CN215051651U - 一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通领域，公开一种基于粒子阻尼器的浮置道床，包括路基和浮置道床，浮置道床位于路基上，浮置道床和路基之间具有浮起间隙，浮置道床上设有两排相对设置的减振安装槽组和两排相对设置的阻尼安装槽组，阻尼安装槽内填充有阻尼粒子，减振安装槽内设有隔振器，隔振器包括盖板、减振弹簧、内套筒、外套筒和固定板，固定板固定在路基上，内套筒和外套筒固定在固定板上，内套筒位于外套筒内，减振弹簧套设在内套筒外，内套筒、外套筒和减振弹簧的顶端由减振安装槽底部的开口向上延伸至减振安装槽内，盖板固定在减振安装槽顶部的开口，减振弹簧支承盖板，隔振器和阻尼粒子同时对振动间隙减振，以提高减振效率。

Description

一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，特别是一种基于粒子阻尼器的浮置道床。

背景技术

目前，随着国家低碳出行的号召，地铁出行已成为市民必不可少的选择方式，越来越多的城市计划建设或增加城市的地铁路线，同时考虑到市民出行的便利性，其每一站地铁站口的设计通常尽可能靠近居民小区位置。而当地铁列车在运行过程当中，会受到来自轮轨等一系列激励而产生振动，包括列车自身重量载荷对钢轨的冲击。最终振动以能量的方式通过轨道系统，经过轨道基础、土层，再传递至周围的建筑物，进一步产生噪音影响人们的正常生活。作为城市重要的轨道交通系统，地铁负责着城市内部的大部分客流量，一旦轨道结构长期受到振动而引起疲劳破坏，影响数百万人的出行，严重时使得交通瘫痪。

目前应用在地铁上常用的减振方式为设计不同形式的减振扣件，降低竖向刚度以提供较大的垂向位移，使得弹性衰减较快，使用寿命随之缩短。

实用新型内容

为此，需要提供一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振装置，以提高浮置道床的减振效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振装置，包括路基和浮置道床，所述浮置道床位于路基上，所述浮置道床上固定有铁轨，所述浮置道床和路基之间具有浮起间隙，所述浮置道床上设有两排相对设置的减振安装槽组和两排相对设置的阻尼安装槽组，每排减振安装槽组包括多个沿浮置道床的轴向方向间隔设置的减振安装槽，每排阻尼安装槽组包括多个沿浮置道床的轴向方向间隔设置的阻尼安装槽，所述阻尼安装槽内填充有阻尼粒子，所述减振安装槽内设有隔振器，所述减振安装槽上下贯通浮置道床，所述隔振器包括盖板、减振弹簧、内套筒、外套筒和固定板，所述固定板固定在路基上，所述内套筒和外套筒固定在固定板上，所述内套筒位于外套筒内，所述减振弹簧套设在内套筒外，所述内套筒、外套筒和减振弹簧的顶端由减振安装槽底部的开口向上延伸至减振安装槽内，所述盖板固定在减振安装槽顶部的开口，所述减振弹簧支承盖板。

进一步，所述铁轨位于减振安装槽靠近浮置道床中心轴线的侧边上。

进一步，所述阻尼安装槽位于减振安装槽靠近或远离浮置道床中心轴线的侧边上。

进一步，所述阻尼安装槽上下贯通浮置道床，所述阻尼安装槽的上下两个端口均设有固定槽，固定槽上固定有端盖。端盖通过螺栓固定到固定槽内，使得浮置道床的整体更加的简洁。

进一步，所述阻尼安装槽内阻尼粒子的填充率为90％，阻尼粒子的粒径为2mm，所述阻尼粒子的材料为铁基合金。

进一步，还包括有两排扣件组，每排扣件组包括多个沿铁轨的延伸方向间隔排列的扣件单元，所述扣件单元固定在浮置道床的上表面，所述扣件单元扣压铁轨，相邻扣件单元的间距为相邻减振安装槽间距的1/2。扣件单元用于固定铁轨。

进一步，所述扣件单元包括两个相对设置的扣板、两个相对设置的扣件压板和扣件垫片，所述扣件垫片固定在浮置道床上，扣件压板固定在扣件垫片上，所述铁轨位于两个扣板之间，扣板的一端与扣件压板固定，两个扣板的另一端相对设置并扣压铁轨的两侧。

进一步，两个所述扣板相对的一端为弧形结构。

进一步，所述隔振器还包括位于减振安装槽内的支撑块、锁紧板、调平钢板和垫板，所述支撑块固定在盖板的下方，所述垫板、调平钢板、锁紧板依次堆叠固定，所述锁紧板固定于支撑块下方，所述垫板与减振弹簧的顶端相固定。支撑块、锁紧板、调平钢板和垫板的设置能够用于支承盖板。

进一步，所述隔振器还包括有阻尼橡胶块，所述阻尼橡胶块固定于内套筒的顶部，所述阻尼橡胶块与垫板相抵接。阻尼橡胶块对垫板起到一定的阻尼减振作用。

上述技术方案具有以下有益效果：

本实用新型中，设置了隔振器和阻尼粒子，阻尼粒子能够将浮置道床上传播的振动波能量转化为阻尼粒子之间的摩擦和碰撞能量耗散掉，减振弹簧能够有效的减少振动向路基的传递，内、外套筒的设置用于固定减振弹簧，防止减振弹簧位置发生变动。

附图说明

图1为具体实施方式所述浮置道床减振装置俯视图。

图2为具体实施方式所述浮置道床减振装置部分结构图。

图3为具体实施方式所述浮置道床减振装置横截面结构图。

图4为图3区域A的放大图。

图5为具体实施方式所述阻尼安装槽的剖面图。

图6为具体实施方式所述浮置道床减振装置横截面结构图。

图7为具体实施方式所述阻尼粒子的材质的离散结果示意图。

图8为具体实施方式所述阻尼粒子的粒径、填充率的离散结果示意图。

附图标记说明：

1、浮置道床；

2、减振安装槽；21、隔振器；211、固定板；212、外套筒；213、减振弹簧；214、内套筒；215、阻尼橡胶块；216、垫板；217、调平钢板；218、锁紧板；219、支撑块；220、盖板；22、浮起间隙；

3、扣件单元；31、扣件垫片；32、扣件压板；33、扣板；

4、阻尼安装槽；41、阻尼粒子；42、固定槽；43、端盖；

5、铁轨；

6、路基。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图,1-8，本实施例提供一种基于粒子阻尼器的浮置道床1减振装置，包括路基6和浮置道床1，所述浮置道床1位于路基6上，所述浮置道床1上固定有铁轨5，所述浮置道床1和路基6之间具有浮起间隙22，所述浮置道床1上设有两排相对设置的减振安装槽2组和两排相对设置的阻尼安装槽4组，每排减振安装槽2组包括多个沿浮置道床1的轴向方向间隔设置的减振安装槽2，每排阻尼安装槽4组包括多个沿浮置道床1的轴向方向间隔设置的阻尼安装槽4，所述阻尼安装槽4内填充有阻尼粒子41，所述减振安装槽2内设有隔振器21，所述减振安装槽2上下贯通浮置道床1，所述隔振器21包括盖板220、减振弹簧213、内套筒214、外套筒212和固定板211，所述固定板211固定在路基6上，所述内套筒214和外套筒212固定在固定板211上，所述内套筒214位于外套筒212内，所述减振弹簧213套设在内套筒214外，所述内套筒214、外套筒212和减振弹簧213的顶端由减振安装槽2底部的开口向上延伸至减振安装槽2内，所述盖板220固定在减振安装槽2顶部的开口，所述减振弹簧213支承盖板220。

所述隔振器21还包括位于减振安装槽2内的支撑块219、锁紧板218、调平钢板217和垫板216，所述支撑块219固定在盖板220的下方，所述垫板216、调平钢板217、锁紧板218依次堆叠固定，所述锁紧板218固定于支撑块219下方，所述垫板216与减振弹簧213的顶端相固定。支撑块219、锁紧板218、调平钢板217和垫板216的设置能够用于支承盖板220。

所述隔振器21还包括有阻尼橡胶块215，所述阻尼橡胶块215固定于内套筒214的顶部，所述阻尼橡胶块215与垫板216相抵接。阻尼橡胶块215对垫板216起到一定的阻尼减振作用。

本实施例中，包浮置道床1的外形尺寸为：标准板长度为25m，宽为3.2m，厚度为300mm-400mm之间，取0.34m，浮起间隙22高度为30mm，浮置道床1的主要成分为混凝土。

还包括有两排扣件组，每排扣件组包括多个沿铁轨5的延伸方向间隔排列的扣件单元3，所述扣件单元3固定在浮置道床1的上表面，所述扣件单元3扣压铁轨5，相邻扣件单元3的间距为相邻减振安装槽2间距的1/2。扣件单元3用于固定铁轨5。

所述扣件单元3包括两个相对设置的扣板33、两个相对设置的扣件压板32和扣件垫片31，所述扣件垫片31固定在浮置道床1上，扣件压板32固定在扣件垫片31上，所述铁轨5位于两个扣板33之间，扣板33的一端与扣件压板32固定，两个扣板33的另一端相对设置并扣压铁轨5的两侧。两个所述扣板33相对的一端为弧形结构。

本实施例中，隔振器21的间距即为隔振安装槽的间距，所述浮置道床1上的扣件单元3纵向间距为0.625m，即，隔振器21纵向间距为两倍扣件间距1.25m，浮置道床1上单侧布置20个隔振器21。隔振器21横向间距为1860mm，扣件垫片31横向间距为1513mm，隔振器21底部尺寸取直径350mm。阻尼器横向间距为700mm，截面形状是半径为250mm的圆形，共布置25个粒子阻尼器，粒子阻尼器设置在浮置道床1的安装槽上。

所述铁轨5位于减振安装槽2靠近浮置道床1中心轴线的侧边上。所述阻尼安装槽4位于减振安装槽2靠近浮置道床1中心轴线的侧边上。

如图6，另一种实施方式，阻尼安装槽4位于减振安装槽2远离浮置道床1中心轴线的侧边上。

所述阻尼安装槽4上下贯通浮置道床1，所述阻尼安装槽4的上下两个端口均设有固定槽42，固定槽42上固定有端盖43，端盖43通过螺栓固定到固定槽42内，使得浮置道床1的整体更加的简洁。

基于离散元法，建立基于粒子阻尼器的浮置道床1结构中粒子能量耗散模型，建立数据模型，在离散单元软件中输入相应的参数值，以研究阻尼粒子41的粒径、填充率与材质等参数对减振效果的影响。

1.以阻尼粒子41的材质作为第一研究参数，采用陶瓷、铁基合金，钨基合金作为研究对象，保证粒子阻尼器填充率和材质参数相同，对浮置道床1建立离散模型，在离散单元软件中输入相应的参数值，以第一研究参数作为变量，计算和对比各自在添加粒子阻尼器前后的耗能值来确定基于浮置道床1的粒子材质参数，其结果对比图如图7所示，从阻尼粒子41材质的密度、粒子阻尼器整体的重量以及经济性方面考虑，本实施例采用铁基合金。

2.在上述步骤的基础上，本实施例选用粒子阻尼器填充率为第二研究参数，参数选用范围为40％-95％，则粒子直径为第三研究参数，输入第一研究参数的最佳值，保证第三研究参数的参数值相同，以第二研究参数为变量,并在离散单元软件输入研究参数的参数值，设定为40％，50％，60％，70％，80％，90％，95％，计算和对比各自在添加粒子阻尼器的耗能值来确定粒子阻尼器填充率的最佳参数。

3.得到材质参数和填充率参数的最佳值后，以阻尼粒子41粒径参数作为第三研究参数，并以第三研究参数作为研究变量，输入第一和第二研究参数的最佳值，以第三研究参数为变量,并在离散单元软件输入研究参数的参数值，设定为1mm，2mm，3mm，4mm，5mm，计算和对比各自在添加粒子阻尼器的耗能值来确定粒子粒径的最佳参数。其结果对比图如图8所示，在本实施例中，阻尼粒子41填充率最佳值为90％，粒子粒径最佳值为2mm。

由此本实用新型，阻尼安装槽4内阻尼粒子41的填充率为90％，阻尼粒子41的粒径为2mm，所述阻尼粒子41的材料为铁基合金。

本实施例使用时：

铁轨5由于受到列车行驶的激励，而产生振动，铁轨5的振动经由扣件单元3传递给浮置道床1，振动在浮置道床1上传递时，向水平方向传递的振动将被阻尼粒子41转化为碰撞和摩擦能量消耗掉，向下传播的振动将受到减振弹簧213的减振作用，避免振动传递给路基6，而使得路基6受到损坏。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于粒子阻尼器的浮置道床减振装置，其特征在于，包括路基和浮置道床，所述浮置道床位于路基上，所述浮置道床上固定有铁轨，所述浮置道床和路基之间具有浮起间隙，所述浮置道床上设有两排相对设置的减振安装槽组和两排相对设置的阻尼安装槽组，每排减振安装槽组包括多个沿浮置道床的轴向方向间隔设置的减振安装槽，每排阻尼安装槽组包括多个沿浮置道床的轴向方向间隔设置的阻尼安装槽，所述阻尼安装槽内填充有阻尼粒子，所述减振安装槽内设有隔振器，所述减振安装槽上下贯通浮置道床，所述隔振器包括盖板、减振弹簧、内套筒、外套筒和固定板，所述固定板固定在路基上，所述内套筒和外套筒固定在固定板上，所述内套筒位于外套筒内，所述减振弹簧套设在内套筒外，所述内套筒、外套筒和减振弹簧的顶端由减振安装槽底部的开口向上延伸至减振安装槽内，所述盖板固定在减振安装槽顶部的开口，所述减振弹簧支承盖板。

2.如权利要求1所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述铁轨位于减振安装槽靠近浮置道床中心轴线的侧边上。

3.如权利要求1所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述阻尼安装槽位于减振安装槽靠近或远离浮置道床中心轴线的侧边上。

4.如权利要求3所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述阻尼安装槽上下贯通浮置道床，所述阻尼安装槽的上下两个端口均设有固定槽，固定槽上固定有端盖。

5.如权利要求4所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述阻尼安装槽内阻尼粒子的填充率为90％，阻尼粒子的粒径为2mm，所述阻尼粒子的材料为铁基合金。

6.如权利要求1所述的浮置道床减振装置，其特征在于，还包括有两排扣件组，每排扣件组包括多个沿铁轨的延伸方向间隔排列的扣件单元，所述扣件单元固定在浮置道床的上表面，所述扣件单元扣压铁轨，相邻扣件单元的间距为相邻减振安装槽间距的1/2。

7.如权利要求6所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述扣件单元包括两个相对设置的扣板、两个相对设置的扣件压板和扣件垫片，所述扣件垫片固定在浮置道床上，扣件压板固定在扣件垫片上，所述铁轨位于两个扣板之间，扣板的一端与扣件压板固定，两个扣板的另一端相对设置并扣压铁轨的两侧。

8.如权利要求6所述的浮置道床减振装置，其特征在于，两个所述扣板相对的一端为弧形结构。

9.如权利要求1所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述隔振器还包括位于减振安装槽内的支撑块、锁紧板、调平钢板和垫板，所述支撑块固定在盖板的下方，所述垫板、调平钢板、锁紧板依次堆叠固定，所述锁紧板固定于支撑块下方，所述垫板与减振弹簧的顶端相固定。

10.如权利要求9所述的浮置道床减振装置，其特征在于，所述隔振器还包括有阻尼橡胶块，所述阻尼橡胶块固定于内套筒的顶部，所述阻尼橡胶块与垫板相抵接。

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