[發明專利]一種點鋪周期墊層減振道床

有效

• 申請號: 202011523231.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112626931B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 齊春雨;姜博龍;劉冀釗;胡文林;王少林;何賓;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

本發明提供一種點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，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；所述周期墊層由方形墊板沿行車方向按規律離散分布。該減振道床在豎直方向、橫向和縱向上形成彈性波禁帶，能有效控制三個方向振動的傳播，通過改變結構幾何尺寸和材料組成能主動調節禁帶范圍，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，特別是涉及一種點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)現有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。

目前尚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，本發明提供一種點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，本發明采用以下技術方案：

一種點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，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；所述周期墊層由方形墊板沿行車方向按規律離散分布，以沿行車方向(縱向)尺寸為長度、沿豎直方向尺寸為厚(高)度、沿橫向尺度為寬度；所述墊板的寬度小于所述混凝土板的寬度，同一周期墊層中的墊板在橫向設置一塊或離散布置多塊，鋪設范圍不超出所述混凝土板，形成墊層點鋪形式；處于隔層的周期墊層的投影應完全重合；相鄰層的周期墊層在豎直方向上對齊，或在橫向及/或縱向上錯位設置并沿線路中心線對稱布置，形成長方晶格布置方式的二維散射型或局域共振型周期結構，可以有效隔離豎向、橫向以及縱向振動。

優選的，在正線使用時，所述周期墊層中沿行車方向按某種規律離散分布的方形墊板為單列時可布置在橫向的中央位置，且覆蓋道床板橫向寬度的50％以上，隔層墊板等寬且保證隔層的墊板在豎直方向對齊，鄰層墊板可沿縱向錯位，同層墊板沿線路中心線對稱，確保線路平順性。

優選的，在正線使用時，所述周期墊層中沿行車方向按某種規律離散分布的方形墊板為兩列及以上時，可在兩條鋼軌正下方各布置一列，寬度、長度與所述承軌臺同寬、同長或相接近，所述位于所述墊板承軌臺正下方，也可位于所述兩承軌臺中間的正下方，隔層墊板等寬且保證隔層豎直方向對齊，鄰層墊板可沿橫、縱向錯位，同層墊板沿線路中心線對稱，確保線路平順性。

所述相鄰層的周期墊層在豎直方向上對齊且同一層周期墊層中僅有一列方形墊板沿行車方向布置時，所述周期復合道床板為長方晶格布置方式的二維散射型或局域共振型周期結構，在豎直方向和縱向有周期性和禁帶特性；