地铁减震隔振复合道床及其施工方法技术

本发明专利技术涉及一种地铁减震隔振复合道床及其施工方法，该结构包括间隔设置的混凝土层和EPS层，其中混凝土层为三层或四层，EPS层是两层或三层，并且最上层以及最低层均为混凝土层，并用小钢钎将EPS层与浇筑的混凝土层固定，混凝土层要求C35标准，EPS层的密度要求12～15kg/m3，EPS颗粒粒径为1-2mm，本发明专利技术既满足强度和长期稳定要求，又有一定的弹性，起到明显的减震隔振作用，其能量衰减达50-60dB以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有减震隔振功能的地铁道床及其施工方法。
技术介绍
地铁作为一种交通方式，具有以下的优势(1)、大运量、安全、快捷、准时、方便、舒适；(2)、无空气污染，符合大城市可持续发展的原则；(3)、与城市经济和社会发展之间存在良性互动关系。但随着地铁建设的快速发展，一些负面影响相继被发现。其中最值得关注的是地铁运行诱发的振动。地铁隧道一般埋深相对较浅，地铁运行产生的振动通过轨道传递给隧道支护结构(隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础)，然后再通过岩土介质向外传播，诱发建筑物的二次振动。部分地段的地铁在地面上运行，振动更加剧烈。振动的主要来源是(1)、地铁车辆，如车辆跳动、车轮在钢轨上的滚动、车辆侧滑等对轨道施加附加脉动冲击；(2)、车轮，如车轮不同心、轮对不平衡、车轮表面的缺陷、轴荷过重等都会增加振动的扰动；(3)、轨道系统，如钢轨非均勻支承、钢轨接缝、不同道碴道床支承、枕木下局部间隙。因此，决定震动的因素主要有列车速度、车辆重量、钢轨类型、轨道结构(是否采用了隔振措施)、衬砌结构类型、隧道周围岩土层性质、隧道埋深等。地铁运行中的振动除了对地面以上建筑物的产生影响之外，还会引起软土地基的沉降。地铁道床材料通常采用混凝土浇注，地铁区间的道床厚度高度通常为70-80cm厚，基础道床高度大约为35cm，通常道床采用C35的混凝土浇注，属于刚性道床，对减震隔振就没有什么效果。一般地铁工程主要采用采用浮置板式道床、弹性短轨枕式整体道床轨道、减振器扣件等措施进行减震，但这些措施难以达到好的减震隔振效果，振动衰减10-15 dB。人们一般通过以下几种方法来减少地铁震动(1)采用60kg/m以上的重轨，并尽量采用无缝线路。重轨具有寿命长，稳定性能和抗振性能良好的特点，无缝线路可以消除车轮对轨道接头的撞击；(2)减轻车辆的簧下质量，避免车辆与轨道产生共振，这样可降低振动强度10 15dB ； (3)适当增加地铁埋深，使振动振幅随距离(深度)增加而加大衰减；采用较重的隧道结构也可降低振动幅度；(4)采用合适的道床和轨道结构型式，增加轨道的弹性，增设静刚度系数较小的橡胶垫板，振动衰减达到10 15dB。因为地铁通常采用整体道床结构，为增加轨道的弹性，钢轨扣件采用双弹性垫层设计，即在轨下和分开式扣件铁垫板下均设静刚度系数较小的橡胶垫板。虽然以上的减震措施虽然具有取得一定效果，但长期的周期振动依然引起地铁地基累计变变形的不断增大。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种地铁道床的复合结构，可减小机车振动的危害。本专利技术的另一个目的是提供一种地铁道床的复合结构的施工方法。地铁减震隔振复合道床，包括间隔设置的混凝土层和EPS层，其中混凝土层为三层或四层，EPS层是两层或三层，并且最上层以及最低层均为混凝土层。EPS板为两层时，其3能量衰减40-45dB，强度下降10%左右；EPS板为三层时，其能量衰减55-65dB，强度下降15%左右。但由于复合道床位于底部强度稍降低影响不大。基于权利要求1所述的地铁减震隔振复合道床的施工方法，其特征在于包括以下的步骤(1)、根据不同区段减震隔振设计要求确定地铁复合道床的复合结构形式、混凝土与EPS板材的间距和厚度，以及EPS板材的密度；(2)、在地铁的衬砌层上浇筑一层8-lOcm厚的第一混凝土层，该层要求强度达到C35。(3)、在第一混凝土层上铺设一层2-3cm厚的第一 EPS层，EPS层的密度要求12 15kg/m3，EPS颗粒粒径为l_2mm，用小钢钎将EPS板材固定在步骤(2)浇筑的混凝土层上；(4)、在第一EPS层上再浇注一层8-lOcm厚的第二混凝土层，强度要求达到C35 ；(5)、重复步骤(3)、(4)，形成混凝土层与EPS层的交互层；(6)、混凝土层、EPS层构成的复合基础道床养护3-5天即可进行后续道床上部道床结构层的施工。有益效果本专利技术的地铁道床采用混凝土层与膨胀聚苯乙烯泡沫(ExpandedPolystyrenes,以下简称EPS)层的交互结构，与地铁的衬砌或管片相接触，既满足强度和长期稳定要求，又有一定的弹性，起到明显的减震隔振作用，其能量衰减达40-60dB以上。EPS层的数量是2-3层，对于如医院、剧院等减震要求较高的区段，建议设置3层EPS板材，其他的一般区段设置2层EPS板材。EPS板材的作用一是吸收地铁机车行驶产生的振动波和振动能量，二由于EPS板材和混凝土这两种材料的波阻抗差较大，因此通过复合道床基础层的透射能量很小，这样地铁振动能量传递到地铁衬砌或管片上的振动能量就较小，能量衰减达50-60dB以上，对地面和地基的振动影响也就很小，大大消弱了振动能量。这样可以有效地阻隔和减小机车震动的能量传递到地铁的衬砌结构，并由衬砌结构传到周边的岩土体中，对地表的建筑物和地铁地基产生附加震动，以致产生影响甚至危害。从而降低降地铁地基的累计变形，确保地铁地基的累计变形得到控制，减小地铁震动对周边地面的影响，确保地铁安全运营。附图说明图1是本专利技术提供的一种地铁复合道床的结构示意图。图2是本专利技术提供的另一种地铁复合道床材料的结构示意图。其中la、lb、lc、ld-混凝土层；2a、2b、2c、2d_EPS层。具体实施例方式以下将结合附图具体说明本专利技术的内容。图1是本专利技术提供的一种地铁复合道床的结构示意图。参照图1所示，地铁复合道床，包括间隔设置的混凝土层la、lb、Ic和EPS颗粒板材层h、2b、，其中混凝土层的层数为三层，EPS颗粒板材层的层数是两层，并且最上层以及最低层均为混凝土层。施工过程如下(1)、先根据不同区段减震隔振设计要求进行室内试验，确定地铁复合道床的复合结构形式、混凝土与EPS板材的间距和厚度，以及EPS板材的密度。(2)、在地铁的衬砌层上浇筑一层8-lOcm厚的C35混凝土层，该层混凝土层表面一定要平整，同时由于厚度较小，振捣需均勻，保证满足强度要求。(3)、在混凝土层上铺设一层2-3cm厚的EPS层，EPS层的密度12 15kg/m3，EPS 颗粒粒径为l_2mm，EPS板材按设计要求进行加工，EPS板材与步骤(1)浇筑的混凝土紧密接触胶结，为防止EPS板材因浇注混凝土或振捣混凝土发生移动，需用小钢钎固定，并确保 EPS板材的块与块相互紧密排列，可防止浇注混凝土或振捣产生移动影响整体强度。(4)、再在EPS层上浇注一层8-lOcm厚的C35混凝土层，振捣需均勻有序，表面平整，防止下面的EPS板材错动，保证有足够的强度和整体强度。(5)、重复步骤C3)和G)，形成混凝土层与EPS层的交互层，构成复合的道床基础层。(6)、工艺要求浇筑的混凝土层薄，要求表面平整，与排放EPS板材连续施工，使混凝土 -EPS板材形成一整体固结硬化，这样既满足强度要求，又能对冲击波的能量进行吸收衰减。(7)、混凝土 -EPS板材构成的复合基础道床养护3-5天即可进行后续道床上部道床结构层的施工。参照图2所示，对于减震要求比较严的区段，如医院、剧院等附近，建议设置3层 EPS板材，一般区段设置2层EPS板材。EPS板材铺设好后视现场情况可以连续进行下一层混凝土的浇注，也可等上一层混凝土施工后的4-5天再进行下一层混凝土的浇注和铺设EPS板材。权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪林昌，徐政，王非，吴鸿军，刘书斌，董光辉，王军，黎春林，潘浩，宋锦虎，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：