轨道减振器与弹性支承块或浮置板组合的应用.doc

轨道减振器与弹性支承块或浮置板组合的应用 对于几十赫兹到几百赫兹频率范围的中、低频振动, 应用轨道减振器、弹性支承块轨枕和浮置板可以得到比较好的减振降噪效果。弹性支承块和浮置板可以隔离振动向道床和路基的传递, 从而起到减振降噪的作用。而轨道减振器或高弹性钢轨扣件除了有隔振作用外, 还可以在一定频率范围内降低轮轨间动荷载。 随之而来的问题是, 在应用弹性支承块或浮置板的同时, 采用高弹性扣件或轨道减振器会不会降低它们原有的隔振性能？研究通过建立轨道结构的频域计算模型和车辆-轨道系统相对位移激励模型, 提出了评价轨道结构隔振效果的标准，仿真计算分析垫片/轨道减振器-弹性支承块/浮置板轨道结构的隔振性能, 以及相对位移激励下轮轨间动载荷和传递给基础的力。 结果表明,与垫片-弹性支承块/浮置板轨道组合相比, 轨道减振器-弹性支承块/浮置板轨道组合可以在中频范围大大减少轮轨动态作用力, 并且在中、高频段具有更好的隔振性能。因此轨道减振器完全可以与弹性支承块和浮置板组合应用, 达到比较理想的减振、隔振和降噪效果。不足之处是，弹性支承块和浮置板轨道结构在低于系统固有频率约1.4 倍的频段没有隔振效果。下面介绍一种最常用的弹性支承块和浮置板组合(1)LVT 的结构 LVT 结构由弹性支承块、道床板和混凝土底座及配套扣件构成。弹性支承块由橡胶靴套包裹的钢筋混凝土支承块以及块下大橡胶垫板组成。橡胶靴套与块下大橡胶垫板与轨下垫板的弹性匹配目标是使得无碴轨道的总体刚度与传统有碴轨道的刚度相接近。支承块承轨部分设轨底坡。由于调整钢轨高度的需要,扣件为弹性分开式,支承块与铁垫板的联结通过预埋绝缘套管及螺栓实现;道床板由就地灌注的填充混凝土和槽形板组成的道床将弹性支承块嵌固在其中。每78 个支承间距作为一个板长单元。道床表面设人字坡,以利排水。在隧道内,混凝土道床可直接与隧底仰拱填充混凝土联结。而在高架结构上,考虑列车制动和温度力等作用,加设了混凝土底座。为此,需解决底座与桥面的联结以及底座与道床的联结等问题。为了提供混凝土道床的可修复性,在底座表层设置隔离层。在曲线地段,外轨超高的设置是在混凝土底座内完成。高架桥上的弹性支承块式轨道结构见图如下：高架桥上LVT 结构图 LVT 结构的垂向弹性由轨下和块下双层弹性橡胶垫板提供,最大程度地模拟了传统弹性点支承碎石道床的结构和受荷响应特性,并使得轨道纵向弹性点支承刚度趋于一致。通过双层弹性垫板刚度的合理选择,可使轨道的组合刚度接近有碴轨道的刚度。支承块外设橡胶靴套提供了轨道的纵、横向弹性变形,使这种轨道结构在承载能力和振动能量吸收诸方面更接近坚实均匀基础上的碎石道床轨道,以适应低振动、低噪音的要求。双层弹性垫板的轨道振动特性可使轨道的几何形位在长时间内保持稳定。 LVT 的结构简单,施工相对容易。其支承块为钢筋混凝土结构,可在工厂预制,现场只需将钢轨、扣件、靴套及垫板的支承块加以组装,经准确定位后,就地灌注道床混凝土即可成型。LVT 结构的缺点是中初期投资较大,且橡胶易老化,运营一定时间后必须更换。（补充： 美国Sonneville 公司的LVT 结构(橡胶靴套专套) 英吉利海底隧道的LVT 结构 )（2) 螺旋弹簧浮置板轨道 德国GERB 公司研制了螺旋弹簧的浮置板轨道,如下图所示。螺旋弹簧的浮置板轨道采用螺旋弹簧支承的浮置板道床,其固有频率很低,只有48 Hz , 因此该轨道结构的减振效果要比橡胶垫浮置板轨道好。螺旋弹簧几乎没有阻尼作用,但浮置板较重(每延米5 t 以上),列车通过时引起的浮置板的振动加速度较小。因此,浮置板支承阻尼作用对路基的影响较小。如要利用阻尼减小浮置板的振动,可安装与螺旋弹簧并联的粘滞阻尼器,则浮置板的减振效果更好。采用螺旋弹簧的浮置板道床具有以下特点: 浮置板与隧道底板间只需极小的空隙(约10 mm) ; 浮置板的钢筋混凝土可以现场浇注; 借助简易工具便可抬起浮置板或调整浮置板高度; 从浮置板表面可随时更换弹簧; 从浮置板表面可随时检修或校正线路不平顺; 通过调整高速螺旋弹簧高度,可消除线路沉降引起的不平顺; 通过对弹簧表面特殊处理及弹