一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体制造技术

本发明专利技术涉及一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体，该盖板组合体(1)包括两个以上的多阶谐振单元(2)，该多阶谐振单元(2)包括两个以上刚度质量比或不少于两个模态的谐振质量体(3)和谐振弹性元件(4)，所述的多阶谐振单元(2)沿轨道方向按两个以上的组合布置；所述的多阶谐振单元(2)通过约束弹性锚固件(6)固定在道床板(5)上；所述的约束弹性锚固件(6)的等效刚度小于多阶谐振单元(2)的最小谐振刚度。与现有技术相比，本发明专利技术多阶谐振频率包含车辆运行条件下的多阶激励频率和轨道结构在车辆载荷条件下的固有特征频率，从而解决轨道减振降噪中传统的单一的减振措施很难解决的复杂的多频段的实际振动及其噪声辐射问题，特别是轨道隔振系统引起的道床结构低频振动。

A detachable multi-stage resonant rail bed dynamic damping assembly

The invention relates to a detachable multi rail road bed dynamic vibration resonance combination, the cover plate assembly (1) includes a multi order resonant unit more than two (2), the multi order resonant unit (2) includes a resonant mass more than two stiffness to weight ratio or not less than two modes (3) the resonant elastic elements (4), the multi-mode resonance unit (2) along the track direction according to the combined arrangement of more than two; multi order resonant unit (2) through the elastic restraint anchor (6) is fixed on the bed board (5); elastic restraint anchor (6) the equivalent stiffness is lower than the resonance unit (2) the minimum resonant stiffness. Compared with the prior art, the invention contains the inherent characteristics of multi order resonant frequency frequency of vehicle operating conditions of multi order excitation frequency and track structure in vehicle loading conditions, so as to solve the problem of the actual vibration and noise radiation of complex multi frequency section of the traditional damping measures is difficult to solve the track vibration and noise reduction, especially is the track structure of the low-frequency vibration isolation system caused by rail.

【技术实现步骤摘要】
一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体
本专利技术属于轨道
，具体涉及一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体。
技术介绍
预制式道床板已广泛运用在我国轨道交通各种线路建设之中。经过国内各家研究机构的改良和制作工艺改进，目前已经产生多个变形。但其基本结构仍为实心板及中部有空心的框架道床板两种结构形式，两侧架设钢轨的底部均为连续实心体。中国专利ZL201110102334.6中所述的组合式框架道床板，为了方便道床板拆卸和底部隔振垫的更换，在中部空心内加设了起重机构。使用时沿轨道前进方向在道床基础正中心部可设置排水沟。但由于框架道床板的中部空心设计降低了道床板的参振质量，如果在同样参振质量的条件下增加了道床板的厚度或宽度是道床结构的设计空间要桥增加，对有限空间的轨道系统可能无法应用。中国专利ZL201410185629.8中所述的可拆卸轨道行走盖板及弹性密封，避免杂物落入水沟及方便维修人员在轨道中部行走等。但该专利技术只是简单的统一的盖板及密封，质量等没有变化来适合不同的频率要求。中国专利ZL201310524476.08中所述的被动式动力减振的浮置板轨道结构，介绍了动力减振原理吸收轨道浮置板轨道道床板的结构固有频率(5-15Hz)处的振动的理论模型。但通常轨道系统的高峰值振动问题主要在20Hz以上，高峰值振动问题更多是由于车辆轨道运行激励频率，车辆载荷条件下轨道弹性扣件的支承共振频率等，此专利没有解决道床的主要振动问题及相应的结构设计方案。轨道因受运载车辆的冲击及轮轨接触面粗糙不平顺的激励会产生强烈的振动，特别在轨道系统的特征频率或其附近的振动往往强烈。这些特征频率的范围很宽，包括1)车辆轨道运行激励频率：例如轨道不连续支承通过频率(对车速50km/h到400km/h，大约从20Hz到200Hz)及车轴间隔通过频率(对车速50km/h到400km/h，大约从5Hz到50Hz)；2)轨道系统各阶共振频率：例如轨道弹性扣件的支承频率(一般从20Hz到100Hz)，浮置板道床隔振频率(一般在5Hz到30Hz范围)。轨道系统的结构特别是道床板或行走板的振动不仅产生噪声辐射，而且其振动会通过道床基础传播到相邻的建筑物。由于轨道结构及运行车辆的不同工况，使传统的单一的减振措施很难解决复杂的多频段的实际振动及其噪声辐射问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可有效解决轨道减振降噪中传统的单一有效减振措施很难解决的复杂的多频段的实际振动及其噪声辐射问题的可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体，其特征在于，该盖板组合体(1)包括两个以上的多阶谐振单元(2)，该多阶谐振单元(2)包括两个以上刚度质量比或不少于两个模态的谐振质量体(3)和谐振弹性元件(4)，所述的多阶谐振单元(2)沿轨道方向按两个以上的组合布置；所述的多阶谐振单元(2)通过约束弹性锚固件(6)固定在道床板(5)上；所述的约束弹性锚固件(6)的等效刚度小于多阶谐振单元(2)的最小谐振刚度。所述的盖板组合体(1)的谐振频率范围由两个以上的多阶谐振单元(2)组成，盖板组合体(1)构成的频带范围是一个宽频带或多个一定带宽的分段频带。所述的盖板组合体(1)的谐振频率范围覆盖主要的列车通过激励频率和主要的轨道结构特征频率；所述的列车通过激励频率包含与列车轴距a相应的轮轴通过频率fea，或与钢轨支承间距l相应的通过钢轨支承频率fes：fea＝υ/aEq(1a)fes＝υ/lEq(1b)这里υ是车速；fea是轴距通过的激励频率；fes是列车通过钢轨支承间距的激励频率；所述的轨道结构特征频率包含在车辆载荷条件下钢轨支承P2固有频率fp2、或道床隔振频率fi、钢轨不连续支承p-p频率f，其中钢轨支承P2固有频率fp2或道床隔振频率fi可通过下式计算：fp2＝(kep2/mep2)0.5/(2π)Eq(2a)fi＝(kei/mei)0.5/(2π)Eq(2b)其中，kep2是轨道模态等效支承刚度，mep2是对应的模态等效质量；kei是轨道隔振系统模态等效刚度，mei是对应的轨道隔振系统模态等效质量；钢轨不连续支承p-p频率f通过下式计算：其中，E是钢轨的材料弹性模量，I是钢轨截面惯性矩，mr是钢轨单位长度的等效质量，l是钢轨扣件支承间距，rg是钢轨回转半径，ν是钢轨材料的泊松比，和κ(为0.34)是钢轨截面剪切常数。所述的多阶谐振单元(2)的设计谐振频率分别与所述列车通过激励频率和轨道结构特征频率相同或相近，根据所述设计谐振频选择谐振质量体(3)和谐振弹性元件(4)：先算出谐振频率范围，然后根据该频率范围选择合适的质量体和弹性元件，盖板组合体(1)的谐振频率范围至少包含一个或一个以上的列车通过激励频率和一个或一个以上的轨道结构特征频率。多阶谐振单元(2)沿轨道方向组合布置，其在道床板的位置可根据实际情况灵活设计：所述的多阶谐振单元(2)沿轨道方向组合布置在道床中间道床板(5)中的道床板空腔(51)，和/或道床板(5)上方。所述的多阶谐振单元(2)沿轨道方向组合布置在道床两侧道床板(5)的道床板侧面(53)，或道床板(5)的道床板端部(54)上方，或道床板侧凹槽(55)上。所述的多阶谐振单元(2)沿轨道方向组合布置的长度不超过道床板的长度或列车转向架轴距的两陪，盖板组合体(1)的长度范围在0.3-6.0m。所述的谐振弹性元件(4)设置在谐振质量体(3)与道床板(5)之间，构成多阶谐振，多阶谐振由具备两个以上方向的弹性刚度谐振弹性元件(4)通过谐振质量体(3)实现两个以上方向的谐振模态，两个以上方向的谐振模态包括三个平动模态和三个扭转模态或其不同模态的组合。所述的谐振质量体(3)呈台阶状，卡设在道床板空腔(51)上，谐振弹性元件(4)设置在谐振质量体(3)的底面和侧面；或者，所述的谐振质量体(3)呈长方体状，谐振弹性元件(4)与其形状相同，位于其底面；或者，所述的谐振质量体(3)呈L状，谐振弹性元件(4)与其形状相同，位于其底面和侧面。所述的道床板(5)上布置有安装约束弹性锚固件(6)的预埋件(56)；所述的约束弹性锚固件(6)由约束紧固件(61)、约束压板(62)和约束弹性垫(63)组成；所述的约束紧固件(61)穿过约束压板(62)及约束弹性垫(63)与预埋件(56)连接来约束谐振质量体(3)。为了便于安装和拆卸，所述的谐振质量体(3)设有起吊装置(31)。所述的谐振质量体(3)的材质为金属或混凝土或复合材料；所述的谐振弹性元件(4)为由橡胶制成的弹性体或土工布或合成树脂或砂浆。盖板组合体(1)对应梯形轨枕的两根枕梁之间的空间设置。与现有技术相比，本专利技术通过本专利技术的可拆卸多阶谐振轨道盖板组合体(1)的应用，能够大幅度地降低轨道运行条件下一定车速范围内的宽带激励频率及多个轨道系统特征频率下的多峰值振动水平，使用沿轨道方向设计布置的多个多阶谐振单元不仅解决了激励频率及道床系统共振频率多峰振动，这些宽范围的频率包括轨道不连续支承通过频率、轨道弹性扣件的支承共振P2频率、轨道不连续支承p-p频率等，同时也解决了通常隔振道床系统例如浮置板道床隔振频率处道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体，其特征在于，该盖板组合体(1)包括两个以上的多阶谐振单元(2)，该多阶谐振单元(2)包括两个以上刚度质量比或不少于两个模态的谐振质量体(3)和谐振弹性元件(4)，所述的多阶谐振单元(2)沿轨道方向按两个以上的组合布置；所述的多阶谐振单元(2)通过约束弹性锚固件(6)固定在道床板(5)上；所述的约束弹性锚固件(6)的等效刚度小于多阶谐振单元(2)的最小谐振刚度。

【技术特征摘要】
1.一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体，其特征在于，该盖板组合体(1)包括两个以上的多阶谐振单元(2)，该多阶谐振单元(2)包括两个以上刚度质量比或不少于两个模态的谐振质量体(3)和谐振弹性元件(4)，所述的多阶谐振单元(2)沿轨道方向按两个以上的组合布置；所述的多阶谐振单元(2)通过约束弹性锚固件(6)固定在道床板(5)上；所述的约束弹性锚固件(6)的等效刚度小于多阶谐振单元(2)的最小谐振刚度。2.根据权利要求1所述的一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体，其特征在于，所述的盖板组合体(1)的谐振频率范围由两个以上的多阶谐振单元(2)组成，盖板组合体(1)构成的频带范围是一个宽频带或多个一定带宽的分段频带。3.根据权利要求1所述的一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体，其特征在于，所述的盖板组合体(1)的谐振频率范围覆盖主要的列车通过激励频率和主要的轨道结构特征频率；所述的列车通过激励频率包含与列车轴距a相应的轮轴通过频率fea，或与钢轨支承间距l相应的通过钢轨支承频率fes：fea＝v/aEq(1a)fes＝v/lEq(1b)这里v是车速；fea是轴距通过的激励频率；fes是列车通过钢轨支承间距的激励频率；所述的轨道结构特征频率包含在车辆载荷条件下钢轨支承P2固有频率fp2、或道床隔振频率fi、钢轨不连续支承p-p频率f，其中钢轨支承P2固有频率fp2或道床隔振频率fi可通过下式计算：fp2＝(kep2/mep2)0.5/(2π)Eq(2a)fi＝(kei/mei)0.5/(2π)Eq(2b)其中，kep2是轨道模态等效支承刚度，mep2是对应的模态等效质量；kei是轨道隔振系统模态等效刚度，mei是对应的轨道隔振系统模态等效质量；钢轨不连续支承p-p频率f通过下式计算：其中，E是钢轨的材料弹性模量，I是钢轨截面惯性矩，mr是钢轨单位长度的等效质量，l是钢轨扣件支承间距，rg是钢轨回转半径，ν是钢轨材料的泊松比，和κ(为0.34)是钢轨截面剪切常数。4.根据权利要求3所述的一种可拆卸的多阶谐振轨道道床动力减振组合体，其特征在于，所述的多阶谐振单元(2)的设计谐振频率分别与所述列车通过激励频率和轨道结构特征频率相同或相近，根据所述设计谐振频选择谐振质量体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王安斌，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31