CN115928511A - 一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构 - Google Patents

Abstract

一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其设置在圆形断面隧道或矩形断面隧道车站，包括从下至上依次设置的底座板、减振垫、减振轨道结构、扣件、钢轨；底座板中部预留纵向的道床槽，其中心预留中心水沟与道床槽连通；减振垫沿道床槽内底面槽面、侧面槽面铺设，其为橡胶弹性体材料复合层；减振轨道结构是采用钢桁架4连接的双块式轨枕3埋入浮置道床板内构成一体连接的结构；减振轨道结构嵌入在道床槽内并被透明塑料层与减振垫隔开且顶部露出道床槽外，相邻两段减振轨道结构之间横向设置一对限位挡台限位，钢轨通过扣件连接在双块式轨枕上。本发明减振效果达到的理论Z振级相对插入损失可达12～16dB。

Description

一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构

技术领域

本发明涉及一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构

背景技术

为实现轨道线网交汇和城市集约化建设，以“站城一体”、“站城融合”为发展理念的地下综合交通枢纽应运而生。列车在商业开发地块范围以中低速穿行，轮轨激励振动会直接作用于建筑结构并在其中传播。如果处理不当，未来高强度的铁路运输(城际铁路、地铁)会给该区域带来严峻的建筑环境振动和结构噪声问题。

减振轨道结构减振效果与车辆制式、列车速度、线路条件、轨道状态、减振轨道型式密切相关，由于站城一体化项目的特点，地上城市综合体密集且靠近铁路线路、甚至和车站结构共用基础，传统减振轨道结构减振效果完全无法满足不同建筑形态的多种需求，急需研发适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构。

发明内容

本发明提供一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其目的是克服传统减振轨道结构减振效果无法满足站城一体化开发项目不同建筑形态的多种需求的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其设置在圆形断面隧道或矩形断面隧道车站，其特征在于，包括从下至上依次设置的底座板7、减振垫6、减振轨道结构、扣件2、钢轨1；

所述底座板7为C30钢筋混凝土现浇结构，其在圆形断面或矩形断面的隧道内沿隧道底面铺设，并在所述底座板7中部预留纵向的道床槽71，所述底座板中心处在所述道床槽下部预留纵向的中心水沟8与所述道床槽连通；

所述减振垫6为核心减振部件，沿所述道床槽71内底面槽面、侧面槽面铺设，其为橡胶弹性体材料复合层，其从上至下依次由覆盖层、设有夹层的编织层及阻尼层三部分复合构成；所述减振垫沿所述道床槽长度方向设置为多条连续铺设，并覆盖道床槽的底面槽面、侧面槽面构成减振垫层，相邻每条所述减振垫之间用连接带连接；在所述减振垫层上铺设厚度不小于1mm的透明塑料层；

所述减振轨道结构，是采用钢桁架4连接的双块式轨枕3埋入浮置道床板5内构成一体连接的减振轨道结构；所述减振轨道结构嵌入在所述道床槽71内并被所述透明塑料层与所述减振垫隔开且顶部露出道床槽外，并被所述道床槽71侧面槽面限位；所述减振轨道结构沿所述道床槽长度方向设置为多段连续铺设对接；

相邻两段所述减振轨道结构之间横向设置一对限位挡台9限位，并分别位于所述中心水沟8两侧，所述限位挡台为矩形混凝土挡块，并设置在相邻两段所述浮置道床板衔接处设置的豁槽内，所述限位挡台通过预埋钢筋92与所述底座板浇筑一体连接；所述限位挡台上方设置钢盖板91盖在所述浮置道床板5豁槽口部上，并兼做水沟检查井；

所述钢轨1通过扣件2连接在双块式轨枕上。

所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，所述浮置道床板5是采用C40钢筋混凝土现浇在所述底座板7的所述透明塑料层上，采用架轨施工法架设所述钢桁架4及两端双块式轨枕3，使所述钢桁架、及双块式轨枕埋入所述浮置道床板浇筑为一体连接结构；所述浮置道床板顶面向中线处设0.5％横坡；所述双块式轨枕为混凝土强度C60的预制轨枕。

所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，所述减振垫6的覆盖层61为耐磨硫化橡胶层，所述的设有夹层的编织层62为两层橡胶增强合成纤维层621中间夹有耐磨丁苯橡胶夹层622的复合层，所述的阻尼层63为阻尼减振橡胶层；所述的阻尼层为在表层垫片632底面均布若干个一体成型的减振凸点631，所述的减振垫铺设刚度为0.030N/m3，阻尼比0.4；所述减振垫在侧面槽面内用Z型弹性橡胶密封条64固定、底面槽面通过铆钉固定。

所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，所述的透明塑料层为聚乙烯材料层。

所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，铁路的曲线段超高设置在所述底座板上。

一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道施工方法，包括所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，包括以下施工步骤：

(1)对圆形断面隧道或矩形断面隧道结构底板基底面进行凿毛处理，并对凿除完地段底板采用高压风吹扫，在洞体结构上弹出底座板7高度线后进行浇注，

(2)底座板7采用C30钢筋混凝土现浇，置于结构底板之上，底座板中部设中心水沟做排水之用，为了保证减振垫的使用效果，凹型混凝土底座板表面平整，表面平整度为5mm/m，

(3)隔离式减振垫采取浮置道床板底部、侧面满铺形式铺设，切割合理长度的隔离式减振垫条整齐合理的铺设在混凝土底座板上，减振垫条之间缝隙宽度小于等于1cm，整体道床减振垫铺设完成后两边用Z型弹性橡胶密封条固定，为保证减振效果，减振垫铺设刚度为0.030N/m3，阻尼比0.4；在减振垫上铺设透明塑料层；

(4)采用架设“轨排”施工法浇筑浮置道床板，将60kg/m铁路标准钢轨、WJ-8型扣件及带钢桁架的双块式轨枕在铺轨基地拼装组成轨排，采用基地龙门吊将轨排吊装至轨道平板车上，由轨道车推送平板车至现场后；现场用铺轨龙门吊采取标号C40混凝土进行浮置道床板浇注，双块式轨枕承轨台顶面高于道床板面；道床板顶面向中线处设0.5％横坡；浮置道床板板与板之间设置限位挡台，顶部设置钢盖板，同时兼做水沟检查井使用。

本发明减振达到的理论Z振级相对插入损失12～16dB。

所述减振垫为核心减振部件，主要通过下部阻尼层提供弹性。减振垫待底座板混凝土强度达到设计强度70％以上、混凝土表面清理干净后，即可铺设。减振垫之间用连接带连接牢固，减振垫上铺设厚度不小于1mm的透明塑料层如聚乙烯等，以防止浇筑浮置道床板时新混凝土和下部道床基底粘结在一起。

浮置道床板采用C40钢筋混凝土现浇，道床基底每隔5.95m设置一对限位挡台，板与板之间设置限位挡台，顶部设置钢盖板，同时兼做水沟检查井使用。浮置道床板内浇筑双块式轨枕。

双块式无砟轨道是由钢桁架连接的C60双块式轨枕、C40混凝土浮置道床板组成。采用钢桁架连接的双块式轨枕埋入道床内，保证轨枕与现浇混凝土道床之间的有效结合。本发明采用WJ-8型国铁标准扣件，扣件节点的垂直静刚度40～60kN/mm，采用60kg/m铁路标准钢轨。

本发明的有益效果：

本发明利用质量-弹簧-阻尼系统的振动特性，将减振垫减振轨道结构简化为单自由度振动系统，参振质量假定为浮置道床板轨道、双块式轨枕和对应长度钢轨的总质量，系统刚度取板下减振垫动刚度，系统阻尼取减振垫的材料阻尼，对系统动力特性进行了分析，本发明减振效果达到的理论Z振级相对插入损失(是指在其他条件相同的情况下，使用减振措施相对于普通轨道形式在隧道壁源强测点处最大Z振级之间的差值)可达12～16dB。

与常规减振轨道结构相比，该发明设计浮置道床板置于凹型混凝土底座板内部，道床板“包裹于”隔离式减振垫内部，增大了致振体与减振垫的接触面积，从而提升了减振效果。另外由于浮置道床板置于凹型混凝土底座板内部，使得道床板参振质量增加，理论分析表明可提升约2dB的减振效果。通过改变减振轨道结构的参振质量，有效提高了减振轨道结构的隔振频率范围，减振频段主要在1-12.5Hz和25Hz以后，且高频范围内减振效果最为明显。

从保证轨道稳定性、减少钢轨异常波磨角度出发，采用WJ-8型国铁标准有螺栓扣件，增强轨道横向稳定性，扣件节点的垂直静刚度提高至40～60kN/mm。

从保证减振效果出发，达到质量-弹簧-阻尼系统参数最优匹配，减振垫铺设刚度为0.030N/m³，阻尼比0.4。

附图说明

图1是车站圆形断面隧道内本发明高等级减振轨道结构示意图，

图2是车站圆形断面隧道内本发明的限位挡台结构示意图，

图3是车站矩形断面隧道内本发明高等级减振轨道结构示意图，

图4是车站矩形断面隧道内本发明的限位挡台结构示意图，

图5是本发明的平面布置结构示意图；

图6是本发明的减振垫断面结构示意图；

图7是本发明的减振垫底面结构示意图；

图8是本发明的Z型弹性橡胶密封条固定结构示意图；

附图编号说明：

钢轨1、扣件2、双块式轨枕3、钢桁架4、道床板5、减振垫6、覆盖层61、设有夹层的编织层62、橡胶增强合成纤维层621、耐磨丁苯橡胶夹层622、阻尼层63、表层垫片632、减振凸点631、Z型弹性橡胶密封条64、底座板7、道床槽71、中心水沟8、限位挡台9、钢盖板91、预埋钢筋92。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

参见图1、3、5所示，本发明的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其设置在圆形断面隧道或矩形断面隧道车站，包括从下至上依次设置的底座板7、减振垫6、减振轨道结构、扣件2、钢轨1；

所述底座板7为C30钢筋混凝土现浇结构，其在圆形断面或矩形断面的隧道内沿隧道底面铺设，并在所述底座板7中部预留纵向的道床槽71，所述底座板中心处在所述道床槽下部预留纵向的中心水沟8与所述道床槽连通；

所述减振垫6为核心减振部件，沿所述道床槽71内底面槽面、侧面槽面铺设，其为橡胶弹性体材料复合层，其从上至下依次由覆盖层、设有夹层的编织层及阻尼层三部分复合构成；所述减振垫沿所述道床槽长度方向设置为多条连续铺设，并覆盖道床槽的底面槽面、侧面槽面构成减振垫层，相邻每条所述减振垫之间用连接带连接；在所述减振垫层上铺设厚度不小于1mm的透明塑料层；

所述减振轨道结构，是采用钢桁架4连接的双块式轨枕3埋入浮置道床板5内构成一体连接的减振轨道结构；所述减振轨道结构嵌入在所述道床槽71内并被所述透明塑料层与所述减振垫隔开且顶部露出道床槽外，并被所述道床槽71侧面槽面限位；所述减振轨道结构沿所述道床槽长度方向设置为多段连续铺设对接；

参见图2、4、5所示，相邻两段所述减振轨道结构之间横向设置一对限位挡台9限位，并分别位于所述中心水沟8两侧，所述限位挡台为矩形混凝土挡块，并设置在相邻两段所述浮置道床板衔接处设置的豁槽内，所述限位挡台通过预埋钢筋92与所述底座板浇筑一体连接；所述限位挡台上方设置钢盖板91盖在所述浮置道床板5豁槽口部上，并兼做水沟检查井；

所述钢轨1通过扣件2连接在双块式轨枕上。

参见图1、3所示，所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，所述浮置道床板5是采用C40钢筋混凝土现浇在所述底座板7的所述透明塑料层上，采用架轨施工法架设所述钢桁架4及两端双块式轨枕3，使所述钢桁架、及双块式轨枕埋入所述浮置道床板浇筑为一体连接结构；所述浮置道床板顶面向中线处设0.5％横坡；所述双块式轨枕为混凝土强度C60的预制轨枕。

参见图6所示，所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，所述减振垫6的覆盖层61为耐磨硫化橡胶层，所述的设有夹层的编织层62为两层橡胶增强合成纤维层621中间夹有耐磨丁苯橡胶夹层622的复合层，所述的阻尼层63为阻尼减振橡胶层；所述的阻尼层为在表层垫片632底面均布若干个一体成型的减振凸点631，所述的减振垫铺设刚度为0.030N/m³，阻尼比0.4；所述减振垫在侧面槽面内用Z型弹性橡胶密封条64固定、底面槽面通过铆钉固定。通过下部阻尼层提供主要弹性。减振凸点631优选上大下小的圆台形结构。

所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，所述的透明塑料层为聚乙烯材料层。以防止浇筑浮置道床板时新混凝土和下部所述底座板粘结在一起。

所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，铁路的曲线段超高设置在所述底座板上。

本发明的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道施工方法，包括所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其中，包括以下施工步骤：

(1)对圆形断面隧道或矩形断面隧道结构底板基底面进行凿毛处理，并对凿除完地段底板采用高压风吹扫，在洞体结构上弹出底座板7高度线后进行浇注，

(2)底座板7采用C30钢筋混凝土现浇，置于结构底板之上，底座板中部设中心水沟做排水之用，为了保证减振垫的使用效果，凹型混凝土底座板表面平整，表面平整度为5mm/m，圆形断面隧道凹型底座板尺寸宽度×厚度为2900×320mm、矩形断面车站凹型底座板尺寸宽度×厚度为2900×120mm(这个厚度是指槽底厚度)；

(3)隔离式减振垫采取浮置道床板底部、侧面满铺形式铺设，厚度30mm，切割合理长度的隔离式减振垫条整齐合理的铺设在混凝土底座板上，减振垫条之间缝隙宽度小于等于1cm，整体道床减振垫铺设完成后两边用Z型弹性橡胶密封条固定，为保证减振效果，减振垫铺设刚度为0.030N/m3，阻尼比0.4；在减振垫上铺设透明塑料层；

(4)采用架设“轨排”施工法浇筑浮置道床板，将60kg/m铁路标准钢轨、WJ-8型扣件及带钢桁架的双块式轨枕，在铺轨基地拼装组成轨排，采用基地龙门吊将轨排吊装至轨道平板车上，由轨道车推送平板车至现场后；现场用铺轨龙门吊采取标号C40混凝土进行浮置道床板浇注，双块式轨枕承轨台顶面高于道床板面38mm；道床板顶面向中线处设0.5％横坡；浮置道床板宽2.5m，长度5.95m，厚度400mm，板与板之间设置限位挡台，顶部设置钢盖板，同时兼做水沟检查井使用。

实施例

本发明提供一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，如图1-图8所示，包括60kg/m钢轨1，WJ-8型扣件2置于60kg/m钢轨1下方，标准工作状态下可提供不低于18kN的扣压力，以及40～60kN/mm的弹性支撑，双块式轨枕3是由钢桁架连接的混凝土强度C60的预制轨枕，置于WJ-8型扣件2下方，承轨槽顶面高于浮置道床板5道床面不低于38mm，浮置道床板5待减振垫6铺设完成后采用C40钢筋混凝土现浇，减振垫6为橡胶弹性体材料，减振垫采用铆钉固定于混凝土底座板6之上，混凝土底座板采用C30钢筋混凝土现浇，置于结构底板之上，底座板中部设中心水沟做排水之用。

本发明施工前，应对结构底板基底面进行凿毛处理，对凿除的砼渣清扫装袋外运，并对凿除完地段底板采用高压风吹扫，在洞体结构上弹出混凝土底座板高度线后进行浇注，为了保证减振垫的使用效果，凹型混凝土底座板表面平整，表面平整度5mm/m，圆形断面隧道凹型底座板尺寸宽度×厚度为2900×320mm、矩形断面车站凹型底座板尺寸宽度×厚度为2900×120mm。

铺设减振垫厚度30mm，采取浮置道床板底部、侧面满铺形式铺设，切割合理长度的减振垫条整齐合理的铺设在混凝土底座板、侧面上，减振垫条之间缝隙宽度小于等于1cm，整体道床减振垫铺设完成后两边用Z型封边条固定，为保证减振效果，减振垫铺设刚度为0.030N/m³，阻尼比0.4。

混凝土底座板采用C30钢筋混凝土现浇，中部设300×100mm中心水沟，水沟上方可设置水沟盖板，宽度400mm。底座板每隔11.9m设置道床伸缩缝一处，伸缩缝以20mm厚沥青木板形成，在结构沉降缝处也应设置道床伸缩缝，沥青木板顶部30mm范围内用沥青麻筋封顶。底座板基底每隔5.95m设置一对限位挡台，限位挡台为预制结构，挡台通过预埋钢筋与基底连接，限位挡台位置应与基底伸缩缝间隔2.975m以上。混凝土底座板施工表面平整度不大于3mm。

浮置道床板采用架设“轨排”施工法，将60kg/m铁路标准钢轨、WJ-8型扣件及带钢桁架连接的双块式轨枕在铺轨基地拼装组成轨排，采用基地龙门吊将轨排吊装至轨道平板车上，由轨道车推送平板车至现场后；现场用铺轨龙门吊采取标号C40混凝土进行浮置道床板浇注，双块式轨枕承轨台顶面高于道床面38mm。道床板顶面向中线处设0.5％横坡。浮置道床板宽2.5m，长度5.95m，厚度400mm，板与板之间设置限位挡台，顶部设置钢盖板，同时兼做水沟检查井使用。

Claims (6)

1.一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其设置在圆形断面隧道或矩形断面隧道车站，其特征在于，包括从下至上依次设置的底座板(7)、减振垫(6)、减振轨道结构、扣件(2)、钢轨(1)；

所述底座板(7)为C30钢筋混凝土现浇结构，其在圆形断面或矩形断面的隧道内沿隧道底面铺设，并在所述底座板(7)中部预留纵向的道床槽(71)，所述底座板中心处在所述道床槽下部预留纵向的中心水沟(8)与所述道床槽连通；

所述减振垫(6)为核心减振部件，沿所述道床槽(71)内底面槽面、侧面槽面铺设，其为橡胶弹性体材料复合层，其从上至下依次由覆盖层、设有夹层的编织层及阻尼层三部分复合构成；所述减振垫沿所述道床槽长度方向设置为多条连续铺设，并覆盖道床槽的底面槽面、侧面槽面构成减振垫层，相邻每条所述减振垫之间用连接带连接；在所述减振垫层上铺设厚度不小于1mm的透明塑料层；

所述减振轨道结构，是采用钢桁架(4)连接的双块式轨枕(3)埋入浮置道床板(5)内构成一体连接的减振轨道结构；所述减振轨道结构嵌入在所述道床槽(71)内并被所述透明塑料层与所述减振垫隔开且顶部露出道床槽外，并被所述道床槽(71)侧面槽面限位；所述减振轨道结构沿所述道床槽长度方向设置为多段连续铺设对接；

相邻两段所述减振轨道结构之间横向设置一对限位挡台(9)限位，并分别位于所述中心水沟(8)两侧，所述限位挡台为矩形混凝土挡块，并设置在相邻两段所述浮置道床板衔接处设置的豁槽内，所述限位挡台通过预埋钢筋(92)与所述底座板浇筑一体连接；所述限位挡台上方设置钢盖板(91)盖在所述浮置道床板(5)豁槽口部上，并兼做水沟检查井；

所述钢轨(1)通过扣件(2)连接在双块式轨枕上。

2.如权利要求1所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其特征在于，所述浮置道床板(5)是采用C40钢筋混凝土现浇在所述底座板(7)的所述透明塑料层上，采用架轨施工法架设所述钢桁架(4)及两端双块式轨枕(3)，使所述钢桁架、及双块式轨枕埋入所述浮置道床板浇筑为一体连接结构；所述浮置道床板顶面向中线处设0.5％横坡；所述双块式轨枕为混凝土强度C60的预制轨枕。

3.如权利要求1所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其特征在于，所述减振垫(6)的覆盖层(61)为耐磨硫化橡胶层，所述的设有夹层的编织层(62)为两层橡胶增强合成纤维层(621)中间夹有耐磨丁苯橡胶夹层(622)的复合层，所述的阻尼层(63)为阻尼减振橡胶层；所述的阻尼层为在表层垫片(632)底面均布若干个一体成型的减振凸点(631)，所述的减振垫铺设刚度为0.030N/m³，阻尼比0.4；所述减振垫在侧面槽面内用Z型弹性橡胶密封条(64)固定、底面槽面通过铆钉固定。

4.如权利要求1所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其特征在于，所述的透明塑料层为聚乙烯材料层。

5.如权利要求1所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其特征在于，铁路的曲线段超高设置在所述底座板上。

6.一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道施工方法，包括权利要求1所述的一种适用于站城一体化综合开发的高等级减振轨道结构，其特征在于，包括以下施工步骤：

(1)对圆形断面隧道或矩形断面隧道结构底板基底面进行凿毛处理，并对凿除完地段底板采用高压风吹扫，在洞体结构上弹出底座板(7)高度线后进行浇注，

(2)底座板(7)采用C30钢筋混凝土现浇，置于结构底板之上，底座板中部设中心水沟做排水之用，为了保证减振垫的使用效果，凹型混凝土底座板表面平整，表面平整度为5mm/m，

(3)隔离式减振垫采取浮置道床板底部、侧面满铺形式铺设，切割合理长度的隔离式减振垫条整齐合理的铺设在混凝土底座板上，减振垫条之间缝隙宽度小于等于1cm，整体道床减振垫铺设完成后两边用Z型弹性橡胶密封条固定，为保证减振效果，减振垫铺设刚度为0.030N/m3，阻尼比0.4；在减振垫上铺设透明塑料层；

(4)采用架设“轨排”施工法浇筑浮置道床板，将60kg/m铁路标准钢轨、WJ-8型扣件及带钢桁架的双块式轨枕在铺轨基地拼装组成轨排，采用基地龙门吊将轨排吊装至轨道平板车上，由轨道车推送平板车至现场后；现场用铺轨龙门吊采取标号C40混凝土进行浮置道床板浇注，双块式轨枕承轨台顶面高于道床板面；道床板顶面向中线处设0.5％横坡；浮置道床板板与板之间设置限位挡台，顶部设置钢盖板，同时兼做水沟检查井使用。

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