CN108442184B - 一种周期性结构地铁减振道床制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周期性结构地铁减振道床制作方法，利用这种减振道床可有效减小地铁列车振动对周边环境的影响。该减振道床是由钢筋连接而成的立方型网状构件，为增加减振效果，立方型网状构件的钢筋外面需要包裹一层树脂层，再将这立方网状构件放到模具中，进行浇注混凝土，这样制作成地铁道床构件，其强度要达到40‑45MPa。这种构件在地铁隧道底部安装后，成为周期性结构地铁减振道床，减振效果达10dB。

Description

一种周期性结构地铁减振道床制作方法

技术领域

本发明属于地铁减振道床材料技术领域，具体涉及一种周期性结构地铁减振道床制作方法。

背景技术

我国地铁建设的历史不长，较西方发达国家相比我们并存在较大差距，目前正处在地铁建设与运营并重的阶段，确保地铁运营安全，既是一项重要的民生工程，也是城市发展绿色经济的战略工程，关系到每个人的出行安全。事实上，由于地铁的动力传输系统——轮轨系统，使得地铁列车振动扰民成为新的投诉问题，地铁列车运营引起的振动通过周围地层向外传播，进一步诱发建筑物的二次振动，对建筑物的结构安全以及居民的工作和日常生活都产生了相当程度的影响。

出现这些问题有其特殊原因，它是由我国的浅埋深地铁特点决定的。我国地铁的埋深大多在15m左右，属于浅埋地铁，浅埋地铁列车运行时产生的振动影响地铁沿线居民的工作和生活，同时由于地表浅层大多为第四系松软土层，地铁列车振动长期作用，致使地铁周边软弱土层的累积变形严重超标，已影响到地铁的安全运营。如果不采取有效措施，振动影响可能带来危害，如上海地铁1号线地铁振动作用导致周边软土产生最大累积沉降接近30cm，年度最大沉降差达到3cm，已严重威胁地铁的安全运营，现在只能限速运营，降低了地铁的运营效率。圣彼得堡地铁1号线“森林”站与“英勇广场”站之间的区间隧道穿越涅瓦河古河道，在施工期间和1975年投入运营后发生了一系列事故，后期隧道衬砌结构渗漏，并大量涌水涌砂，导致地面沉降、隧道变形，结构严重破坏，最终于1995年终止列车运行。

由于城市地铁均贯穿城区商业中心和密集居民小区，振动对沿线周围建筑物居住环境产生的影响不容忽视，并已影响到居民的正常生活与工作。地铁通常采用整体道床结构，为增加轨道的弹性，钢轨扣件采用双弹性垫层设计，即在钢轨和轨枕用之间扣件铁垫板下均设静刚度系数较小的橡胶垫板。虽然目前地铁减振措施已取得一定效果，但长期的振动引起地铁下的地基的累积变变形不断增大，已威胁到地铁的安全运营，并大大增加了运营维护成本。

现有技术中，通常道床采用C35的混凝土浇注，属于刚性道床，对列车振动基本上没有任何衰减作用。地铁工程在一般区间段的基础道床都没有采用任何减振措施，只是在医院、有减振要求的厂房、机关等部位所在区域采用减振设施，如浮置板式道床、弹性短轨枕式整体道床轨道、橡胶垫板等措施进行减振，但这些措施难以达到好的减振隔振效果，振动衰减6-10 dB，使用寿命有限，价格昂贵。

地铁列车振动主要以特定的频率波向外传播，如能找到对这些频率波的衰减材料，就可以实现减振。依据地铁结构形式，在道床材料上做文章就可以达到这一目的。基于固体物理的理论，如采用一种周期性结构材料，并利用周期性结构材料带隙特征，就可以达到减振的效果。固体物理研究表明周期性结构材料的减振隔振原理有别于常规的减振隔振技术。

发明内容

技术问题：本发明为了解决现有地铁减振所采用的刚性道床对列车振动基本上没有任何衰减作用的技术问题，提供一种周期性结构地铁减振道床制作方法，利用这种减振道床可有效减小地铁列车振动对周边环境的影响，有利于提高地铁运营的质量，在地铁建设和运营维护中具有广泛推广应用价值。

技术方案：一种周期性结构地铁减振道床制作方法，包括以下步骤：

步骤1，用螺纹钢制作得到立方形网格，依据减振性能要求设计网格中立方体的边长在60-100mm；

步骤2，在步骤1的立方形网格的钢筋表面浇注一层环氧树脂层，环氧树脂层的厚度为8-12mm，得到立方形网格构件；

步骤3，将步骤2的立方形网格构件置于模具中，浇注混凝土制成减振道床。

进一步地，步骤1中立方形网格的尺寸在60*60*60 mm ~ 100*100*100mm。

进一步地，步骤3中减振道床的预制件强度为40-45MPa。

进一步地，步骤3中在浇注混凝土时，在减振道床预制件的上表面每间隔60-80cm的距离固定安置预埋金属扣槽，该金属扣槽用于后续安装固定地铁枕轨之用。

进一步地，步骤3中制得的减振道床预制件减振效果在10dB。

技术效果：本发明的周期性结构地铁减振道床，是一种周期性结构的复合材料道床，即在混凝土的道床中设置一定间隔距离的小柱体，并形成周期性排列，这样构成周期性结构的复合材料道床。这种周期性结构复合材料具有带隙特征，并且这种带隙特征正好能减小地铁的振动能量，从而达到减振的目的。地铁列车振动引起地铁沿线周边建筑物的振动，干扰居民的正常生活和工作。减振就是要消除地铁列车振动干扰，提高城市居民生活质量和工作效率，提高地铁运营的质量，创建和谐绿色交通，具有非常重要的社会效益和环境效益。

附图说明

图1为实施例1的周期性结构地铁减振道床的周期性结构单元示意图，其中，1为螺纹钢筋、2为环氧树脂层、3为混凝土。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明的周期性结构地铁减振道床，是一种周期性结构的复合材料道床，即在混凝土的道床中设置一定间隔距离的小柱体，并形成周期性排列，这样构成周期性结构的复合材料道床。这种周期性结构复合材料具有带隙特征，并且这种带隙特征正好能减小地铁的振动能量，从而达到减振的目的。

实施例1

具体的操作如下：

1）用18-25mm的螺纹钢制作成立方形钢筋网格，依据减振性能要求进行设计，网格中立方体的边长60-100mm，立方形钢筋网格的尺寸在60*60*60 mm ~ 100*100*100mm。

2）在钢筋网格上的钢筋外面浇注一层环氧树脂层，环氧树脂层的层厚为8-12mm。

3）将这包裹树脂层的钢筋网格立方型构件放置在模具中，浇注混凝土，浇注成强度为40-45MPa的道床预制件，如图1所示，可利于地铁建设的施工和维修；也可现场浇注成复合道床。

4）在浇注混凝土的过程中，在减振道床预制件的上表面每间隔60-80cm的距离固定安置预埋金属扣槽，该金属扣槽用于后续安装固定地铁枕轨之用。

这样就能制作成所需的周期型结构的减振道床预制件，减振效果达10dB。

Claims (5)

1.一种周期性结构地铁减振道床制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，用螺纹钢制作得到立方形网格，依据减振性能要求设计网格中立方形的边长在60-100mm；

步骤2，在步骤1的立方形网格的钢筋表面浇注一层环氧树脂层，环氧树脂层的厚度为8-12mm，得到立方形网格构件；

步骤3，将步骤2的立方形网格构件置于模具中，浇注混凝土制成减振道床。

2.根据权利要求1所述的周期性结构地铁减振道床制作方法，其特征在于：步骤1中立方形网格的尺寸在60*60*60 mm ~ 100*100*100mm。

3.根据权利要求1所述的周期性结构地铁减振道床制作方法，其特征在于：步骤3中减振道床的预制件强度为40-45MPa。

4.根据权利要求1所述的周期性结构地铁减振道床制作方法，其特征在于：步骤3中在浇注混凝土时，在减振道床预制件的上表面每间隔60-80cm的距离固定安置预埋金属扣槽，该金属扣槽用于后续安装固定地铁枕轨之用。

5.根据权利要求1所述的周期性结构地铁减振道床制作方法，其特征在于：步骤3中制得的减振道床预制件减振效果在10dB。