被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，以降低與軌道結(jié)構(gòu)固有頻率接近的振動成份，消除軌道結(jié)構(gòu)在該頻段的有害振動。包括設(shè)置于支撐基礎(chǔ)（106）之上的一對橫向間隔的縱向梯形軌枕（101），該對梯形軌枕（101）由沿線路延伸方向間隔設(shè)置的連接構(gòu)件（102）連接為一體，鋼軌（104）通過扣件（105）固定于梯形軌枕（101）上，其特征在于：所述梯形軌枕（101）上或支撐基礎(chǔ)（106）上沿線路延伸方向間隔設(shè)置有附加質(zhì)量塊（103），附加質(zhì)量塊（103）通過彈性構(gòu)件與梯形軌枕（101）或支撐基礎(chǔ)（106）彈性連接。
【專利說明】被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路建筑構(gòu)件，特別涉及一種被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)。【背景技術(shù)】
[0002]梯形軌枕軌道由鋼軌、扣件、梯形軌枕和支撐基礎(chǔ)等構(gòu)成，其中梯形軌枕由一對縱向鋼筋混凝土梁和沿縱向一定間隔布置的橫向鋼管聯(lián)接而成，形似“梯子”，故得此名。因其梯形軌枕梁沿著鋼軌縱向連續(xù)鋪設(shè)，因此，不僅軌架的縱向抗彎剛度增大，改善了運(yùn)行平穩(wěn)性，而且道砟承受的列車荷載分布狀態(tài)得到了改善，從而降低了因列車荷載反復(fù)作用引起的軌道變形，在國內(nèi)外城市軌道交通中得到了大量應(yīng)用。
[0003]在軌枕下方采用減振墊的梯形軌枕是一種輕量化的質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)，可在很大程度上減小列車荷載傳遞至周圍環(huán)境的振動，系統(tǒng)的減振效果(Z振級插入損失)可達(dá)12?15dB。目前，浮置式梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)第一階固有頻率約在20Hz左右，對現(xiàn)實(shí)生活及生產(chǎn)中需要隔離的低頻(f ( 20Hz)振動成份，梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)不僅起不到降低的作用，反而因?yàn)樵擃l段振動接近其固有頻率，產(chǎn)生共振，會增強(qiáng)該頻段的振動影響。要提高軌道結(jié)構(gòu)對低頻振動成份的緩沖效果，傳統(tǒng)的辦法是降低軌道結(jié)構(gòu)的固有頻率，即增加軌道結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，或降低軌道結(jié)構(gòu)的剛度。由于受鐵路基礎(chǔ)建筑界限及成本所限，質(zhì)量增加所帶來的減振效果有限；若減低軌道結(jié)構(gòu)剛度，固有頻率可減小，但剛度降低過大，則軌道結(jié)構(gòu)位移增大，帶來列車運(yùn)行安全隱患，因此，已無法進(jìn)一步通過上述形式來達(dá)到降低低頻范圍內(nèi)的振動影響。
[0004]當(dāng)?shù)罔F列車經(jīng)過減振要求較高的建筑物時(shí)，如科研機(jī)構(gòu)、音樂廳、醫(yī)院、軍事設(shè)施、博物館及古建筑等，低頻振動成份不僅容易引起結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，影響設(shè)備壽命，還會影響鐵路上蓋博物館等物業(yè)的使用環(huán)境及沿線精密儀器儀表的工作精度，易導(dǎo)致電氣部件和自控系統(tǒng)的工作失靈，同時(shí)振動還不可避免地產(chǎn)生噪聲，影響周圍人員的工作及身心健康。因此，有必要采用新技術(shù)對梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)的低頻減振性能做進(jìn)一步的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，以降低與軌道結(jié)構(gòu)固有頻率接近的振動成份，消除軌道結(jié)構(gòu)在該頻段的有害振動。
[0006]本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于支撐基礎(chǔ)之上的一對橫向間隔的縱向梯形軌枕，該對梯形軌枕由沿線路延伸方向間隔設(shè)置的連接構(gòu)件連接為一體，鋼軌通過扣件固定于梯形軌枕上，其特征在于:所述梯形軌枕上或支撐基礎(chǔ)上沿線路延伸方向間隔設(shè)置有附加質(zhì)量塊，附加質(zhì)量塊通過彈性構(gòu)件與梯形軌枕或支撐基礎(chǔ)彈性連接。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，在梯形軌枕上和/或在支撐基礎(chǔ)上設(shè)置與其彈性聯(lián)接的附加質(zhì)量塊，通過合理選擇附加質(zhì)量塊的結(jié)構(gòu)形式、動力參數(shù)以及與軌道結(jié)構(gòu)間的耦合關(guān)系，便可在軌道結(jié)構(gòu)固有頻率段上實(shí)現(xiàn)質(zhì)量塊的振動相位與梯形軌枕或梯形軌枕支撐基礎(chǔ)的振動相位相反，達(dá)到消除軌道結(jié)構(gòu)在該頻段的有害振動、實(shí)現(xiàn)減小梯形軌枕軌道的低頻振動成分的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)實(shí)施例1示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)實(shí)施例2示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)實(shí)施例3示意圖；
[0012]圖4是本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)實(shí)施例4示意圖；
[0013]圖5是本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)中附加質(zhì)量塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖6是本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)附加質(zhì)量塊的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖7是本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)實(shí)施例4的整體示意圖；
[0016]圖8是發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)實(shí)施例5示意圖
[0017]圖中示出構(gòu)件及所對應(yīng)的標(biāo)記:梯形軌枕101，安裝空間101a，連接構(gòu)件102，附加質(zhì)量塊103，鋼軌104，扣件105，支撐基礎(chǔ)106。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]參照圖1或者圖8，本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于支撐基礎(chǔ)106之上的一對橫向間隔的縱向梯形軌枕101，該對梯形軌枕101由沿線路延伸方向間隔設(shè)置的連接構(gòu)件102連接為一體，鋼軌104通過扣件105固定于梯形軌枕101上。所述梯形軌枕101上或支撐基礎(chǔ)106上沿線路延伸方向間隔設(shè)置有附加質(zhì)量塊103，附加質(zhì)量塊103通過彈性構(gòu)件與梯形軌枕101或支撐基礎(chǔ)106彈性連接。
[0020]本發(fā)明并非通過降低軌道結(jié)構(gòu)固有頻率，即不是通過增加軌枕質(zhì)量或者軌枕支撐剛度，來實(shí)現(xiàn)低頻減振的目的，而是采用被動式動力吸振的原理，通過在軌枕上附加一個(gè)彈簧-阻尼-質(zhì)量子結(jié)構(gòu)，適當(dāng)選擇該子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、動力參數(shù)以及與軌道結(jié)構(gòu)間的耦合關(guān)系，在預(yù)期頻段上使子結(jié)構(gòu)的振動相位與軌枕或軌枕支撐基礎(chǔ)的振動狀態(tài)相反，通過附加質(zhì)量塊的大位移振動，實(shí)現(xiàn)減小軌道結(jié)構(gòu)的低頻振動成分的目的。
[0021]本發(fā)明通過在梯形軌枕101上或在支撐基礎(chǔ)106上設(shè)置與其彈性聯(lián)接的附加質(zhì)量塊103，通過合理選擇附加質(zhì)量塊的結(jié)構(gòu)形式、動力參數(shù)以及與軌道結(jié)構(gòu)間的耦合關(guān)系，便可在軌道結(jié)構(gòu)固有頻率段上實(shí)現(xiàn)質(zhì)量塊的振動相位與軌枕或軌枕支撐基礎(chǔ)的振動相位相反，達(dá)到消除軌道結(jié)構(gòu)在該頻段的有害振動、實(shí)現(xiàn)減小梯形軌枕軌道的低頻振動成分的目的。
[0022]所述附加質(zhì)量塊103為鋼筋混凝土塊或密度更大的金屬材料塊，以達(dá)到更佳吸振作用。參照圖5，所述附加質(zhì)量塊103為整體結(jié)構(gòu)。參照圖6，所述附加質(zhì)量塊103也可由多個(gè)單元塊組合而成。所述彈性構(gòu)件為橡膠、彈簧、合成樹脂或鋼筋。梯形軌枕101通常由鋼筋混凝土制成。
[0023]所述附加質(zhì)量塊103的設(shè)置方式可以有多種方式。參照圖1至圖4，所述連接構(gòu)件102沿鋼軌104延伸方向間隔設(shè)置，相鄰兩連接構(gòu)件102形成安裝空間101a，通常在該安裝空間IOla內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)附加質(zhì)量塊103。
[0024]實(shí)施例1:如圖1所示，所述附加質(zhì)量塊103在安裝空間IOla內(nèi)與一縱向梯形軌枕101的內(nèi)側(cè)壁彈性連接。
[0025]實(shí)施例2:如圖2所示，所述附加質(zhì)量塊103在安裝空間IOla內(nèi)，其兩側(cè)分別與一縱向梯形軌枕101的內(nèi)側(cè)壁彈性連接。
[0026]實(shí)施例3:如圖3所示，所述附加質(zhì)量塊103以兩個(gè)為一組，同一組中的兩附加質(zhì)量塊103分別與一縱向梯形軌枕101的內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁彈性連接。
[0027]實(shí)施例4:如圖4、圖7所示，所述兩縱向梯形軌枕101上各設(shè)置一組附加質(zhì)量塊103，同一組中的兩附加質(zhì)量塊103分別與一縱向梯形軌枕101的內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁彈性連接。
[0028]實(shí)施例5:如圖8所示，所述附加質(zhì)量塊103在安裝空間IOla內(nèi)與支撐基礎(chǔ)106彈性連接。附加質(zhì)量塊103既可嵌入支撐基礎(chǔ)106內(nèi)，或者附在支撐基礎(chǔ)106的表面。
[0029]以上所述只是用圖解說明本發(fā)明被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)的一些原理，并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于支撐基礎(chǔ)(106)之上的一對橫向間隔的縱向梯形軌枕(101)，該對梯形軌枕(101)由沿線路延伸方向間隔設(shè)置的連接構(gòu)件(102)連接為一體，鋼軌(104)通過扣件(105)固定于梯形軌枕(101)上，其特征在于:所述梯形軌枕(101)上或支撐基礎(chǔ)(106)上沿線路延伸方向間隔設(shè)置有附加質(zhì)量塊(103)，附加質(zhì)量塊(103)通過彈性構(gòu)件與梯形軌枕(101)或支撐基礎(chǔ)(106)彈性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述附加質(zhì)量塊(103)與一縱向梯形軌枕(101)的內(nèi)側(cè)壁彈性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述附加質(zhì)量塊(103)的兩側(cè)分別與一縱向梯形軌枕(101)的內(nèi)側(cè)壁彈性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述附加質(zhì)量塊(103)以兩個(gè)為一組，同一組中的兩附加質(zhì)量塊(103)分別與一縱向梯形軌枕(101)的內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁彈性連接。
5.如權(quán)利要求4所述的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述兩縱向梯形軌枕(101)上各設(shè)置一組附加質(zhì)量塊(103)。
6.如權(quán)利要求1所述的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述附加質(zhì)量塊(103)為整體結(jié)構(gòu)，或者由多個(gè)單元塊組合而成。
7.如權(quán)利要求1所述的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述附加質(zhì)量塊(103)為鋼筋混凝土塊或密度更大的金屬材料塊。
8.如權(quán)利要求1所述的被動式動力減振的梯形軌枕軌道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述彈性構(gòu)件為橡膠、彈簧、合成樹脂或鋼筋。
【文檔編號】E01B2/00GK103526652SQ201310528573
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】楊吉忠, 顏華, 楊捷, 鄭小艷, 潘自立, 林紅松, 張雷, 蔡文峰, 傅麗霖, 和振興, 徐志勝, 韓義濤 申請人:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司