[發明專利]一種條鋪周期墊層減振道床

在審

• 申請號: 202011523166.3
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112626930A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 姜博龍;劉冀釗;胡文林;王少林;何賓;齊春雨;楊寶峰;楊其振;劉道通;譚大正;程保青;徐彩彩;韓朝霞
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: E01B3/28
• 分類號: E01B3/28;E01B19/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 陳昌娟

本發明公開了一種條鋪周期墊層減振道床，包括周期復合道床板及設置在其下方的混凝土基底，周期復合道床板由混凝土板和周期墊層由上至下交替排列固結而成；所述周期墊層由沿著行車方向連續擴展延伸的至少一條長條形的墊板構成，墊板的寬度小于混凝土板寬度，同一周期墊層的墊板鋪設范圍不超出混凝土板，形成墊層條鋪形式；處于隔層的周期墊層投影完全重合，相鄰層的周期墊層在豎直方向上對齊，或在橫向上錯位設置，形成一維或二維散射型周期結構。該減振道床可在豎直方向和橫向上形成彈性波禁帶，有效控制豎直方向和橫向振動傳播，通過改變結構幾何尺寸與材料組成，能夠主動調節禁帶范圍，可調節性強。

技術領域

本發明專利涉及軌道交通減振降噪領域，特別是涉及一種條鋪周期墊層減振道床。

背景技術

目前軌道交通環境振動控制廣泛采用的軌道減振措施暴露出以下問題：(1)目前軌道減振的原理是降低支承剛度或增加參振質量，過度減振或減振不當就可能引起輪軌異常磨耗，造成設備及零部件的快速非正常傷損，增加輪軌系統養護維修工作量，甚至影響行車的平穩性和安全性；(2)減振區段長、投資高，以一條長30km的地鐵為例，軌道減振引起的造價增加可能達到2億元；(3)鋼彈簧浮置板鋪設路段乘客乘坐舒適度嚴重受損。

固體物理學研究發現，按照某種方式排列的周期介質具有彈性波禁帶特性，即入射波的頻率落在禁帶范圍內時，入射波不能在周期介質中傳播。伴隨凝聚態物理的蓬勃發展，國際上開始將周期結構禁帶特性引入聲振領域，聲子晶體發展最為迅速，是典型代表。

目前沿未有利用周期結構禁帶特性對軌道交通中涉及的結構進行周期化的創新設計，實現振動的主動調控的報導。

發明內容

為了克服現有技術中的缺點，本發明提供一種條鋪周期墊層減振道床。根據軌道交通振源特性及振動傳播衰減規律，采用周期結構禁帶理論對道床結構進行周期化設計，改變結構幾何尺寸和材料組成，從而實現對禁帶及隔振頻段的主動調節與控制，在達到減振預期目標的同時確保軌道與線路平順性、降低鋼軌負擔、抑制異常波磨的發生。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種條鋪周期墊層減振道床，包括周期復合道床板及設置在其下方的混凝土基底，所述周期復合道床板與所述混凝土基底之間通過限位結構限位，防止發生相對位移，其中，所述周期復合道床板由混凝土板和周期墊層由上至下交替排列固結而成，構成特殊的一維或二維散射型或局域共振型周期復合道床板，可以有效隔離豎向以及橫向振動(以豎直方向為豎向，行車方向為縱向，垂直于行車方向的水平向為橫向)。且混凝土板在豎直方向的投影完全重合；每一混凝土板和其下方相鄰的周期墊層構成一個基本單元，所述基本單元沿豎直方向周期重復數不少于2；所述周期墊層由沿著行車方向連續擴展延伸的至少一條長條形的墊板組成，所述墊板的寬度小于混凝土板寬度，同一周期墊層的墊板鋪設范圍不超出混凝土板，形成墊層條鋪形式；處于隔層的周期墊層中的墊板的投影完全重合，相鄰的周期墊層中的墊板在豎直方向上對齊或錯位設置，形成一維或二維散射型周期結構。

每一周期墊層的墊板均沿線路中心線軸對稱設置。

當相鄰周期墊層中的墊板在豎直方向上對齊且同一層周期墊層中僅沿線路中心線軸對稱設置一條長條形的墊板時，形成一維散射型周期復合道床板，在豎直方向有周期性和禁帶特性。

當相鄰周期墊層中的墊板在豎直方向上對齊且同一層周期墊層中有至少兩條等距離離散分布的長條形的墊板時，形成長方晶格布置方式的二維散射型周期復合道床板，在豎直方向和橫向等兩個方向有周期性和禁帶特性。

當相鄰周期墊層中的墊板在豎直方向上錯位設置且同一層周期墊層中有至少兩條等距離離散分布的長條形墊板時，形成六角晶格布置方式的二維散射型周期復合道床板，在豎直方向和橫向等兩個方向有周期性和禁帶特性。