[发明专利]一种满铺周期垫层减振道床

说明书

本发明公开了一种满铺周期垫层减振道床，包括周期复合道床板及设置在其下方的混凝土基底，所述周期复合道床板与所述混凝土基底之间通过限位结构限位，防止发生相对位移，其中，所述周期复合道床板由混凝土板与周期垫层从上至下交替排列固结而成，且混凝土板与周期垫层在竖直方向的投影完全重合，形成垫层满铺形式的一维散射型或局域共振型周期结构；每一混凝土板和其下方相邻的周期垫层构成一个基本单元，所述基本单元沿竖直方向的周期重复数不少于2。本发明的减振道床在竖直方向上形成弹性波禁带，能有效控制竖直方向振动传播，通过改变结构尺寸与材料组成能够主动调节禁带范围，可调节性强。

技术领域

本发明专利涉及轨道交通减振降噪领域，特别是涉及一种满铺周期垫层减振道床。

背景技术

目前轨道交通环境振动控制广泛采用的轨道减振措施暴露出以下问题：(1)目前轨道减振的原理是降低支承刚度或增加参振质量，过度减振或减振不当就可能引起轮轨异常磨耗，造成设备及零部件的快速非正常伤损，增加轮轨系统养护维修工作量，甚至影响行车的平稳性和安全性；(2)减振区段长、投资高，以一条长30km的地铁为例，轨道减振引起的造价增加可能达到2亿元；(3)钢弹簧浮置板铺设路段乘客乘坐舒适度严重受损。

固体物理学研究发现，按照某种方式排列的周期介质具有弹性波禁带特性，即入射波的频率落在禁带范围内时，入射波不能在周期介质中传播。伴随凝聚态物理的蓬勃发展，国际上开始将周期结构禁带特性引入声振领域，声子晶体发展最为迅速，是典型代表。

目前沿未有利用周期结构禁带特性对轨道交通中涉及的结构进行周期化的创新设计、实现振动的主动调控的报导。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点，本发明提供一种满铺周期垫层减振道床。根据轨道交通振源特性及振动传播衰减规律，采用周期结构禁带理论对道床结构进行周期化设计，改变结构几何尺寸和材料组成，从而实现对禁带及隔振频段的主动调节与控制，在达到减振预期目标的同时确保轨道与线路平顺性、降低钢轨负担、抑制异常波磨的发生。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种满铺周期垫层减振道床，包括周期复合道床板及设置在其下方的混凝土基底，所述周期复合道床板与所述混凝土基底之间通过限位结构限位，防止发生相对位移，其中，所述周期复合道床板由混凝土板与周期垫层从上至下交替排列固结而成，且混凝土板与周期垫层在竖直方向的投影完全重合，形成垫层满铺形式的一维散射型或局域共振型周期结构；每一混凝土板和其下方相邻的周期垫层构成一个基本单元，所述基本单元沿竖直方向的周期重复数不少于2。

在本发明的一个实施例中，在所述周期复合道床板上形成有通孔，在所述混凝土基底上形成有穿过所述通孔的凸起部，在所述凸起部与通孔之间设置有弹性垫层，所述通孔、凸起部和弹性垫层构成所述限位结构。

在本发明的另一个实施例中，沿所述混凝土基底左右两侧向上延伸形成连续的凸起部，所述连续的凸起部包住所述周期复合道床板两侧，在连续的凸起部和周期复合道床板两侧之间设置有弹性垫层，所述连续的凸起部和弹性垫层构成所述限位结构。

所述周期垫层可以为弹性层、刚性层，或弹性层与复刚性层复合形成的复合层，所述周期复合道床板的厚度为0.3m～0.54m。

优选的是，所述周期垫层为弹性层，多层周期垫层中弹性层的厚度加和≤0.04m。

另外，所述周期复合道床板顶部沿行车方向设置有连续或离散的承轨台，每个承轨台对应扣件孔位置处设置有两个用于固定扣件的套管，所述周期复合道床板上沿长度方向间隔设置有注浆孔。所述混凝土板与周期垫层通过砂浆或胶封固结。

优选的，在正线使用时，所述混凝土板与周期垫层在水平方向截面形状均为矩形。