明的有益效果：本发明充分利用处理废旧轮胎得出的橡胶颗粒，有利于环境，成本低廉，后期维护简单，减振性能好，施工简单，也可以配合其他减振设施一起使用，且本发明用了表面用KH560型偶联剂处理过的橡胶颗粒的橡胶混凝土，这种橡胶混凝土强度降低不明显，减振性能提升明显。
说明书附图
图1给出了普通混凝土短轨枕无砟轨道板的示意图。
图2给出了短轨枕减振无砟轨道板的示意图。
图3给出了插入损失图。
图中，1-普通混凝土制作的短轨枕；2-普通混凝土制作的轨道板层；3-橡胶混凝土制作的轨道板层。
具体实施方式
实施例1
本实施例做出了一块短轨枕减振无砟轨道板和一块短轨枕普通混凝土无砟轨道板。
两块轨道板几何尺寸为：长5500cm，宽2500cm，厚20cm，每块14个短轨枕。见附图1、附图2。
普通混凝土轨道板按照现有的施工工艺及流程制作。
减振无砟轨道板的施工流程：立模具-绑扎钢筋-称取河砂5%等体积橡胶颗粒（直径为2-4mm）-用KH560型偶联剂处理橡胶颗粒表面-晾干或烘干橡胶颗粒-把晾干或烘干好的橡胶颗粒掺入混凝土集料中拌和-在轨道板层浇筑橡胶混凝土-用普通混凝土浇筑轨枕-养护-拆模。
实施例2
本实施例测试了实施例1中的两块无砟轨道板的减振性能。包括两个减振指标：Z向加速度振级、插入损失。
1.加速度振级采用下式计算得到：
其中，
式中：a0为基准加速度，取a0为10-6m*s-2；
为频域A计权加速度，ci为第i个1/3频段的计权因子；ari为第i个1/3频段中心频率处的振动加速度有效值。
测试得出普通混凝土短轨枕无砟轨道板和短轨枕减振无砟轨道板在轨道板上相同位置测点的Z向加速度振级见下表1。
表1 轨道板上测点Z向加速度振级
由表1可得出，在两块轨道板上相同位置的测点，本发明所述的减振无砟轨道板在8Hz-400Hz各频率段的Z向加速度振级明显下降。
2.为了正确的反映减振无砟轨道板对环境振动的影响，目前工程技术是常采用插入损失Ls评价对环境振动的减振效果，其计算公式如下：
式中：和分别为减振无砟轨道板和普通混凝土无砟轨道板在地面相同位置测点的频域计权加速度。
得出的减振无砟轨道板的插入损失见附图3。
结论分析：
1.减振无砟轨道板的插入损失先增后减，再增再减的趋势；
2.在8-10Hz频段内，插入损失为正值，但是都在3dB以下，且随着距离轨道板的距离越远，插入损失值越小；
3.在10-23Hz频段内，插入损失为负值，表明在这些频段内，减振无砟轨道板防大了地面的振动，其主要原因是，在轨道板层内掺加橡胶颗粒使轨道板-大地系统的弹性有所改变，使系统的某阶固有频率移到该频率附近，导致振动增加；
4.在25-80Hz内，插入损失大于5dB，表明在混凝土中掺加橡胶颗粒减振明显。

Claims (7)

1.一种减振无砟轨道板，其特征在于，包括：混凝土制作的无砟轨道板，所述的无砟轨道板包括轨道板层，所述轨道板层上放置轨枕。
2.根据权利要求1所述的减振无砟轨道板，其特征在于，所述轨道板层采用橡胶混凝土制作。
3.根据权利要求1所述的减振无砟轨道板，起特征在于，所述的轨枕包括短轨枕、长轨枕。
4.根据权利要求1所述的减振无砟轨道板，其特征在于，所述的轨枕材料是由普通混凝土制作。
5.根据权利要求1所述的橡胶混凝土，其特征在于，橡胶颗粒直径为2-4mm。
6.根据权利要求1所述的橡胶混凝土，其特征在于，用KH560型偶联剂预处理橡胶颗粒表面，再参与混凝土拌和。
7.根据权利要求1所述的橡胶混凝土，其特征在于，橡胶颗粒参入量5%等体积取代河砂。
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