CN211498290U - 定频被动式动力吸振轨道结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定频被动式动力吸振轨道结构，包括定频隔振器、浮置轨道板、动力吸振器和板间剪力机构，相邻两个浮置轨道板之间连接有板间剪力机构，定频隔振器设置在浮置轨道板和轨道基础之间，定频隔振器的刚度曲线为定频刚度曲线，动力吸振器设置在浮置轨道板上，且动力吸振器的吸振频率与定频隔振器的固有频率相等；其频率设计方法包括：步骤一：确定输入参数；步骤二：轨道结构主频ω₀为

步骤三：动力吸振器刚度K_d为K_d＝4π²ω₀ ²m_d。本实用新型同时设置动力吸振器和定频隔振器，可以确保不同载重的车辆通过时，轨道系统固有频率都保持不变，使动力吸振器总是可以瞄准系统固有频率，达到更好的低频减振效果，确保轨道结构的安全性。

Description

定频被动式动力吸振轨道结构

技术领域

本实用新型涉及交通工程技术领域，特别是一种定频被动式动力吸振轨道结构。

背景技术

浮置板轨道是解决轨道交通引起的环境振动问题的一种有效方法。浮置板轨道通过在轨道板下设置弹性隔振器，将轨道板的振动与基础隔离，达到减小轨道交通引起的环境振动的目的。但传统的浮置板轨道存在两个技术缺陷，一是传统浮置板轨道隔振器为线型刚度隔振器，对不同载重工况的列车适应性较差，不能提供一致的隔振性能，因而受限于重车通过时过大的轨道垂向位移；二是浮置板轨道对固有频率附近的振动具有放大做用，导致浮置板轨道定频隔振性能较差，因而无法进一步改善浮置板隔振性能。为克服以上两个技术缺陷，定频非线性橡胶隔振器及被动式动力减振的浮置板轨道结构被先后提出。

公开号为CN 105672063 B的中国专利公开了一种浮置板轨道用定频非线性橡胶隔振器的设计方法，通过设计具有特定非线性特性的浮置板隔振器，确保浮置板道床在空车状态具有与重车状态同样的隔振性能和不变的固有频率，且重车状态轨道垂向位移得到有效抑制，确保系统的安全性。

公开号为CN103526651B和CN103526651B的中国专利分别公开了一种被动式动力减振的浮置板轨道结构，包括浮置板主体、支撑基础和钢轨，钢轨通过扣件固定在浮置板主体上，沿线路延伸方向连续铺设的浮置板主体通过减振器置于支撑基础上，方案通过附加质量块的动力吸振作用来抑制浮置板轨道系统的低频振动。

以上专利的橡胶隔振器方案，分别解决了空重车隔振性能差异大和低频减振问题。然而这两个问题在轨道交通减振中是同时存在的。但公开号为CN105672063 B的中国专利仍然存在低频振动放大的问题，公开号为CN103526651B和CN103526651B的中国专利，当列车荷载不同时，车辆轨道系统振动频率将发生变化，这导致被动质量块的固有频率与系统频率发生偏差，减振效果变差。综上，空重车隔振性能差异大和低频减振问题在轨道减振中同时存在，现有的技术无法同时解决两个问题，有必要开展研究并提出一种综合解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种定频被动式动力吸振轨道结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种定频被动式动力吸振轨道结构，包括定频隔振器、浮置轨道板、动力吸振器和板间剪力机构，相邻两个所述浮置轨道板之间连接有所述板间剪力机构，所述定频隔振器设置在所述浮置轨道板和轨道基础之间，所述定频隔振器的刚度曲线为定频刚度曲线，所述动力吸振器设置在所述浮置轨道板上，且所述动力吸振器的吸振频率与所述定频隔振器的固有频率相等。

本实用新型所述的定频被动式动力吸振轨道结构，一方面，通过动力吸振器可以有效地降低与轨道系统固有频率接近的振动成分，实现减小轨道板主体振动成分的目的，通过设置定频隔振器可以解决空重车隔振性能差异大的问题，有效抑制重车状态的轨道垂向位移。进一步的，同时设置动力吸振器和定频隔振器，可以确保不同载重的车辆通过时，轨道系统固有频率都保持不变，使动力吸振器总是可以瞄准系统固有频率，达到更好的低频减振效果，确保轨道结构的安全性。

作为本实用新型的优选方案，所述定频隔振器的刚度曲线为：

式中，d为隔振器布置间距，k₀为隔振器基准刚度，α为隔振器刚度曲线的调整值，ω为轨道系统固有频率，z₀为浮置轨道板的静态垂向基准位移。

根据轨道系统隔振性能和轨道稳定性要求，确定列车轨道系统固有频率ω和轨道板自重作用下的静态垂向基准位移z₀。

利用浮置轨道板每延米重量m_e、隔振器布置间距d，确定隔振器基准刚度k₀：k₀＝4π²ω²m_e。

利用得到的隔振器基准刚度k₀和浮置轨道板的静态垂向基准位移z₀，确定隔振器刚度曲线的调整值α：

作为本实用新型的优选方案，所述定频隔振器和所述动力吸振器均沿着所述浮置轨道板的纵向间隔设置。

作为本实用新型的优选方案，在每块所述浮置轨道板上设置有至少一个所述动力吸振器，确保减振效果。

作为本实用新型的优选方案，所述定频被动式动力吸振轨道结构还包括扣件和钢轨，所述钢轨通过所述扣件固定在所述浮置轨道板上。

本实用新型还公开了一种定频被动式动力吸振轨道结构的频率设计方法，包括以下步骤：

步骤一：确定输入参数，所述输入参数包括轨道系统最大允许竖向位移z_m，车辆作用在单个定频隔振器上的最大有效重M_aw3，浮置轨道板作用在单个定频隔振器上的有效重量m_s，隔振器布置间距d，隔振器基准刚度k₀，浮置轨道板的静态垂向基准位移z₀，轨道系统固有频率ω，隔振器刚度曲线的调整值α，动力吸振器的最大质量m_d；

步骤二：轨道系统主频ω₀为：

步骤三：动力吸振器刚度K_d为：

K_d＝4π²ω₀ ²m_d。

本实用新型所述的频率设计方法，能快速确定轨道系统主频和动力吸振器刚度，计算方便，且计算精度较高。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述的定频被动式动力吸振轨道结构，一方面，通过动力吸振器可以有效地降低与轨道系统固有频率接近的振动成分，实现减小轨道板主体振动成分的目的，通过设置定频隔振器可以解决空重车隔振性能差异大的问题，有效抑制重车状态的轨道垂向位移。进一步的，同时设置动力吸振器和定频隔振器，可以确保不同载重的车辆通过时，轨道系统固有频率都保持不变，使动力吸振器总是可以瞄准系统固有频率，达到更好的低频减振效果，确保轨道结构的安全性。

2、本实用新型所述的频率设计方法，能快速确定轨道系统主频和动力吸振器刚度，计算方便，且计算精度较高。

附图说明

图1是本实用新型所述的定频被动式动力吸振轨道结构的结构示意图。

图2是本实用新型所述的定频被动式动力吸振轨道结构的侧视图。

图3是本实用新型所述的定频被动式动力吸振轨道结构的俯视图。

图4是本实用新型所述的定频隔振器的定频非线性刚度曲线图。

图标：1-定频隔振器，2-浮置轨道板，3-动力吸振器，4-扣件，5-钢轨。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-图3所示，一种定频被动式动力吸振轨道结构，包括定频隔振器1、浮置轨道板2、动力吸振器3和、板间剪力机构、扣件4和钢轨5。沿着轨道纵向方向，设有多个浮置轨道板2，相邻两个所述浮置轨道板2头尾相接连续布置，且相邻两个所述浮置轨道板2之间连接有所述板间剪力机构，使得相邻两块所述浮置轨道板2在竖向相对固定并同步运动。所述浮置轨道板2为具有一定长度的钢筋混凝土结构，其可采用现浇施工，亦可以为预制结构。所述钢轨5通过所述扣件4固定在所述浮置轨道板2上。

所述定频隔振器1设置在所述浮置轨道板2和轨道基础之间，所述定频隔振器1的刚度曲线为定频刚度曲线，确保在不同的载荷下轨道系统具有不变的固有频率。所述定频隔振器1沿着所述浮置轨道板2的纵向间隔设置。

所述动力吸振器3设置在所述浮置轨道板2上，且所述动力吸振器3的吸振频率与所述定频隔振器1的固有频率相等。所述动力吸振器3沿着所述浮置轨道板2的纵向间隔设置，在每块所述浮置轨道板2上设置有至少一个所述动力吸振器3。

如图4所示，所述定频隔振器1的刚度曲线为：

式中，d为隔振器布置间距，k₀为隔振器基准刚度，α为隔振器刚度曲线的调整值，ω为轨道系统固有频率，z₀为浮置轨道板的静态垂向基准位移。

根据轨道系统隔振性能和轨道稳定性要求，确定列车轨道系统固有频率ω和轨道板自重作用下的静态垂向基准位移z₀。

利用浮置轨道板每延米重量m_e、隔振器布置间距d，确定隔振器基准刚度k₀：k₀＝4π²ω²m_e。

利用得到的隔振器基准刚度k₀和浮置轨道板的静态垂向基准位移z₀，确定隔振器刚度曲线的调整值α：

实施例2

一种定频被动式动力吸振轨道结构的频率设计方法，包括以下步骤：

步骤一：确定输入参数，所述输入参数包括轨道系统最大允许竖向位移z_m，车辆作用在单个定频隔振器上的最大有效重M_aw3，浮置轨道板作用在单个定频隔振器上的有效重量m_s，隔振器布置间距d，隔振器基准刚度k₀，浮置轨道板的静态垂向基准位移z₀，轨道系统固有频率ω，隔振器刚度曲线的调整值α，动力吸振器的最大质量m_d；

步骤二：轨道系统主频ω₀为：

步骤三：动力吸振器刚度K_d为：

K_d＝4π²ω₀ ²m_d。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种定频被动式动力吸振轨道结构，其特征在于，包括定频隔振器(1)、浮置轨道板(2)、动力吸振器(3)和板间剪力机构，相邻两个所述浮置轨道板(2)之间连接有所述板间剪力机构，所述定频隔振器(1)设置在所述浮置轨道板(2)和轨道基础之间，所述定频隔振器(1)的刚度曲线为定频刚度曲线，所述动力吸振器(3)设置在所述浮置轨道板(2)上，且所述动力吸振器(3)的吸振频率与所述定频隔振器(1)的固有频率相等。

2.根据权利要求1所述的定频被动式动力吸振轨道结构，其特征在于，所述定频隔振器(1)的刚度曲线为：

式中，d为隔振器布置间距，k₀为隔振器基准刚度，α为隔振器刚度曲线的调整值，ω为轨道系统固有频率，z₀为浮置轨道板的静态垂向基准位移。

3.根据权利要求1所述的定频被动式动力吸振轨道结构，其特征在于，所述定频隔振器(1)和所述动力吸振器(3)均沿着所述浮置轨道板(2)的纵向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的定频被动式动力吸振轨道结构，其特征在于，在每块所述浮置轨道板(2)上设置有至少一个所述动力吸振器(3)。

5.根据权利要求1-4任一所述的定频被动式动力吸振轨道结构，其特征在于，还包括扣件(4)和钢轨(5)，所述钢轨(5)通过所述扣件(4)固定在所述浮置轨道板(2)上。

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