[发明专利]一种无砟轨道钢轨高阻尼固定结构

说明书

一种无砟轨道钢轨高阻尼固定结构，以有效抑制离散支撑导致的钢轨弯曲振动，有效耗散钢轨振动能量，抑制振动和噪声，改善轮轨周期性磨耗，有效缓解轮轨动态振动冲击，减弱振动向轨下基础的传递。包括钢轨和轨下基础，纵向间隔设置的扣件系统将钢轨固定安装在轨下基础上。相邻两扣件系统之间在轨下基础表面上设置一个或者纵向间隔设置至少两个剪切耗能装置,各剪切耗能装置作用于钢轨上对其形成垂向支撑；所述剪切耗能装置具有一对位于钢轨两侧的侧挡块，侧挡块的顶部固定设置耗能楔块，夹紧装置作用于两侧侧挡块上，使两侧耗能楔块与钢轨轨腰部紧贴且夹紧，形成垂向剪切耗能结构。

技术领域

本发明涉及轨道交通，特别涉及一种无砟轨道钢轨高阻尼固定结构。

背景技术

随着轨道交通的发展，其所带来的振动及噪声问题也日益突出，轨道结构的振动经隧道以及高架结构传入大地，产生振动波，进而激发沿途上方建筑的振动，甚至引发建筑物内部的二次振动噪声；同时轨道结构的振动将大大降低车辆零部件疲劳寿命，导致车辆零部件疲劳失效；长时间的累计振动还会造成轮轨磨耗的异常，导致钢轨周期性磨耗，导致钢轨波磨和车轮高阶不圆，进一步加剧轮轨作用和振动噪声；严重的轮轨周期振动还可能会导致车辆零部件断裂，轨道扣件弹条断裂以及构架裂纹等问题，严重的甚至会导致安全事故。所以有关部门为了治理轮轨振动及噪声的问题花费了大量的人力和物力。

随着技术的发展，高速铁路和城市轨道交通开始大量采用无砟轨道，相较于有砟轨道，无砟轨道能够有效地改善轨道的平顺性，降低轨道系统的维护量和维护成本；但由于无砟轨道在钢轨和轨下基础之间没有道砟耗能，导致了车轨振动的能量难以耗散，并且能够传递的更远。

为了减小轮轨振动噪声，控制轮轨周期性磨耗，工程技术人员进行了大量的研究工作，研发了多种轨道减振产品。譬如，在专利号201511025716.8的发明专利说明书中公开了一种无砟轨道钢轨固定结构及其钢轨支撑装置，其原理是以具有垂向弹性和摩擦耗能结构的钢轨支撑装置来支撑钢轨并抑制钢轨弹性振动及耗散钢轨振动能量，该结构虽然能够有效耗散钢轨振动能量，但在实际加工制造中难以获得较小的垂向刚度和较大的阻尼，实施较为困难。在专利号200820301866.6的实用新型专利说明书中公开了一种夹具固定是钢轨阻尼板，其原理是采用粘贴在钢轨轨底上表面和轨腰的阻尼板以及弹性夹钳的固定来实现减振降噪的效果，阻尼板通过提高钢轨结构阻尼来抑制振动，但其抑振能力有限。在公告号CN206956466U的实用新型专利说明书中公开了一种多剪切型钢轨动力阻尼吸振器，该吸振器利用多个谐振块的横向、垂向及剪切运动形成了抑制轨道结构的结构谐振的作用，但只能对单个或者多个目标频率的振动形成抑制，同时其主要作用是抑制结构谐振，而轮轨振动常常表现为一种非稳态的宽频振动，抑制效果有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无砟轨道钢轨高阻尼固定结构，以有效抑制离散支撑导致的钢轨弯曲振动，有效耗散钢轨振动能量，抑制振动和噪声，改善轮轨周期性磨耗，有效缓解轮轨动态振动冲击，减弱振动向轨下基础的传递。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种无砟轨道钢轨高阻尼固定结构，包括钢轨和轨下基础，纵向间隔设置的扣件系统将钢轨固定安装在轨下基础上，其特征是：相邻两扣件系统之间在轨下基础表面上设置一个或者纵向间隔设置至少两个剪切耗能装置，各剪切耗能装置作用于钢轨上对其形成垂向支撑；所述剪切耗能装置具有一对位于钢轨两侧的侧挡块，侧挡块的顶部固定设置耗能楔块，夹紧装置作用于两侧侧挡块上，使两侧耗能楔块与钢轨轨腰部紧贴且夹紧，形成垂向剪切耗能结构。