[发明专利]一种板式无砟轨道多维隔减振装置及其隔减振方法

说明书

本发明涉及一种板式无砟轨道多维隔减振装置及其减振方法，装置包括上端盖、环形减振垫、粘弹性材料块和底座。环形减振垫对水平方向的振动作用进行隔离和减弱。列车荷载较小时，上端盖的第一压筒挤压碟形弹簧组，环形减振垫下方的第二压筒挤压外粘弹性材料块，碟形弹簧组和外粘弹性材料块共同对竖直方向的振动进行隔离和减弱。列车荷载较大时，上端盖的中心压轴接触并挤压内粘弹性材料块，内粘弹性材料块参与工作，提高隔减振装置工作性能，同时底座上设置限位台阶对板式无砟轨道的竖向位移进行限制。本发明能够在竖直和水平方向上同时发挥隔减振作用，保证在不同的列车荷载作用下均具有良好的工作性能。

技术领域

本发明涉及一种板式无砟轨道多维隔减振装置及其减振方法。

背景技术

高速铁路的轨道结构一般采用稳定性较好的无砟轨道，然而无砟轨道刚度大，固有频率高，存在较大的振动和噪声问题。高速铁路列车运行时，车轮与钢轨之间相互接触，轨道不平顺等轮轨激扰作用使无砟轨道结构和列车发生振动，同时产生噪声。轨道振动会加剧列车振动，影响列车运行的安全性和舒适性，振动能量和噪声沿无砟轨道向下传递，引发铁路桥梁、隧道、地下结构及近邻建筑物的二次振动和噪声。解决振动和噪声问题的有效途径是结构振动控制，隔减振装置作为振动控制的一种常见形式，因其构造简单、强鲁棒性和高稳定性的优点被广泛应用。

目前用于板式无砟轨道结构中的隔减振措施主要有钢轨减振扣件和橡胶垫层，以竖向隔振为主要目的。减振扣件提供的参振质量有限，隔振效果较低。橡胶垫层施工复杂且不易更换，在疲劳载荷作用下的使用寿命较低。橡胶材料的阻尼性能受温度影响大，长期在野外工作时易老化且耐腐蚀性差，无法达到与金属材料相同的使用寿命和隔振效果。钢弹簧隔振器是城市轨道交通领域内效果最好的减振降噪方式，广泛用于需要较高减振降噪要求的特殊地段，如医院、音乐厅、博物馆和精密仪器实验室等。但钢弹簧隔振器易导致轨道垂向位移过大，对高铁运行安全性影响大，且造价较高，未能在高速铁路无砟轨道中广泛应用。

传统的轨道隔减振措施主要对竖向振动进行控制，高速铁路轨道结构的振动是多方向的，尤其会在列车偏载、双线会车等情况下发生明显地水平振动。多维隔减振是一种同时在水平和竖直方向上对振动进行隔离、减弱的技术，能够有效控制轨道结构的多维振动。

粘弹性材料通过剪切或压缩变形，将振动能量以热能形式耗散，具有优越的减振能力。金属材料具有耐高低温、长使用寿命和隔振能力。因此，发明一种结合粘弹性材料的多维隔减振装置有效地实现板式无砟轨道多维振动控制，很有必要且极具工程应用前景。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种板式无砟轨道多维隔减振装置，该装置承载能力强，减振性能好，能够同时在水平方向和竖直方向起到减振作用，能够保证在各等级列车荷载作用下均具有良好的耗能能力，能够保证板式无砟轨道结构的水平和竖向位移在允许范围内。此外，该装置结构简单，拆卸方便，便于维护和更换。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术手段为：

一种板式无砟轨道多维隔减振装置，包括上下对称设置的上端盖和底座，其中，

所述上端盖包括顶板、上外筒、中心压轴和第一压筒，其中，所述中心压轴位于顶板中心；所述第一压筒围在中心压轴外部，并且与所述中心压轴之间形成第一环槽；

所述底座包括中心导筒、内筒和下外筒，其中，所述中心导筒位于底座中心；所述内筒围在中心导筒外部，与中心导筒之间形成第二环槽；所述下外筒与内筒之间形成第三环槽；

所述中心压轴插入中心导筒内，中心导筒插入第一环槽中；中心导筒的底部设有内粘弹性材料块；内粘弹性材料块的顶面与中心压轴的底面具有第一竖向间隔距离；

所述第二压筒插入第三环槽中，第三环槽的底部设有外粘弹性材料块，外粘弹性材料块的顶面与第二压筒接触；

至少一对竖向隔断，设置在所述第三环槽内；