CN108442185A - 一种减振隔振带宽调控的复合道床及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减振隔振带宽调控的复合道床及其制作方法，包括：三层结构，其中，第一层为普通混凝土层，强度C35‑40MPa，厚度h1；第二层为轻质混凝土层，强度C35‑40MPa，厚度h2；第三层为普通混凝土层，强度C35‑40MPa，厚度h3；h1 +h2+h3=30cm，在该总厚度范围内，通过增加第一层和第二层的厚度、减小第三层厚度，提高减振隔振的效果，制得的减振道床预制件减振效果在10‑16dB。

Description

一种减振隔振带宽调控的复合道床及其制作方法
技术领域
本发明公开了一种减振隔振带宽调控的复合道床及其制 作方法，它通过不同结构层的组合，实现地铁减振隔振带宽 的调控，克服了现有地铁减振隔振产品的不足。
背景技术
随着我国地铁建设速度的加快、运营里程的不断加大， 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， 有的城市地铁运营中已出现了不少安全隐患与危害，如运营 累积沉降、差异沉降严重超标后停运检修，地铁列车振动使 衬砌结构出现渗水漏泥危害加剧，甚至出现周边土体与衬砌 脱空等问题，严重威胁到城市轨道交通运营安全，这是轨道 交通建设中必须面临的挑战。另外，地铁列车振动扰民也是 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。
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，甚至产生危害，如某市地铁最大累积 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。
近年来，我国地铁运输系统迅猛发展，有近40个城市开 始或计划修建地铁或轻轨。由于城市地铁均贯穿城区商业中 心和密集居民小区，对沿线周围建筑物居住环境产生的影响 不容忽视。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，但长期的周期振 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。
现有的地铁道床采用C30-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6-10dB，使用寿命有限，价格昂贵。
发明内容
技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提 供一种减振隔振道床的耐久性轻质混凝土制作方法，采用发 泡聚苯乙烯(EPS)颗粒的轻质混凝土，具有明显的减振隔振 效果。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提供了一种 减振隔振带宽调控的复合道床，由多层结构组成，通过人工 构成周期介质层，再通过调控上下两层混凝土层与中间轻质 混凝土层的厚度，进而获得不同的带隙宽度，增加减振隔振 的效果，试验表明适当增加第一层混凝土层和第二层轻质混 凝土层的厚度、减小第三层混凝土层厚度，较之于传统的一 体式普通混凝土道床，对减振更为有利。
减振隔振带宽调控的复合道床，包括：三层结构，其中，
第一层(上层)为普通混凝土层，强度C35-40MPa，厚 度h1；
第二层(中间层)为轻质混凝土层，强度C35-40MPa， 厚度h2；第二层是轻质混凝土层，选用粒径为1-2cm的均匀 石子作为骨料，石子粒为新鲜的玄武岩，掺加EPS颗粒(粒 径1-2mm，密度12-15kg/m3)，再与水泥、砂子拌和制作 成轻质混凝土。由于EPS颗粒为憎水性材料，为确保轻质混 凝土的EPS颗粒能与水泥浆充分相容，拌和时添加羟乙基纤 维素，添加量为水泥重量的0.6-1.0％。
第三层(下层)为普通混凝土层，强度C35-40MPa，厚 度h3；
三层之和的厚度固定为30cm，即h1+h2+h3＝30cm， 在该总厚度范围内，通过增加第一层和第二层的厚度、减小 第三层厚度，可得到不同的带隙宽度，增加减振隔振的效果。
浇筑流程：从底层依次浇筑各层混凝土，然后在道床预 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。
有益效果：本发明提供的减振隔振道床，减振效果在 10-16dB，能够有效地阻隔和减小列车振动的能量传递到地 铁的衬砌结构，并由衬砌结构传到周边的地基土体中，减小对地表的建筑物和地铁地基产生附加振动或引发二次振动的 影响。
附图说明
图1是实施例1所示减振隔振带宽调控的复合道床的示 意图，其中1：普通混凝土层；2：轻质混凝土层；3：普通 混凝土层。
图2是实施例1-4的减震效果图，可见，适当增加第一 层和第二层的厚度、减小第三层厚度，可得到不同的带隙宽 度，增加减振隔振的效果，图2中的普通道床是一体式的混凝土层，未分层布置。
具体实施方式
参照图1所示，减振隔振带宽调控的复合道床，为三层 结构，其中，第一层为普通混凝土层，强度C35-40MPa，厚 度h1；
第二层(中间层)为轻质混凝土层，强度C35-40MPa， 厚度h2；
第三层(下层)为普通混凝土层，强度C35-40MPa，厚 度h3；三层之和的厚度固定为30cm，即h1+h2+h3＝30cm。
实施例1-4的减振隔振带宽调控的复合道床结构布置见 表1所示：
表1
实施例1-4的第二层是轻质混凝土层，选用粒径为 1-2cm的均匀石子(新鲜的玄武岩)作为骨料，掺加EPS颗 粒(粒径1-2mm，密度12-15kg/m3)，再与水泥、砂子拌 和制作成轻质混凝土。由于EPS颗粒为憎水性材料，为确保 轻质混凝土的EPS颗粒能与水泥浆充分相容，拌和时添加羟 乙基纤维素，添加量见表1所示。
浇筑流程：(1)将拌和好的混凝土倒入模具里，按预先 设计好的厚度h3浇筑下层混凝土；
(2)再将拌和好的轻质混凝土倒入模具中，浇筑中间层 的轻质混凝土；
(3)最后将拌和好的混凝土倒入模具里，浇筑第一层混 凝土；
(4)、复合道床配筋的配筋率要满足地铁杂散电流控制 要求；在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。

Claims (5)

1.减振隔振带宽调控的复合道床，其特征在于,包括：三层结构，其中，
第一层为普通混凝土层，强度C35-40MPa，厚度h1；
第二层为轻质混凝土层，强度C35-40MPa，厚度h2；
第三层为普通混凝土层，强度C35-40MPa，厚度h3；
h1 +h2+h3 =30cm，在该总厚度范围内，通过增加第一层和第二层的厚度、减小第三层厚度，提高减振隔振的效果，制得的减振道床预制件减振效果在10-16dB。
2.权利要求1所述的减振隔振带宽调控的复合道床，其特征在于，第二层的轻质混凝土层，选用粒径为1-2cm的均匀石子作为骨料，掺加EPS颗粒，再与水泥、砂子拌和制作成轻质混凝土。
3.权利要求2所述的减振隔振带宽调控的复合道床，其特征在于,还添加了羟乙基纤维素，添加量为水泥重量的0.6-1.0%。
4.权利要求2所述的减振隔振带宽调控的复合道床，其特征在于,EPS颗粒的粒径1-2mm，密度12-15kg/m3。
5.权利要求2所述的减振隔振带宽调控的复合道床的制作方法，其特征在于,是从底层依次浇筑各层混凝土，然后在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，用于后续安装固定地铁枕轨之用。
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