CN111576097A - 一种复合型浮置板轨道隔振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型浮置板轨道隔振器，它包括上盖板、弹簧、阻尼器、质量块和外套筒构成的第一部分与调节垫板、橡胶金属弹簧、内套筒、限位芯轴和底座板构成的第二部分；在列车经过时，第一部分的弹簧、阻尼器和质量块构成调谐质量阻尼器，控制低频振动，抑制浮置板结构在固有频率附近振动放大的不利影响；第二部分采用橡胶金属弹簧，起到有效减振和支撑浮置板道床的作用；该减振器结构简单，调谐质量阻尼器置于密闭腔室中，安装、更换方便，解决了现有浮置板轨道对低频控制不足、隔振元件更换困难的问题，经济性好，减振效果好。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通的振动及噪声控制领域，尤其涉及一种复合型浮置板轨道隔振器。
背景技术
目前，城市轨道交通的浮置板轨道结构主要采用钢弹簧隔振器和橡胶隔振器，橡胶浮置板轨道结构隔振频率窄，横向刚度低，不能满足道床的横向稳定性要求；橡胶支撑块隐藏于浮置板下面，很难调平、检修和更换；对橡胶材料和工艺要求高，易老化，更换橡胶支撑块对列车运营和市民的出行影响较大，加大了后期养护维修的成本。
钢弹簧浮置板轨道结构的第一阶固有频率在10 Hz附近，理论上可以衰减14 Hz以上的低频振动成分，对于精密仪器等要求隔离的频率为5~15 Hz的振动成分不能衰减，并且由于激振频率在固有频率附近产生共振，反而会放大该频率范围内的振动成分，使建筑物结构产生疲劳损伤、沿线精密仪器仪表的工作精度受损失以及电气部件的工作失灵，影响周围人员的生产和生活，通常采用的方式是，增大轨道结构的质量或降低轨道结构的刚度；但是由于铁路对建筑结构的界限有明确的规范要求，所以增大轨道结构质量的效果十分有限；而减小轨道结构的刚度又会增大轨道结构的位移，影响行车安全。
发明内容
为了克服背景技术所述的问题，本发明提供一种复合型浮置板轨道隔振器，第一部分利用在上盖板、外套筒和混凝土浮置板之间预留空间设置调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器由弹簧、阻尼器和质量块构成，合理设计刚度和阻尼参数，可以控制低频振动，抑制浮置板结构在固有频率附近振动放大的不利影响；还可以布置控制不同频段的调谐质量阻尼器，对不同地段的敏感振动频率实现针对性治理，减振的频率范围宽，减振效果好；调节垫板、橡胶金属弹簧、内套筒、限位芯轴和底座板构成第二部分，橡胶金属弹簧起到减振和支撑的作用，限位芯轴增加系统横向稳定性和安全性，方便维修和更换，减振效果好。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
一种复合型浮置板轨道隔振器，它包括上盖板、弹簧、阻尼器、质量块和外套筒构成的第一部分，调节垫板、橡胶金属弹簧、内套筒、限位芯轴和底座板构成的第二部分，外套筒与混凝土浮置板浇筑在一起。所述第一部分是由上盖板、外套筒与混凝土浮置板形成密闭腔室，弹簧、阻尼器和质量块设置于腔室内；所述第二部分是底座板上设置限位芯轴，橡胶金属弹簧放置在内套筒和限位芯轴中间，调节垫板位于橡胶金属弹簧上方。
作为优选的设计方案，所述的外套筒上焊接螺纹钢筋。
作为优选的设计方案，所述的上盖板与外套筒为螺纹连接。
作为优选的设计方案，所述的弹簧为拉伸弹簧，拉伸弹簧和阻尼器的上端与上盖板相连，下端与质量块相连；作为优选的设计方案，所述的弹簧为压缩弹簧，压缩弹簧和阻尼器的下端与外套筒底部相连，上端与质量块相连。
作为优选的设计方案，所述的质量块为铸铁或密度更大的材料。
作为优选的设计方案，所述的橡胶金属弹簧与接触的调节垫板经过硫化为为一整体。
作为优选的设计方案，所述的限位芯轴焊接固定于底座板的中部。
作为优选的设计方案，调节垫板为不同厚度的钢板垫片。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：（1）第一部分的调谐质量阻尼器通过设计刚度和阻尼参数，便可使轨道结构在固有频率段上实现质量块与浮置板的振动相位相反，减小浮置板结构低频振动成分的作用，抑制浮置板结构在固有频率附近振动放大的不利影响；还可以布置控制不同频段的调谐质量阻尼器，对不同地段的敏感振动频率实现针对性治理，减振的频率范围宽，减振效果好。
（2）上盖板、外套筒与混凝土浮置板形成的密闭腔室，元件使用寿命长；外套筒和上盖板之间为螺纹连接，可以自由拆装，方便更换内部调谐质量阻尼器元件，结构合理。
（3）不同厚度的调节垫板解决了浮置板在不同地区的不均匀沉降以及施工等造成的不平顺问题，安装也极为方便。
该复合型浮置板轨道隔振器具有隔离振动、使用寿命长、方便更换等优点；特别对于低频振动和某些敏感频率具有良好效果，结构简单，易于实施，可广泛应用于城市轨道交通中特殊减振地段。
附图说明
图1是本发明提供的一种复合型浮置板轨道隔振器的结构原理示意图之一。
图2是本发明提供的一种复合型浮置板轨道隔振器的结构原理示意图之二。
图3是本发明提供的一种复合型浮置板轨道隔振器的结构俯视图。
图4是本发明提供的一种复合型浮置板轨道隔振器安装在轨道上的结构横断面图。
图5是本发明提供的一种复合型浮置板轨道隔振器安装在轨道上的结构俯视图。
图中1为钢轨，2为扣件，3为混凝土浮置板，4为隔振器，411为上盖板，412为弹簧，413为阻尼器，414为质量块，415为外套筒， 421为调节垫板，422为橡胶金属弹簧，423为内套筒，424限位芯轴，425为底座板，5为橡胶止水条，6为横向限位器，7为排水沟，8为混凝土基础，9为盾构管片。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如附图1-3所示，本实例采用的一种复合型浮置板轨道隔振器，包括两部分构成，第一部分由上盖板411，外套筒415与混凝土浮置板3形成密闭腔室，腔室内设置调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器由弹簧412、阻尼器413和质量块414构成，合理设计刚度和阻尼参数，可以控制低频振动，抑制浮置板结构在固有频率附近振动放大的不利影响；密闭腔室可以有效隔绝调谐质量阻尼器元件与空气和水的接触，提高了使用寿命，且上盖板411易于打开，方便更换调谐质量阻尼器元件，线路上同时布置控制不同频段的调谐质量阻尼器，可以对不同地段的一些敏感振动频率实现针对性治理，减振的频率范围宽，减振效果好。
同时，第二部分由调节垫板421、橡胶金属弹簧422，内套筒423，限位芯轴424及底座板425构成；其中橡胶金属弹簧422安装在底座板425和调节垫板421之间，橡胶金属弹簧422的一端与接触的调节垫板421硫化为一体，橡胶金属弹簧422围绕在限位芯轴424周围；调节垫板421为不同厚度的三角垫板，穿过外套筒415预留开口扣压在橡胶金属弹簧422上，保证混凝土浮置板3的整体高度一致；限位芯轴424焊接固定在底座板425上；其结构简单紧凑，橡胶金属弹簧422可拆卸，可以方便且快速对出现问题的橡胶金属弹簧422进行更换，节约时间，提高维修效率。
在附图2中，和附图1的区别在于弹簧412和阻尼器413放置在密闭腔间的底部，此时弹簧412采用压缩弹簧，质量块414被弹簧412和阻尼器413支撑。
如图4-5所示，施工时，盾构管片9内部先铺设防水层，然后浇筑混凝土基础8，预留排水沟7，将底座板425和内套筒423固定在混凝土基础8上，限位芯轴424安装在底座板425中部，外套筒415与混凝土浮置板3采用预制的方式铺设在线路上，外套筒415上设置螺纹钢筋增强连接的牢固性；然后，安装橡胶金属弹簧422和调节垫板421，实现混凝土浮置板3顶升；最后，将弹簧412、阻尼器413和质量块414放入外套筒415和混凝土浮置板3之间的预留空间，盖上上盖板411，完成安装。
钢轨1通过扣件2固定在混凝土浮置板3上，隔振器4嵌入混凝土浮置板3内，在混凝土浮置板3两侧设置橡胶止水带5，橡胶止水带5与盾构管片9之间设置横向限位装置6，隔振器4下部为混凝土基础8，混凝土基础8中间位置设置排水沟7。
本发明的工作原理如下：在城市轨道交通经过时，会引起混凝土浮置板3的振动，隔振器4会随之产生竖向振动，隔振器4第一部分发挥作用，由弹簧412、阻尼器413和质量块414构成的调谐质量阻尼器，使轨道结构在固有频率段上实现质量块414与混凝土浮置板3的振动相位相反，并通过阻尼器413来消耗能量，减小浮置板结构低频振动成分的作用，降低了能量向混凝土基础8的传递，也降低了对周围环境的影响；第二部分主要是由橡胶金属弹簧422起到隔振与支撑的作用，限位芯轴424增加了系统横向稳定性和安全性，调节垫板421可以用于调整轨道结构的不均匀下沉。本装置结构简单，拆装方便，经济性好，减振效果好。
应当理解，以上所述只是用图解说明本发明一种复合型浮置板轨道隔振器的一些原理，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，故在不脱离本发明的范围，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 (8)
1.一种复合型浮置板轨道隔振器，包括上盖板（411）、弹簧（412）、阻尼器（413）、质量块（414）和外套筒（415）构成的第一部分，调节垫板（421）、橡胶金属弹簧（422）、内套筒（423）、限位芯轴（424）和底座板（425）构成的第二部分，外套筒（415）与混凝土浮置板（3）浇筑在一起；
所述第一部分是由上盖板（411）、外套筒（415）与混凝土浮置板（3）形成密闭腔室，弹簧（412）、阻尼器（413）和质量块（414）设置于腔室内；
所述第二部分是底座板（425）上设置限位芯轴（424），橡胶金属弹簧（422）放置在内套筒（423）和限位芯轴（424）中间，调节垫板（421）位于橡胶金属弹簧（422）上方。
2.根据权利要求1所述的一种复合型浮置板轨道隔振器，其特征在于：所述上盖板（411）与外套筒（415）为螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种复合型浮置板轨道隔振器，其特征在于：所述弹簧（412）与阻尼器（413）沿环向隔180度放置。
4.根据权利要求1所述的一种复合型浮置板轨道隔振器，其特征在于：所述质量块（414）和弹簧（412）与阻尼器（413）为螺栓连接，质量块（414）为一定厚度的圆环结构。
5.根据权利要求1所述的一种复合型浮置板轨道隔振器，其特征在于：所述外套筒（415）外部焊接螺纹钢筋与混凝土浮置板（3）浇筑在一起。
6.根据权利要求1所述的一种复合型浮置板轨道隔振器，其特征在于：所述调节垫板（421）为不同厚度的三角垫板，且垫板上表面中部设置圆形凸起，下表面中部设置同样大小的凹槽。
7.根据权利要求1所述的一种复合型浮置板轨道隔振器，其特征在于：所述橡胶金属弹簧（422）与接触的调节垫板（421）与硫化为一体。
8.根据权利要求1所述的一种复合型浮置板轨道隔振器，其特征在于：所述底座板（425）、内套筒（423）和限位芯轴（424）焊接在一起。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |