[發(fā)明專利]一種地鐵減震隔振彈性混合輕質(zhì)道床

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410234614.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103981777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 繆林昌;王非;張和平;郭祥貴;石文博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): E01B1/00
• 分類號(hào): E01B1/00;E01B19/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地鐵減震隔振彈性混合輕質(zhì)道床，是一種減震隔振的地鐵混合彈性輕質(zhì)道床。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)地鐵建設(shè)速度的加快、運(yùn)營(yíng)里程的不斷加大，確保地鐵運(yùn)營(yíng)和諧安全，既是一項(xiàng)重要的民生工程，也是城市發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略工程。據(jù)統(tǒng)計(jì)2013年幾個(gè)大城市地鐵流量：北京地鐵日均客流量達(dá)到1000萬(wàn)人次/天，上海地鐵日均客流量接近700萬(wàn)人次/天，廣州地鐵日均客流量超過(guò)500萬(wàn)人次/天，南京地鐵日均客流量達(dá)到150萬(wàn)人次/天。可見(jiàn)地鐵運(yùn)營(yíng)安全事關(guān)重大。但事實(shí)上，上海、南京等城市地鐵運(yùn)營(yíng)中已出現(xiàn)了不少安全隱患與危害，如運(yùn)營(yíng)累積沉降、差異沉降嚴(yán)重超標(biāo)后停運(yùn)檢修，地鐵列車振動(dòng)使襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲水漏泥危害加劇，甚至出現(xiàn)周邊土體與襯砌脫空等問(wèn)題，這都是城市軌道交通建設(shè)中必須面臨的挑戰(zhàn)。再一個(gè)地鐵列車振動(dòng)擾民也是新的投訴問(wèn)題，地鐵列車運(yùn)營(yíng)引起的振動(dòng)通過(guò)周圍地層向外傳播，進(jìn)一步誘發(fā)建筑物的二次振動(dòng)，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)安全以及居民的工作和日常生活都產(chǎn)生了相當(dāng)程度的影響。

出現(xiàn)這些問(wèn)題有其特殊原因，它是由我國(guó)的淺埋深地鐵特點(diǎn)決定的。我國(guó)地鐵的埋深大多在10-15m之間，屬于淺埋地鐵，淺埋地鐵列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)影響地鐵沿線居民的工作和生活，同時(shí)由于地表淺層大多為第四系松軟土層，地鐵列車振動(dòng)長(zhǎng)期作用，致使地鐵周邊軟弱土層的累積變形嚴(yán)重超標(biāo)，已影響到地鐵的安全運(yùn)營(yíng)，甚至產(chǎn)生危害，如上海地鐵1號(hào)線自1995年4月建成運(yùn)營(yíng)以來(lái)已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的縱向不均勻沉降，最大累積沉降接近30cm，年度最大沉降差達(dá)到3cm，已嚴(yán)重威脅地鐵的安全運(yùn)營(yíng)。歐美地鐵埋深較大，但相應(yīng)的造價(jià)會(huì)高出很多。由于我國(guó)地鐵建設(shè)體量大，投資嚴(yán)重不足，為降低建設(shè)成本，選擇淺埋地鐵是一種折中選擇—節(jié)省建設(shè)成本。另外，淺埋地鐵面臨的工況條件復(fù)雜，一方面淺層土層多為第四系地層，軟弱土層多，且土層物理力學(xué)性質(zhì)變異十分復(fù)雜；地鐵線路長(zhǎng)，穿越不同的土層或地質(zhì)單元，同時(shí)還會(huì)遇到大江大河和湖泊，大江大河和湖泊段地鐵結(jié)構(gòu)必將承受高水壓，再加還有承壓地下水，環(huán)境非常復(fù)雜。因此淺埋地鐵又帶來(lái)這樣的問(wèn)題：①周邊軟弱土體(軟弱圍巖)的累積變形難以控制，②地鐵列車振動(dòng)影響又加大累積變形和襯砌結(jié)構(gòu)耐久防滲的不利影響。

近年來(lái)，我國(guó)地鐵運(yùn)輸系統(tǒng)迅猛發(fā)展，繼北京、上海、廣州地鐵開(kāi)通后，又有近40個(gè)城市開(kāi)始或計(jì)劃修建地鐵或輕軌。由于城市地鐵均貫穿城區(qū)商業(yè)中心和密集居民小區(qū)，對(duì)沿線周圍建筑物居住環(huán)境產(chǎn)生的影響不容忽視。地鐵通常采用整體道床結(jié)構(gòu)，為增加軌道的彈性，鋼軌扣件采用雙彈性墊層設(shè)計(jì)，即在軌下和分開(kāi)式扣件鐵墊板下均設(shè)靜剛度系數(shù)較小的橡膠墊板。減少振源振動(dòng)通常采取以下幾種措施：

1、采用60kg/m以上的重軌，并盡量采用無(wú)縫線路；

2、減輕車輛的簧下質(zhì)量，避免車輛與軌道產(chǎn)生共振，這樣可降低振動(dòng)強(qiáng)度10dB±；

3、適當(dāng)增加地鐵埋深，使振動(dòng)振幅隨距離(深度)增加而加大衰減；

4、采用合適的道床和軌道結(jié)構(gòu)型式，增加軌道的彈性，增設(shè)靜剛度系數(shù)較小的橡膠墊板，振動(dòng)衰減達(dá)到5～10dB，但使用壽命短，后期減振效果差，又無(wú)法更換。

雖然這些減震措施已取得一定效果，但長(zhǎng)期的周期振動(dòng)引起地鐵下的地基的累積變變形不斷增大，已威脅到地鐵的安全運(yùn)營(yíng)，并大大增加了運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種地鐵減震隔振彈性混合輕質(zhì)道床，采用這種混合彈性輕質(zhì)道床后可減小地鐵列車振動(dòng)的危害，從而降低降地鐵列車振動(dòng)對(duì)沿線建筑物的影響和控制地鐵周邊軟弱土地基的累積變形，確保地鐵周邊地基的累積變形得到控制，減小地鐵周邊地面振動(dòng)威害，確保地鐵安全運(yùn)營(yíng)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

現(xiàn)有技術(shù)中，地鐵基礎(chǔ)道床大約35cm厚，通常道床采用C35的混凝土澆注，屬于剛性道床，對(duì)列車振動(dòng)基本上沒(méi)有任何衰減作用。地鐵工程在一般區(qū)間段的基礎(chǔ)道床都沒(méi)有采用任何減震措施，只是在醫(yī)院、有減振要求的廠房、機(jī)關(guān)等部位所在區(qū)域采用減振設(shè)施，如浮置板式道床、彈性短軌枕式整體道床軌道、橡膠墊板等措施進(jìn)行減震，但這些措施難以達(dá)到好的減震隔振效果，振動(dòng)衰減6-10dB，使用壽命有限。

一種地鐵減震隔振彈性混合輕質(zhì)道床，包括彈性輕質(zhì)混凝土層，所述彈性輕質(zhì)混凝土層設(shè)置在地鐵道床的底部作為基礎(chǔ)道床；所述彈性輕質(zhì)混凝土層的澆筑材料包括混凝土和EPS顆粒的混合料。