CN207111110U - 一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，所述颗粒阻尼耗能减振地铁管片包括管片主体以及埋设在所述管片主体内部的颗粒阻尼耗能元件；所述颗粒阻尼耗能元件包括壳体以及设置在所述壳体内部的阻尼颗粒。本实用新型的优点是，颗粒阻尼耗能元件可以高效地吸收各种频率的振动能量；将颗粒阻尼耗能元件埋设在管片主体的内部，可有效地耗散颗粒阻尼耗能减振地铁管片在工作过程中的振动能量，相当于增大了地铁隧道壁结构的阻尼，可有效防止地铁隧道内的振动和噪声传播至地铁隧道外侧。

Description

一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片

技术领域

本实用新型属于轨道交通减振降噪技术领域，具体涉及一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片。

背景技术

近几年城市轨道交通系统因其大的运量以及环保的优势发展迅速，但其存在噪声和环境振动等有害影响。随着人们对生活质量的要求不断提升，地铁沿线居民对轨道交通噪声的不满使得轨道交通引起的噪声和环境振动从技术问题逐渐转化为民生问题，倍受社会关注，所以对轨道交通进行减振降噪的处理是至关重要的。

传统的地铁隧道管片起到支撑围岩和与围岩外部环境隔离的作用，而没有起到减振的效果。地铁隧道管片是轨道振动向周围土体和建筑物传递的必经之路，现有技术中的地铁减振设备包括浮置板、减振扣件等，造价高昂，养护维修复杂，而且还会带来波磨等负面效果，所以对于能够起到减振作用的地铁管片的研究是充满前景而且是值得探索的。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，该颗粒阻尼耗能减振地铁管片通过将具有良好减振性能的颗粒阻尼耗能元件埋设在管片主体内部，从而达到耗散隧道管壁振动能量的目的。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，所述颗粒阻尼耗能减振地铁管片包括管片主体以及埋设在所述管片主体内部的颗粒阻尼耗能元件；所述颗粒阻尼耗能元件包括壳体以及设置在所述壳体内部的阻尼颗粒。

所述壳体为六面体，其边长在1.3~1.5cm之间。

所述阻尼颗粒的材质为钨粉、铅粉、铜粉以及铁粉中的任意一种或多种的组合。

所述阻尼颗粒的粒径为0.001~0.5mm。

所述阻尼颗粒在所述壳体内部的填充率在50~90%之间。

所述阻尼颗粒的粒径、所述阻尼颗粒的填充率以及所述阻尼颗粒的材质密度均与所述颗粒阻尼耗能减振地铁管片在工作过程中的振动幅度成正比。

所述管片主体呈拱形，所述管片主体的边缘设置有若干螺栓连接槽；在所述管片主体的拼接端面上设置有密封突榫或密封凹槽；所述密封凹槽内设置有橡胶密封条。

所述管片主体由混凝土以及至少两层钢筋网组成，所述钢筋网上绑扎有若干根钢丝，所述壳体经金属胶粘接在所述钢丝上。

本实用新型的优点是，颗粒阻尼耗能元件可以高效地吸收各种频率的振动能量；将颗粒阻尼耗能元件埋设在管片主体的内部，可有效地耗散颗粒阻尼耗能减振地铁管片在工作过程中的振动能量，相当于增大了地铁隧道壁结构的阻尼，可有效防止地铁隧道内的振动和噪声传播至地铁隧道外侧；此外将颗粒阻尼耗能元件埋设在管片主体的内部还可以减少地铁隧道内其他减振装置，增加了地铁隧道内的可利用空间；与其他减振措施相比，埋设在管片主体内的颗粒阻尼耗能元件构造简单，耐久性好，可有效减小养护维修的工作量。

附图说明

图1为本实用新型中的颗粒阻尼耗能减振地铁管片的立体视图；

图2为本实用新型中的颗粒阻尼耗能元件在管片主体中的布置示意图；

图3为本实用新型中的相邻管片主体的连接处的局部放大图；

图4为本实用新型中的颗粒阻尼耗能元件的结构示意图；

图5为本实用新型中的管片主体的横断面的钢筋图；

图6为本实用新型中的管片主体的纵断面的钢筋图；

图7为本实用新型中的颗粒阻尼耗能元件粘接至钢丝后的示意图；

图8为安装有颗粒阻尼耗能减振地铁管片的隧道横断面示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-8，图中标记1-18分别为：颗粒阻尼耗能减振地铁管片1、管片主体2、颗粒阻尼耗能元件3、螺栓连接槽4、螺栓孔5、直杆双头螺栓6、螺母7、密封突榫8、密封凹槽9、橡胶密封条10、、壳体11、阻尼颗粒12、钢筋网15、架立筋16、箍筋17、钢丝18。

实施例：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，该颗粒阻尼耗能减振地铁管片1包括管片主体2以及埋设在管片主体2内部的颗粒阻尼耗能元件3。

如图1、2所示，管片主体2是由钢筋混凝土制成的拱形构件，管片主体2的内径为5000mm至5500mm，其轴向长度为1000mm至1500mm，其厚度为350mm至400mm；在管片主体2的边缘设置多个螺栓连接槽4；螺栓连接槽4的侧壁与管片主体2的端面之间开设有螺栓孔5。

如图1至3所示，在隧道管壁结构中，相邻的管片主体2的螺栓连接槽4相互适配；本实施例中，相邻的管片主体2通过直杆双头螺栓6连接；直杆双头螺栓6的两端分别穿过位于两个管片主体2端面的螺栓孔5，并延伸至两个螺栓连接槽4内部；直杆双头螺栓6的两端各安装有一个螺母7，螺母7抵靠在螺栓连接槽4的内表面；直杆双头螺栓6配合螺母7将相邻的管片主体连接在一起。

如图1至3所示，在管片主体2的左右两侧端面设置有密封突榫8或密封凹槽9；在本实施例中管片主体2的左侧端面设置有密封突榫8，其右侧端面设置有密封凹槽9；相邻管片主体2的密封突榫8和密封凹槽9相互适配；在密封凹槽9中设置有橡胶密封条10；橡胶密封条10不仅可以起到防水作用，还可以起到缓冲作用；通过橡胶密封条10的缓冲，可以避免相邻的管片主体2在使用直杆双头螺栓6进行连接的过程中管片主体2的端面产生应力集中，压溃位于管片主体2端面的混凝土。

如图2、4所示，埋设在管片主体2内部的颗粒阻尼耗能元件3主要用于吸收颗粒阻尼耗能减振地铁管片1在工作过程中的振动能量；颗粒阻尼耗能元件3包括壳体11，壳体11内部设置有阻尼颗粒12。

如图2、4所示，颗粒阻尼耗能元件3是一种被动振动控制技术；当颗粒阻尼耗能减振地铁管片1处于工作状态时，颗粒阻尼耗能减振地铁管片1的振动通过管片主体2传递至颗粒阻尼耗能元件3，使得颗粒阻尼耗能元件3中的阻尼颗粒12发生振动；在阻尼颗粒12的振动过程中，阻尼颗粒12之间会发生碰撞和摩擦；碰撞和摩擦会消耗振动能量，将振动能量转换成热量，从而实现耗散振动能量的效果；将颗粒阻尼耗能元件3埋设在管片主体2内部，可有效地增强本实施例的颗粒阻尼耗能减振地铁管片1耗散振动能量的能力。

如图2、4所示，本实施例中，颗粒阻尼耗能元件3的壳体11是由厚度为2mm的Q195薄钢板制成的正六面体，其边长在1.3~1.5cm之间；壳体11的薄钢板拼接处采用以氰基丙烯酸乙酯为主要原料的金属胶粘接而成。

如图2、4所示，本实施例中，阻尼颗粒12的材质为钨粉、铅粉、铜粉以及铁粉中的任意一种或多种的组合，通过调节各种材质的阻尼颗粒12的比例，可以调节阻尼颗粒12的总体密度；阻尼颗粒12的粒径为0.001mm至0.5mm；壳体11内部阻尼颗粒12的填充率在50%至90%之间；为了达到更好的减振效果，阻尼颗粒12的粒径、壳体11中阻尼颗粒12的填充率以及阻尼颗粒12的材质密度均与颗粒阻尼耗能减振地铁管片1在工作过程中的振动幅度成正比。

如图5、6所示，本实施例中，管片主体2中设置有双层钢筋网15；每层钢筋网15包括纵向钢筋以及横向钢筋；纵向钢筋以及横向钢筋均采用直径16mm的螺纹钢；相邻钢筋之间的间距为150mm至200mm；两层钢筋网15之间设置有架立筋16以及箍筋17进行连接。

如图1至8所示，在生产本实施例的颗粒阻尼耗能减振地铁管片1的过程中，可根据线路状况、列车速度所造成的动荷载以及颗粒阻尼耗能减振地铁管片1在工作过程中的振动幅度选取阻尼颗粒12的填充率、阻尼颗粒12的密度、颗粒阻尼耗能元件3的排布密度等参数；本实施例的颗粒阻尼耗能减振地铁管片1的生产及使用方法包括以下步骤：

1）放置事先根据几何尺寸设计的模板, 并按照钢筋图进行配筋；钢筋分布如图5和图6所示。

2）按照图4所示的结构生产颗粒阻尼耗能元件3，生产过程中首先使用厚度为2mm的Q195薄钢板制作壳体11；薄钢板的连接处使用氰基丙烯酸乙酯为主要原料的金属胶粘接；壳体11制作完成后向其内部填充阻尼颗粒12。

3）如图5、7所示，颗粒阻尼耗能元件3生产完成后，按照设计好的个数和密度将颗粒阻尼耗能元件3的壳体11通过金属胶粘接至钢丝18上，并将钢丝18绑扎至管片主体2的钢筋网15。

4）向模板中注入强度为C30至C50的混凝土，经过振捣后进行养护，待28天后脱模，颗粒阻尼耗能减振地铁管片1制作完成。

5）如图8所示，在隧道施工过程中，将本实施例的颗粒阻尼耗能减振地铁管片1安装至隧道底部；隧道顶部的管片采用现有技术中的常规管片。

本实施例的有益技术效果为：颗粒阻尼耗能元件可以高效地吸收各种频率的振动能量；将颗粒阻尼耗能元件埋设在管片主体的内部，可有效地耗散颗粒阻尼耗能减振地铁管片在工作过程中的振动能量，相当于增大了地铁隧道壁结构的阻尼，可有效防止地铁隧道内的振动和噪声传播至地铁隧道外侧；此外将颗粒阻尼耗能元件埋设在管片主体的内部还可以减少地铁隧道内其他减振装置，增加了地铁隧道内的可利用空间；与其他减振措施相比，埋设在管片主体内的颗粒阻尼耗能元件构造简单，耐久性好，可有效减小养护维修的工作量。

Claims (8)

1.一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述颗粒阻尼耗能减振地铁管片包括管片主体以及埋设在所述管片主体内部的颗粒阻尼耗能元件；所述颗粒阻尼耗能元件包括壳体以及设置在所述壳体内部的阻尼颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述壳体为六面体，其边长在1.3~1.5cm之间。

3.根据权利要求1所述的一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述阻尼颗粒的材质为钨粉、铅粉、铜粉以及铁粉中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述阻尼颗粒的粒径为0.001~0.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述阻尼颗粒在所述壳体内部的填充率在50~90%之间。

6.根据权利要求1所述的一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述阻尼颗粒的粒径、所述阻尼颗粒的填充率以及所述阻尼颗粒的材质密度均与所述颗粒阻尼耗能减振地铁管片在工作过程中的振动幅度成正比。

7.根据权利要求1所述的一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述管片主体呈拱形，所述管片主体的边缘设置有若干螺栓连接槽；在所述管片主体的拼接端面上设置有密封突榫或密封凹槽；所述密封凹槽内设置有橡胶密封条。

8.根据权利要求1所述的一种颗粒阻尼耗能减振地铁管片，其特征在于：所述管片主体由混凝土以及至少两层钢筋网组成，所述钢筋网上绑扎有若干根钢丝，所述壳体经金属胶粘接在所述钢丝上。