CN111424470A - 一种地铁减振复合基础及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于地铁施工技术领域，提供了一种地铁减振复合基础，置于轨道板和衬砌之间，包括：减振砂浆垫层，数量为至少一个，处于相邻两层混凝土基础之间，用于吸收振动能量；以及混凝土基础，数量为至少两层，处于最上层的所述混凝土基础上安装有所述轨道板，处于最下层的所述混凝土基础设置在所述衬砌上，本发明的有益效果是：利用高阻尼水泥基材料制成的减振砂浆垫层可以吸收各种频率的振动能量，从而改变了混凝土基础的原有阻尼与振动响应，克服了现有弹簧和橡胶减振支座侧向刚度不足的问题，使得减振技术在原有的技术上朝着多样化的方向发展，有效的降低了地铁运行时通过土体传递到地面的振动能量，进而减小振动对周边环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及地铁施工技术领域，尤其涉及一种地铁减振复合基础及其施工方法。
背景技术
随着城市的不断发展，城市面积的不断增大，城市人口的不断增多，越来越多的城市面临着基础设施发展的瓶颈与城市居民出行需求的矛盾。为了解决这一矛盾，越来越多的城市选择发展轨道交通。
然而，在城市轨道交通缓解交通堵塞的同时，其引发的振动与噪声问题也影响着城市居民的生活质量。城市轨道交通建设中普遍使用无砟轨道。无砟轨道可承受更大的轮轨作用力，延长路基使用寿命，可大幅降低轨道结构的养护和维修工作量，其日常维修工作量仅为有砟轨道结构的十分之一左右。但无砟轨道结构的轨道弹性仅仅靠钢轨扣件提供，在列车运行条件下，其轨道结构的振动和噪声问题日益严重。车辆运行引起的轨道振动不仅会恶化轮轨关系，缩短轨道结构使用寿命，还为城市轨道的安全运行埋下隐患。
目前国内外通常采用的轨道减振措施主要有以下几个方面：(1)在钢轨上粘贴或喷涂阻尼材料以衰减振动能量；(2)采用无缝线路减少轮轨间冲击力；(3)使用减振型扣件；(4)设置浮置轨道板等。然而大量工程实践表明，单纯依靠以上轨道减振措施会导致减振投资剧增，恶化轮轨关系。
这使得研发一种新型减振结构具有重要的现实意义。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种地铁减振复合基础及其施工方法，旨在解决背景技术中提出的技术问题。
本发明实施例是这样实现的，一种地铁减振复合基础，置于轨道板和衬砌之间，包括：
减振砂浆垫层，数量为至少一个，处于相邻两层混凝土基础之间，用于吸收振动能量；以及
混凝土基础，数量为至少两层，处于最上层的所述混凝土基础上安装有所述轨道板，处于最下层的所述混凝土基础设置在所述衬砌上。
作为本发明进一步的方案：所述减振砂浆垫层采用高阻尼水泥基材料制成。
作为本发明再进一步的方案：所述混凝土基础的数量为两个，两个所述混凝土基础之间设有一层减振砂浆垫层。
作为本发明再进一步的方案：单层所述减振砂浆垫层的厚度为100～250mm。
作为本发明再进一步的方案：所述地铁减振复合基础的厚度为300～350mm。
本发明实施例的另一目的在于提供一种地铁减振复合基础施工方法，包括以下步骤：
确定减振砂浆垫层中高阻尼水泥基材料的配合比，根据减振要求与成本预算，数值模拟确定浇筑减振砂浆垫层的层数与厚度；
在衬砌上进行第一层混凝土基础的浇筑和养护；
第一层混凝土基础的浇筑和养护完成之后，按照设定厚度在现场进行减振砂浆垫层的浇筑，振捣均匀以防止高阻尼水泥基材料局部堆积，保证减振砂浆垫层阻尼性能均匀，然后进行养护；
重复上述步骤，直至减振砂浆垫层和混凝土基础的数量达到设定要求之后，在混凝土基础上进行轨道板的施工安装。
作为本发明进一步的方案：所述混凝土基础按照C30的要求浇筑养护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用高阻尼水泥基材料制成的减振砂浆垫层可以吸收各种频率的振动能量，从而改变了混凝土基础的原有阻尼与振动响应，克服了现有弹簧和橡胶减振支座侧向刚度不足的问题，使得减振技术在原有的技术上朝着多样化的方向发展，有效的降低了地铁运行时通过土体传递到地面的振动能量，进而减小振动对周边环境的影响。
附图说明
图1为一种地铁减振复合基础的结构示意图。
附图中：100-减振砂浆垫层、200-轨道板、300-衬砌、400-混凝土基础。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种地铁减振复合基础的结构图，置于轨道板200和衬砌300之间，包括减振砂浆垫层100和混凝土基础400，其中，所述减振砂浆垫层100的数量为至少一个，处于相邻两层混凝土基础400之间，用于吸收振动能量；所述混凝土基础400的数量为至少两层，处于最上层的所述混凝土基础400上安装有所述轨道板200，处于最下层的所述混凝土基础400设置在所述衬砌300上。
本实施例中，处于相邻两层混凝土基础400内的减振砂浆垫层100可以吸收各种频率的振动能量，从而改变了混凝土基础400的原有阻尼与振动响应，有效的降低了地铁运行时通过土体传递到地面的振动能量，进而减小振动对地面环境的影响。
如图1所示，作为本发明一个优选的实施例，所述减振砂浆垫层100采用高阻尼水泥基材料制成。高阻尼水泥基材料是一种优秀的纤维增强水泥基复合材料。它超强的韧性、独特的多缝开裂特性、应***化特性、丰富的产品种类以及突出的绿色环保性,不但可以显著改善混凝土结构的抗振性能和抗弯性能,实现建筑结构的自身耗能,而且具有很好的可持续发展意义。
如图1所示，作为本发明一个优选的实施例，所述混凝土基础400的数量为两个，两个所述混凝土基础400之间设有一层减振砂浆垫层100。
本实施例的一种情况中，混凝土基础400的数量为两个，减振砂浆垫层100的数量为一个，当然在实际应用时，混凝土基础400和减振砂浆垫层100的数量可以根据实际减振需求进行设置。
如图1所示，作为本发明一个优选的实施例，单层所述减振砂浆垫层100的厚度为100～250mm。所述地铁减振复合基础的厚度为300～350mm。
如图1所示，本发明实施例还提供了一种地铁减振复合基础施工方法，包括以下步骤：
确定减振砂浆垫层100中高阻尼水泥基材料的配合比，由于减振砂浆垫层100内含有其他材料，因此，此处需要确定高阻尼水泥基材料与其他材料如砂浆的配比；根据减振要求与成本预算，数值模拟确定浇筑减振砂浆垫层100的层数与厚度；
在衬砌300上进行第一层混凝土基础400的浇筑和养护；
第一层混凝土基础400的浇筑和养护完成之后，按照设定厚度在现场进行减振砂浆垫层的浇筑，振捣均匀以防止高阻尼水泥基材料局部堆积，保证减振砂浆垫层阻尼性能均匀，然后进行养护；
重复上述步骤，直至减振砂浆垫层和混凝土基础400的数量达到设定要求之后，在混凝土基础400上进行轨道板200的施工安装。
在本实施例的一种情况中，减振砂浆垫层100的厚度为100mm，层数为一层，混凝土基础400的厚度也为100mm，数量为两个，那么整体的减振复合基础的厚度即为300mm，当第二层混凝土基础400浇筑养护完成后，即可进行轨道板200的施工安装。所述混凝土基础400需要按照C30的要求浇筑养护。
此处，本发明实施例还列举出了高阻尼水泥基材料的原料及其型号，具体如下：
(1)聚氨酯，东莞市黄江盛邦塑胶原材料经营部提供的GMP-835型号；
(2)水泥，海螺牌普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5，具体性能指标见表1。
表1水泥性能指标
| 主要成分 | 烧失量 | 初凝时间 | 终凝时间 | 标准稠度用水量 |
| 普通硅酸盐 | ≤5.0％ | 45min | 600min | 1.0％ |
(3)晶须，东莞市宝芊塑胶化工提供的硫酸钙晶须，具体性能指标见表2。
表2晶须性能指标
(4)云母粉，上海逸轩商贸有限公司提供的800目绢云母。其弹性模量为1502～2134MPa，耐热度500～600℃，具有良好的化学稳定性。
(5)减水剂，深圳市安托山混凝土有限公司提供的聚羧酸型高性能减水剂。
(6)消泡剂，东莞德丰消泡剂厂家提供的水性聚氨酯溶液专用消泡剂。
(7)砂和水，砂可以为天然河沙。
上述水泥、砂、水、水性聚氨酯乳液(聚氨酯)、减水剂和消泡剂的比例为(1000～1200):(2000～2400):(500～600):(80～120):(4～7):(0.2～0.5)，无机填料(晶须和云母粉)和水泥的质量比为(44～88):1100，该高阻尼水泥基材料的弹性模量较低，阻尼性能较强。
本发明上述实施例提供了一种地铁减振复合基础，并基于该地铁减振复合基础提出了一种地铁减振复合基础施工方法，利用高阻尼水泥基材料制成的减振砂浆垫层可以吸收各种频率的振动能量，从而改变了混凝土基础的原有阻尼与振动响应，克服了现有弹簧和橡胶减振支座侧向刚度不足的问题，使得减振技术在原有的技术上朝着多样化的方向发展，有效的降低了地铁运行时通过土体传递到地面的振动能量，进而减小振动对周边环境的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种地铁减振复合基础，置于轨道板和衬砌之间，其特征在于，包括：
减振砂浆垫层，数量为至少一个，处于相邻两层混凝土基础之间，用于吸收振动能量；以及
混凝土基础，数量为至少两层，处于最上层的所述混凝土基础上安装有所述轨道板，处于最下层的所述混凝土基础设置在所述衬砌上。
2.根据权利要求1所述的一种地铁减振复合基础，其特征在于，所述减振砂浆垫层采用高阻尼水泥基材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种地铁减振复合基础，其特征在于，所述混凝土基础的数量为两个，两个所述混凝土基础之间设有一层减振砂浆垫层。
4.根据权利要求3所述的一种地铁减振复合基础，其特征在于，单层所述减振砂浆垫层的厚度为100～250mm。
5.根据权利要求4所述的一种地铁减振复合基础，其特征在于，所述地铁减振复合基础的厚度为300～350mm。
6.一种地铁减振复合基础施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定减振砂浆垫层中高阻尼水泥基材料的配合比，根据减振要求与成本预算，数值模拟确定浇筑减振砂浆垫层的层数与厚度；
在衬砌上进行第一层混凝土基础的浇筑和养护；
第一层混凝土基础的浇筑和养护完成之后，按照设定厚度在现场进行减振砂浆垫层的浇筑，振捣均匀以防止高阻尼水泥基材料局部堆积，保证减振砂浆垫层阻尼性能均匀，然后进行养护；
重复上述步骤，直至减振砂浆垫层和混凝土基础的数量达到设定要求之后，在混凝土基础上进行轨道板的施工安装。
7.根据权利要求6所述的一种地铁减振复合基础施工方法，其特征在于，所述混凝土基础按照C30的要求浇筑养护。
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