[發明專利]一種浮置板軌道系統中的隔振器及其工作參數的確定方法

有效

• 申請號: 201610221732.2
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105887585B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 韋凱;王平;趙東鋒;楊麒陸;葛輝;肖杰靈;陳嶸;趙才友;肖建偉;馬道林;易強
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E01B19/00
• 分類號: E01B19/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明涉及軌道交通減振降噪領域，特別是涉及一種浮置板軌道系統中的隔振器及其工作參數的確定方法。

背景技術

目前，在軌道交通減振軌道中，減振降噪效果最好的是鋼彈簧浮置板軌道。鋼彈簧浮置板軌道結構一般由鋼軌、扣件、鋼筋混凝土板、鋼彈簧加阻尼液的隔振器與混凝土底座組成。該類結構是用扣件把鋼軌固定在鋼筋混凝土板上，板置于可調的隔振器上，形成一種質量-彈簧隔振系統，其基本原理是在軌道和基礎間插入固有頻率遠低于激振頻率的線性諧振器，對固有頻率倍以上頻帶具有顯著的隔離作用。在工程實踐中，往往通過增大浮置板重量或降低鋼彈簧剛度來提高其隔振效率，鋼彈簧浮置板軌道的核心技術在于鋼彈簧加阻尼液的隔振器，在該隔振器中，阻尼主要由液態高分子材料提供，屬于傳統的粘滯阻尼。根據《浮置板軌道技術規范》(CJJ/T191-2012)可知，浮置板軌道中鋼軌與浮置板的最大垂向振動位移分別不得高于4mm和3mm，因此傳統浮置板的鋼彈簧剛度不允許過低，這樣便會使其隔振效率受到較大影響。而且根據單自由度質量-彈簧系統的自由振動理論，鋼彈簧浮置板軌道具有較低的固有頻率，其在鋼彈簧浮置板軌道固有頻率附近的低頻減振效果差強人意，不僅不會被減弱反而會有反彈上升的現象。

發明內容

本發明的目的是提供一種浮置板軌道系統中的隔振器及其工作參數的確定方法，以提高傳統鋼彈簧浮置板軌道的隔振效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種浮置板軌道系統中的隔振器，所述隔振器位于浮置板軌道系統的浮置板與軌道基礎之間，所述隔振器包括并行設置的鋼彈簧、阻尼液和可控庫侖阻尼件。

優選的，所述隔振器還包括位移傳感器和控制器，所述位移傳感器和所述控制器連接，所述位移傳感器獲得所述浮置板的位移并發送至所述控制器，所述控制器和所述可控庫侖阻尼件連接，所述控制器在所述浮置板位移大于預設位移閾值時控制所述可控庫侖阻尼件通電，在所述浮置板位移不大于預設位移閾值時控制所述可控庫侖阻尼件斷電。

一種浮置板軌道系統中的隔振器工作參數的確定方法，隔振器位于浮置板軌道系統的浮置板與軌道基礎之間，所述隔振器包括并行設置的鋼彈簧、阻尼液和可控庫侖阻尼件，所述方法包括以下步驟：

在不考慮庫侖阻尼的情況下，建立車輛-浮置板軌道耦合動力學時域分析模型，結合所述車輛-浮置板軌道耦合動力學時域分析模型的運營條件，對隔振器在不同剛度的工況進行車輛-浮置板軌道耦合動力學時域模型的數值仿真，得到隔振器在不同剛度工況下的鋼軌與浮置板的垂向振動位移時程曲線，然后以鋼軌與浮置板的垂向振動位移分別不超過《浮置板軌道技術規范》(CJJ/T191-2012)中規定的鋼軌和浮置板的最大垂向振動位移為控制指標，得到不考慮庫侖阻尼情況下的浮置板最小支承剛度K_a；

結合不考慮庫侖阻尼時在最小鋼彈簧剛度為K_a工況下的浮置板垂向振動位移時程曲線特征，確定可控庫侖阻尼件施加的庫侖阻尼的大小及可控庫侖阻尼件的工作時段，所述可控庫侖阻尼件施加的庫侖阻尼力為F_c：

F_c＝(K_a×S_y)/A

其中，K_a是無庫侖阻尼情況下的最小鋼彈簧剛度，S_y是位移閾值，A為預設安全系數，A>1；

所述可控庫侖阻尼件的工作時段根據浮置板垂向振動位移的大小確定，當浮置板垂向振動位移大于位移閾值時，庫侖阻尼開始工作；當浮置板垂向振動位移不大于位移閾值時，庫侖阻尼停止工作；

建立車輛-可控庫侖阻尼隔振器浮置板軌道耦合動力學時域分析模型，在庫侖阻尼力作用下，針對隔振器在鋼彈簧不同剛度的工況，對車輛-可控庫侖阻尼隔振器浮置板軌道耦合動力學時域模型進行數值仿真，得到在庫侖阻尼力作用下的鋼軌與浮置板的垂向振動位移時程曲線，以鋼軌與浮置板的垂向振動位移不超過《浮置板軌道技術規范》(CJJ/T191-2012)中規定的鋼軌和浮置板的最大垂向振動位移為控制指標，得到考慮庫侖阻尼情況下的浮置板最小支承剛度K_b，且K_b<K_a。

優選的，所述車輛-可控庫侖阻尼浮置板軌道耦合系統動力學時域模型的可控庫侖阻尼隔振器浮置板的垂向振動微分方程為：

其中：