一种具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构.pdf

本发明公开了一种具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，包括：轨道梁、轨道以及多组减振支撑装置，轨道梁包括：两轨道梁本体，其设为平行，截面呈矩形，延伸方向设置与两轨道的延伸方向相同；在轨道梁本体之间设置连接板，其包括：设置在轨道梁本体之间的顶板和底板，顶板和底板分别与轨道梁本体的顶面和底面保持平齐；顶板、底板以及轨道梁本体围挡成截面呈长方状的箱体结构；减振支撑装置包括：交错布置的多块钢板和紧固在相邻两钢板之间部分区域的橡胶体，多块钢板等距均匀布置。本发明具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，增加轨道梁的横向连接刚度和截面抗弯惯性矩的同时，可极大降低环境振动与噪声。

权利要求书
1.  一种具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，包括：轨道梁、紧固在所述轨道梁顶部的两条平行设置的轨道以及为所述轨道交通设备提供弹性支撑的多组减振支撑装置，所述轨道梁包括：
用以固定所述轨道且相对设置的两轨道梁本体，所述两轨道梁本体设为平行，其截面呈矩形，且延伸方向设置与所述两轨道的延伸方向相同；在所述轨道梁本体之间设置的用以增加所述轨道梁在横向截面方向上抗弯惯性矩的连接板，其中：
所述连接板包括：设置在所述轨道梁本体之间的顶板和底板，所述顶板和所述底板分别与所述轨道梁本体的顶面和底面保持平齐；所述顶板、所述底板以及所述轨道梁本体围挡成截面呈长方状的箱体结构，所述轨道梁本体与所述顶板和所述底板的连接处设有倒角；
所述减振支撑装置包括：交错布置的多块钢板和紧固在所述相邻两钢板之间部分区域的橡胶体，所述多块钢板等距均匀布置，所述橡胶体采用高阻尼橡胶材料制成。

2.  如权利要求1所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述减振支撑装置还包括用以对所述多块钢板与所述橡胶层在剪切荷载作用下进行横向约束的紧固件，所述紧固件设置在所述减振支撑装置侧体的外周，其分别与所述多块钢板与所述橡胶层相连接。

3.  如权利要求2所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述紧固件使用不锈钢材料制成。

4.  如权利要求1所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述减振支撑装置还包括用以对所述减振支撑装置进行保护的套筒，所述套筒设在所述减振支撑装置的外周，所述套筒包括分别连接在所述减振支撑装置顶部、底部以及侧体上的由不锈钢材料制成的上盖板、下盖板、外侧板以及内侧板。

5.  如权利要求4所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述内侧板和所述外侧板之间设置用以使所述套筒可上下移动的滑道。

6.  如权利要求4所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述上盖板与所述外侧板焊接为一体，所述下盖板与所述内侧板焊连为一体。

7.  如权利要求4所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述套筒与所述钢板间使用螺栓连接。

8.  如权利要求1所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述顶板和所述底板与所述轨道梁本体为整体浇注成型。

9.  如权利要求1 所述的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，其特征在于，所述顶板和所述底板为钢筋混凝土板或钢-砼组合板。

说明书一种具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构
技术领域
本发明涉及工程领域，尤其涉及一种具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构。
背景技术
随着我国城市规模的不断扩大，对公共交通的发展需求也日益强烈，城市地图上出现了大量新建的交通线网，城市轨道交通作为缓解城市交通压力的最有效的方式，近些年得到了迅猛的发展。目前轨道交通采用的结构形式主要有板式轨道结构、梯形轨道结构、轨枕轨道结构。
板式轨道整体性比较好，其存在的问题是：混凝土使用量较大，工程造价较高，同时本身自重较大，尤其是用在桥梁上时，增加了桥梁上部自重；为了保证桥梁的安全性，桥梁上其他构件截面尺寸也要随之增加，相应增加了桥梁本身的造价。
梯形轨道结构具有轻型化的优点，并且便于在梯形轨道下面布置减振元件，其存在的问题是：梯形轨道结构使用过程中在梯形轨道连接杆件两端的连接部容易出现开裂的情况。出现开裂的原因主要是由于轨道在列车通过时，轨道不平顺等问题，导致列车存在横向振动，而梯形轨道的连接杆就位于轨道梁沿高度方向的中间位置。在轨面横向力的作用下，连接杆的杆端产生弯矩作用。又由于连接杆的截面尺寸较小，抵抗弯矩能力也较弱，于是在连接杆的端部出现塑性铰。当塑性铰刚度退化较严重时，就会影响连接杆对轨道梁横向的约束刚度，危及列车的行车安全。
枕木轨道结构存在的问题是：结构比较分散，不利于工厂整体预制，不利于减振元件的布置。
此外，过去的城市建筑群相对稀疏，轨道交通车辆引起的振动对周围环境的影响未成为人们关注的问题；而现在，随着城市建设的迅猛发展，高架轨道交通、地下轨道交通、地上轨道交通逐渐从地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居民点、商业中心和工业区，轨道交通引起的环境问题越来越显著。对于长期处于近距离振动和噪声环境中的建筑物，以及它们内部的居民和工作人员的工作和生活，产生了很大的影响。
具体表现在：一方面随着交通运输量的增大，环境振动问题日益严重，另一方面，人们对生活质量的要求也越来越高，轨道交通引起的环境振动问题越来越多的引起公众的强烈反应。在轨道交通线路的建设中采用减振降噪技术，尽可能消灭轨道交通引起的环境振动引发的社会投诉，让地铁周边居民满意，建设环保安静的轨道交通将是人们的需求及社会和谐发展的必然趋势。因此，有必要对现有的轨道梁结构进行改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，增加轨道梁的横向连接刚度和截面抗弯惯性矩的同时，可以极大降低环境振动与噪声。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，包括：轨道梁、紧固在轨道梁顶部的两条平行设置的轨道以及为轨道交通设备提供弹性支撑的多组减振支撑装置，轨道梁包括：用以固定轨道且相对设置的两轨道梁本体，两轨道梁本体设为平行，其截面呈矩形，且延伸方向设置与两轨道的延伸方向相同；在轨道梁本体之间设置的用以增加轨道梁在横向截面抗弯惯性矩的连接板，其中：连接板包括：设置在轨道梁本体之间的顶板和底板，顶板和底板分别与轨道梁本体的顶面和底面保持平齐；顶板、底板以及轨道梁本体围挡成截面呈长方状的箱体结构，轨道梁本体与顶板和底板的连接处设有倒角；减振支撑装置包括：交错布置的多块钢板和紧固在相邻两钢板之间部分区域的橡胶体，多块钢板等距均匀布置，橡胶体采用高阻尼橡胶材料制成。
其中，减振支撑装置还包括用以对多块钢板与橡胶层在剪切荷载作用下进行横向约束的紧固件，紧固件设置在减振支撑装置侧体的外周，其分别与多块钢板与橡胶层相连接。
其中，紧固件使用不锈钢材料制成。
其中，减振支撑装置还包括用以对减振支撑装置进行保护的套筒，套筒设在减振支撑装置的外周，套筒包括分别连接在减振支撑装置顶部、底部以及侧体上的由不锈钢材料制成的上盖板、下盖板、外侧板以及内侧板。
其中，外侧板和内侧板之间设置用以使套筒可上下移动的滑道。
其中，上盖板与内侧板焊连为一体，下盖板与外侧板焊连为一体。
其中，套筒与钢板间使用螺栓连接。
其中，顶板和底板与轨道梁本体为整体浇注成型。
其中，顶板和底板为钢筋混凝土板或钢-砼组合板。
本发明所提供的具有减振降噪功能的分散支撑轨道结构，具有如下有益效果：
第一，在轨道梁本体之间设置用以增加轨道梁在横向截面抗弯惯性矩的连接板，能够增加轨道梁的横向连接刚度和横向截面抗弯惯性矩，提高了截面抗弯性能，整体性能较好，更利于减振元件的灵活布置，且轨道结构质量较轻，施工成本可控。其中：轨道梁的箱体结构可降低后期加固维护的费用，便于工厂预制，可以大大提高施工进度，施工质量也更容易得到保障，也利于在轨道交通设备发生故障时人员的疏散，安全性能更高。
第二，由于减振降噪装置包括为轨道交通设备提供竖向弹性支撑的多组减振支撑装置，可以为轨道结构提供竖向弹性支撑，并且可以根据刚度以及承载力的要求，能够根据轨道结构和车辆荷载等参数进行灵活设计；可以广泛的应用在板式轨道、梯形轨道等结构体上，可以极大的降低环境振动与噪声；可进行拆换，方便后期维护和管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构实施例一的截面结构示意图。
图2是本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构实施例二的截面结构示意图。
图3是本发明实施例一中箱型轨道梁结构的立体示意图。
图4是本发明实施例一中箱型轨道梁结构的截面示意图。
图5是本发明实施例二中双层杆支撑轨道结构的立体示意图。
图6是本发明实施例二中双层杆支撑轨道结构的截面示意图。
图7是本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的减振支撑装置实施例一的截面结构示意图。
图8是本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的减振支撑装置实施例二的截面结构示意图。
图9是本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的减振支撑装置实施例三的截面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合参见图1、图3-图4，为本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的实施例一。
本实施例中的具有减振降噪功能分散支撑轨道结构，包括箱型轨道梁和铺设在箱型轨道梁的底部和两侧的减振降噪装置，其中：箱型轨道梁两侧的减振降噪装置为水平减振降噪装置3a，箱型轨道梁底部的减振降噪装置为竖直减振降噪装置3b，箱型轨道梁分别与水平减振降噪装置3a和竖直减振降噪装置3b紧固连接。以下详细说明箱型轨道梁和减振降噪装置的具体结构。
结合参见图3和图4所示，本实施例中的箱型轨道梁结构，轨道梁结构的连接板或连接杆用以增加轨道梁的横向连接刚度，包括：轨道梁11以及紧固在轨道梁11顶部的两条平行设置的轨道12，轨道梁11包括：用以固定轨道12且相对设置的两轨道梁本体111，其延伸方向设置与两轨道12的延伸方向相同；在轨道梁本体111之间设置用以增加轨道梁11在横向截面抗弯惯性矩的连接板（图未示），其中：
连接板包括：设置在轨道梁本体111之间的顶板112和底板113，顶板112和底板113分别与轨道梁本体111的顶面111a和底面111b保持平齐；顶板112、底板113以及轨道梁本体111围挡成截面呈长方状的箱体结构，轨道梁本体111与顶板112和底板113连接位置做倒角处理。
具体地，两轨道12设为平行，而轨道梁本体111是用以固定轨道12的基座，轨道梁本体111的延伸方向与轨道12的延伸方向相同，为截面呈矩型的且可无限延伸的两位置相对的基块。轨道12紧固在轨道梁本体111的顶面111a上，如图4所示。
轨道梁本体111之间设置用以增加轨道梁11在横向截面抗弯惯性矩的连接板，其包括顶板112和底板113，两板体分别自轨道梁本体111的顶面111a和底面111b延伸，且分别与轨道梁本体111的顶面111a和底面111b保持平齐，也就是说，顶板112和底板113相平行，使顶板112、底板113以及轨道梁本体111围挡成截面呈长方状的箱体结构，轨道梁本体111与顶板112和底板113连接位置做倒角处理。
优选的，顶板112和底板113为钢筋混凝土板或钢-砼组合板。
该箱体结构的作用是：所设置的箱体结构可以增加轨道梁本体111的横向连接刚度，而所设置的顶板112和底板113增加了横向截面的抗弯惯性矩，提高了截面抗弯性能。具体实施时，顶板112和底板113与轨道梁本体111为整体浇注成型，也就是采用工厂分段预制的结构形式，该方式比现场浇注的造价更低，在保证工程质量的同时，可以有效缩短工期，能够较好的控制工程成本。当然，也可以将顶板112、底板113以及轨道梁本体111进行现场一体浇注，不影响实施效果。
进一步的，所设置箱体结构的整体性能较好，相较于当下梯形轨道结构出现的连接杆件的开裂和破坏等问题，可降低后期加固维护的费用；也更适合于工厂预制，可以大大提高施工进度，施工质量也更容易得到保障。同时，该箱体结构也更利于减振元件的灵活布置，且轨道结构质量较轻，经济性较好；同时，由于顶板112与轨道梁本体111的顶面111a保持平齐，该平整的上表面也更利于在轨道交通设备发生故障时人员的疏散，安全性能更高。 
结合参见图2、图5-图6，为本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的实施例二。
如图5所示，本实施例中的双层杆支撑轨道结构，用以增加轨道梁的横向连接刚度，包括：轨道梁11以及紧固在轨道梁11顶部的两条平行设置的轨道12，轨道梁11包括：用以固定轨道12且相对设置的两轨道梁本体111，其延伸方向设置与两轨道12的延伸方向相同；在轨道梁本体111之间设置用以增加轨道梁11在横向截面抗弯惯性矩的连接杆（图未示），其中：
连接杆为多排分别与轨道梁本体111的顶面111a和底面111b保持平齐，且截面形状设置为相同的双层连接杆114，任一排双层连接杆114所在的平面与轨道梁本体111的侧面111a相垂直，轨道梁本体111与连接杆114的连接处设有倒角或设置为呈弧形的过渡段。
具体地，两轨道12和轨道梁本体111的设置方式与上述实施例的设置方式相同，此处不再赘述。连接杆114为钢管混凝土构件或是配筋混凝土构件，其分别自轨道梁本体111的顶面111a和底面111b延伸，且分别与轨道梁本体111的顶面111a和底面111b保持平齐，也就是说顶部和底部的两排连接杆114相平行，轨道梁本体111与连接杆114的连接处设有倒角或呈弧形的过渡段。此外，多排双层连接杆114等距均匀设置，且任一排双层连接杆114所在的平面与轨道梁本体111的侧面111a相垂直，该布置方式会使轨道梁结构的受力更加稳定，可以增加轨道梁本体111的横向连接刚度。多排双层连接杆114能够增加了横向截面的抗弯惯性矩，提高了截面抗弯性能。具体实施时，多排双层连接杆114与轨道梁本体111为整体浇注成型，也就是采用工厂分段预制的结构形式（直接预埋，而后浇注混凝土的方式），该方式比现场浇注的造价更低，在保证工程质量的同时，可以有效缩短工期，能够较好的控制工程成本。当然，也可以将多排双层连接杆114与轨道梁本体111进行现场一体浇注，不影响实施效果。
优选的，连接杆114的截面为圆形或矩形。采用该多排双层连接杆114结构的轨道梁结构，整体性能较好，更利于减振元件的灵活布置，且轨道结构质量较轻，经济性较好。
其他实施方式中，连接杆114可以按其他布局方式进行装配，如三层或多层、也可以交错布局等方式，只要满足在轨道梁本体111之间所设置的连接杆114能够增加轨道梁本体111的横向连接刚度即可。
在上述实施一和实施例二中的水平减振降噪装置3a采用橡胶块，竖直减振降噪装置3b为减振支撑装置，根据结构差异，其可按如下三种实施方式实施，具体地：
如图7所示，为本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的减振支撑装置实施例一的截面结构示意图。
本实施例中的减振降噪装置，包括：为轨道交通设备提供竖向弹性支撑的多组减振支撑装置，其中：减振支撑装置包括：交错布置的多块钢板31和紧固在相邻两钢板31之间部分区域的橡胶体32，多块钢板31等距均匀布置，橡胶体32采用高阻尼橡胶材料制成。
具体地，钢板31交错布置，且每一块钢板31的规格尺寸一致，在相邻两块钢板31之间的中部区域设置橡胶体32，钢板31与橡胶体32采用硫化连接。橡胶体32作用是：由于橡胶具有较好的复位能力，且抗疲劳性能好，通过钢板31之间的橡胶体32竖向剪切变形能力提供竖向弹性支撑，用以降低环境振动和噪声。
优选的，橡胶体32采用高阻尼橡胶材料制成，其作用是：由于高阻尼橡胶材料具有阻尼特性，其对振动的衰减效果更好。
参见图8所示，为本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的减振支撑装置实施例二的截面结构示意图。
本实施例与上述图7所示实施例的不同之处在于：减振支撑装置还包括用以对多块钢板31与橡胶层32在剪切荷载作用下进行约束的紧固件33，紧固件33设置在减振支撑装置侧体的外周，其分别与减振支撑装置两侧钢板相连接。
具体地，紧固件33能够增加减振支撑装置的稳定性，其能够在减振支撑装置的外侧提供一个约束，保证减振支撑装置竖向变形时的稳定性。紧固件33使用不锈钢材料制成。
参见图9所示，为本发明具有减振降噪功能分散支撑轨道结构的减振支撑装置实施例三的截面结构示意图。
本实施例与上述图8所示装配紧固件33实施例的不同之处在于：减振支撑装置还包括用以对减振支撑装置进行保护的套筒34，套筒34设在减振支撑装置的外周。
具体地，套筒34能够保证整个装置在使用过程中的安全性和耐久性，车辆荷载作用下，套筒34可以产生相对运动。套筒34包括分别连接在减振支撑装置顶部、底部以及侧体上的由不锈钢材料制成的上盖板341、下盖板342、外侧板343、内侧板344。优选的，上盖板341与内侧板344、下盖板342与外侧板343焊连为一体，并且内侧板344与钢板31间使用螺栓连接。
进一步，外侧板343和内侧板344之间设置用以使套筒34可上下移动的滑道35，其可保证套筒34的上下部分可以顺利滑动。
本发明减振降噪装置的其他实施方式中：当减振支撑装置的承载力不足时，可以通过增加钢板31和橡胶层32的组数进行调整，例如：如需减小减振支撑装置的刚度，可以增加橡胶层31的厚度；如需增加减振支撑装置的刚度，可以减小橡胶层32的厚度以适应上述结构变化，均没有改变本发明的实质。
实施本发明的减振降噪装置，具有如下有益效果：
第一：在轨道梁本体之间设置用以增加轨道梁在其截面方向上抗弯惯性矩的连接板或连接杆，能够增加轨道梁的横向连接刚度和横向截面抗弯惯性矩，提高了横向截面抗弯性能，整体性能较好，更利于减振元件的灵活布置，且轨道结构质量较轻，施工成本可控。其中：轨道梁的箱体结构可降低后期加固维护的费用，便于工厂预制，可以大大提高施工进度，施工质量也更容易得到保障，也利于在轨道交通设备发生故障时人员的疏散，安全性能更高。
第二：由于减振降噪装置包括为轨道交通设备提供竖向弹性支撑的多组减振支撑装置，可以为轨道结构提供竖向弹性支撑，并且可以根据刚度以及承载力的要求，能够根据轨道结构和车辆荷载等参数进行灵活设计；可以广泛的应用在板式轨道、梯形轨道等结构体上，可以极大的降低环境振动与噪声；可进行拆换，方便后期维护和管理。