CN211922100U - 一种新型减振轨道结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于提供一种新型减振轨道结构，其特征在于：它包括橡胶垫板、轨下液压支承台、枕下动力吸振台。本实用新型整体结构简单、制造方便，可高铁、地铁等轨道交通中布置，可以有效的减少吸收由于轨道几何不平顺、刚度不平顺、车轮踏面磨损等因素引起的轮轨振动引起的对周围环境的影响，有效的降低列车在运行过程中引起的地面振动，改善线路沿线周边居民的居住环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种新型减振轨道结构，属于振动降噪技术领域，具体涉及一种基于液压粘滞阻尼和动力吸振器的轨道结构。
背景技术
在现有的高铁、地铁等轨道交通振动控制措施中，多采用减振扣件来控制由于轨道不平顺引起的轮轨振动引起的对周围环境的影响，所达到的技术标准有限，有时候不能满足现有的振动噪声控制标准，反而会增大周围环境的振动，无法达到技术标准的要求。需要知道的是，在已有的振动控制措施中，振动并不能完全消失，只能通过这种技术对振动进行削弱，直至振动的效应处在我们允许的范围内。
例如，通过在地铁隧道内使用双层非线性扣件、浮轨扣件等减振扣件理论上可以减少地面的振动响应，但是有时会使得地面振动放大的现象，特别是浮轨扣件和双层非线性扣件会使得地面振动向低频偏移。往往达不到预期的减振效果并且由于采用减振扣件，导致扣件垂向刚度小于传统扣件，使得轨道强度降低，导致钢轨侧磨波磨病害的发生。
实用新型内容
间隙粘滞阻尼器的工作原理是阻尼器受到外界冲击时，缸体与活塞产生相对运动，活塞一侧的容积变小，迫使黏性阻尼材料经过间隙流向体积增大的一侧，阻尼材料的剪切流动产生阻尼力来耗散冲击能量，从而达到缓冲的目的。希望该阻尼器产生很大的阻力，既能限制钢轨的位移，又能吸收能量和分担冲击力。
动力吸振装置可以通过自身振动，从目标***中吸收能量并消耗，从而降低目标***的振动。
框架性轨枕(梯形轨枕)具有一下优点：1、重量轻，节省材料：与轨枕板道床相比，每延米节约混凝土52.6％，节约钢筋69.4％，体重下降68.7％，与中空式整体轨枕板道床相比可节约混凝土34.5％，钢筋用量节约72.9％，体重下降22.3％。2、减震降噪：轨道***采用了防震材料作支撑，大幅度缩短工期。尤其在城市轨道交通中体会到它的防震防噪效果。3、利于加快施工进度：框架性轨枕(梯形轨枕)作为预制结构，能高效保证精度和质量，减少施工现场现浇混凝土事务，从而缩短工期。4、耐久性好，维护方便：在无渣轨道中具有最少维修量、可修复的优质特点。其中使用的聚氨塑料可用50年，即使需要更换，将框架性轨枕(梯形轨枕)顶起25毫米左右即可方便完成。如果轨道部件出现大的变形，只需在梯形轨道下***高度调整片即可达标。
利用以上性质，可设计出全新轨道结构，结合间隙粘滞阻尼原理，设计新型扣件，希望该扣件***在保持较大刚度的情况下，能产生很大的阻力，既能限制钢轨的位移，又能吸收能量和分担冲击力。在波的传播路径上着手，减少地面振动响应。
本实用新型的目的在于提供一种新型轨道结构能有效的降低列车在运行过程中引起的地面振动，降低扣件弹条应变和应力，降低扣件失效率，改善线路沿线周边居民的居住环境。
具体而言，本实用新型的目的在于提供一种新型轨道结构，其特征在于：其特征在于：它包括橡胶垫板1、轨下液压支承台2、枕下动力吸振平台3。
进一步的，其特征在于：橡胶垫板1介于钢轨和轨下液压支承台2、液压支承台2和枕下动力吸振平台3之间。起到换成振动和冲击的作用，以及进行电绝缘。主要是由天然橡胶、丁苯胶、氯丁胶、HDPE、EVA、高密度聚乙烯等组合，具有很高的弹性，且在各种温度下不易发生变形，断裂的情况。使用周期长，维修和更换成本低。
进一步的，其特征在于：轨下液压支承台2是一个圆柱结构内径为D，内部充满二甲基硅油2-1，其密度为ρ、动力黏度μ、体积弹性系数K。内置活塞2-2直径d，活塞 2-2与内壁之间的间隙为h。在扣件安装阶段，给轨下液压支承台2施加一个预压，油液的体积弹性模量为
V为活塞上方油液体积，ΔV为体积改变量，Δp为压力变化量。使得能很好的固定钢轨。
进一步的，其特征在于：轨下液压支承台2在上下端有2组弹簧2-3，使得活塞2-2可以在油液内上下产生小位移，考虑到轨下液压支承台为具有液压粘滞阻尼器的功能，能消耗钢轨上的振动的能量。
进一步的，其特征在于：轨下液压支承台2放置在橡胶垫板1上，在轨下液压支承台2下端螺母对应位置橡胶垫板1具有相同的孔洞，使得轨下液压支承台2中活塞2-2能上下移动。
进一步的，其特征在于：枕下动力吸振平台3为一圆柱体结构，在上下底面为矩形板3-1和3-2，在上底面沿线路方向通过螺母固定在轨枕侧边，在下底面通过螺母直接固定。
进一步的，其特征在于：枕下动力吸振平台3上底板3-1与弹簧3-3相固定，并未与圆柱体固定，使得枕下动力吸振平台3支承的轨枕可以与整体结构形成动力吸振器，当轨枕上下产生位移时，经上下底板3-1和3-2之间连接的阻尼3-4耗散掉一部分能量，下底板3-2与圆柱体和弹簧3-3相固定。但是此结构并不满足动力吸振器的最优设计，因此问了能消耗更多的能量，进一步减少能量的向外部的传递，在圆柱体内设置多重动力吸振器 3-5。
进一步的，其特征在于：多重动力吸振器3-5是一个多自由度多模态控制的动力吸振器，m、k、c分别为动力吸振器的质量、刚度和阻尼，μ为动力吸振器的质量比，M、K为主振***的质量和刚度。其中m＝μM,
来确定最优状态的动力吸振器阻尼比。
进一步的，其特征在于：框架型轨枕(梯形轨枕)是将各个轨枕连接起来形成一个整体。
附图说明
图1是本实用新型的一种新型轨道结构整体结构图。
图2是本实用新型的一种新型轨道结构示意图(垂直列车行进方向)。
图3是本实用新型的一种新型轨道结构示意图(沿列车行进方向)。
图4是图2中轨下液压支承台2的示意图。
图5是图2中枕下动力吸振平台3的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
具体实施方式一：结合图1-图5说明，本实施方式的本实用新型的目的在于提供一种基于液压粘滞阻尼的新型周期性扣件结构，以无砟轨道为例，其特征在于：它包括橡胶垫板1、轨下液压支承台2、枕下动力吸振平台3。
优选的，橡胶垫板1介于钢轨和轨下液压支承台2、液压支承台2和枕下动力吸振平台3之间。起到换成振动和冲击的作用，以及进行电绝缘。主要是由天然橡胶、丁苯胶、氯丁胶、HDPE、EVA、高密度聚乙烯等组合，具有很高的弹性，且在各种温度下不易发生变形，断裂的情况。使用周期长，维修和更换成本低。
优选的，轨下液压支承台2是一个圆柱结构内径为D。内部充满二甲基硅油2-1，其密度为ρ、动力黏度μ、体积弹性系数K。内置活塞2-2直径d，活塞2-2与内壁之间的间隙为h。在扣件安装阶段，给轨下液压支承台2施加一个预压，油液的体积弹性模量为
V为活塞上方油液体积，ΔV为体积改变量，Δp为压力变化量。使得能很好的固定钢轨。
优选的，轨下液压支承台2在上下端有2组弹簧2-3，使得活塞2-2可以在油液内上下产生小位移，考虑到轨下液压支承台为具有液压粘滞阻尼器的功能，能消耗钢轨上的振动的能量。
优选的，轨下液压支承台2放置在橡胶垫板1上，在轨下液压支承台2下端螺母对应位置橡胶垫板1具有相同的孔洞，使得轨下液压支承台2中活塞2-2能上下移动。
优选的，枕下动力吸振平台3为一圆柱体结构，在上下底面为矩形板3-1和3-2，在上底面沿线路方向通过螺母固定在轨枕侧边，在下底面通过螺母直接固定。矩形板3-1 和3-2之间设置有阻尼3-4。
优选的，枕下动力吸振平台3上底板3-1与弹簧3-3相固定，并未与圆柱体固定，使得枕下动力吸振平台3支承的轨枕可以与整体结构形成动力吸振器，当轨枕上下产生位移时，经上下底板3-1和3-2之间连接的阻尼3-4耗散掉一部分能量，下底板3-2与圆柱体和弹簧3-3相固定。更优选地，为了能消耗更多的能量，进一步减少能量的向外部的传递，在圆柱体内设置多重动力吸振器3-5。
优选的，多重动力吸振器3-5是一个多自由度多模态控制的动力吸振器，m、k、c分别为动力吸振器的质量、刚度和阻尼，μ为动力吸振器的质量比，M、K为主振***的质量和刚度。X为阻尼系数，Xst临界阻尼系数。
其中m＝μM,
来确定最优状态的动力吸振器阻尼比。
优选的，框架型轨枕(梯形轨枕)是将各个轨枕连接起来形成一个整体。
需要说明的是，上述实施例同样适合在无砟轨道形式中，当主要关系频段不同时，只需根据需求对枕下动力吸振平台做出略微调整即可。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种新型减振轨道结构，其特征在于：它包括橡胶垫板、轨下液压支承台、枕下动力吸振平台；其中，所述橡胶垫板介于钢轨和轨下液压支承台之间，以及介于轨下液压支承台和枕下动力吸振平台之间。
2.根据权利要求1所述的一种新型减振轨道结构，其特征在于：轨下液压支承台是一个圆柱结构内径为D，内部充满二甲基硅油，活塞与内壁之间的间隙为h。
3.根据权利要求1所述的一种新型减振轨道结构，其特征在于：轨下液压支承台在上下端有组弹簧，使得活塞可在油液内上下产生小位移。
4.根据权利要求1所述的一种新型减振轨道结构，其特征在于：轨下液压支承台放置在橡胶垫板上，在轨下液压支承台下端螺母对应位置橡胶垫板具有相同的孔洞，使得轨下液压支承台中活塞能上下移动。
5.根据权利要求1所述的一种新型减振轨道结构，其特征在于：枕下动力吸振平台为一圆柱体结构，在上下底面为矩形板，在上底面沿线路方向通过螺母固定在轨枕侧边，在下底面通过螺母直接固定。
6.根据权利要求1所述的一种新型减振轨道结构，其特征在于：枕下动力吸振平台上底板与弹簧相固定，并未与圆柱体固定，使得枕下动力吸振平台支承的轨枕可以与整体结构形成动力吸振器，当轨枕上下产生位移时，经上下底板和之间连接的阻尼耗散掉一部分能量，下底板与圆柱体和弹簧相固定。
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| CN201922144951.7U CN211922100U (zh) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | 一种新型减振轨道结构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113089387A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 周允桂 | 一种轨道交通用的整体式的减震装置 |
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2019
- 2019-12-04 CN CN201922144951.7U patent/CN211922100U/zh active Active
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