具有减振道床与普通道床及板下刚度过渡的轨道结构的制作方法

本发明属于地铁线路轨道减振技术领域，更具体地，涉及一种地铁线路具有减振道床与普通道床及板下刚度过渡的轨道结构。

背景技术：

从20世纪50年代至今，城市轨道交通在我国己有近60年的发展历程。截至2017年末，我国共计34个城市开通城市轨道交通并投入运营，开通城轨交通线路165条，运营线路长度达到5033公里。随着城市轨道交通的不断发展，轨道交通引起的振动问题对人们的影响越来越大。

为满足城市环境对交通振动控制的需要，地铁线路上大量采用轨道减振措施,减振垫浮置板是应用较多的一种。减振垫浮置板需要在板下嵌入低刚度的橡胶垫层，这使得减振垫浮置板轨道刚度与一般道床地段差异较大。为了车辆能够平稳通过减振与非减振地段交界处，防止由于轮轨力突变和钢轨挠曲变化率较大引起的轨道病害，需要设置减振与非减振过渡段实现刚度的平稳过渡。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种具有减振道床与普通道床及板下刚度过渡的轨道结构，根据不同板下刚度过渡方式下计算得到的轮对位移、钢轨挠曲变化率、车体加速度以及轮重减载率，过渡段板下垫板刚度分级设置，通过调整靠近普通道床的一块或多块减振垫浮置板下部减振垫层的刚度进实现刚度过渡，过渡效果好。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有减振道床与普通道床及板下刚度过渡的轨道结构，沿线路纵向分为普通道床地段、过渡地段和减振道床地段，

所述普通道床地段包括普通道床，该普通道床包括整体道床，该整体道床与设于其顶部的钢轨通过扣件连接；

所述减振道床地段包括基底、设于该基底上的减振道床，以及设于所述基底和减振道床之间的减振垫层；

所述过渡地段设有多级减振垫层弹簧构成刚度过渡结构，而且从普通道床地段向减振道床地段，各级减振垫层弹簧的刚度逐步减小，实现普通道床地段与减振道床地段刚度的平缓过渡。

进一步地，所述刚度过渡结构包括第一级减振垫层弹簧、第二级减振垫层弹簧以及第三极减振垫层弹簧；其中，

所述第三极减振垫层弹簧的刚度大于第二级减振垫层弹簧的刚度；

所述第二级减振垫层弹簧的刚度大于第一级减振垫层弹簧。

进一步地，所述刚度过渡结构包括第一橡胶垫层、第二橡胶垫层以及第三橡胶垫层。

进一步地，任意一级橡胶垫层的刚度在20MPa/m及以下时，后一级橡胶垫层的刚度为前一级的1.5倍；

任意一级橡胶垫层的刚度在20MPa/m以上时，后一级橡胶垫层的刚度为前一级的2～2.5倍。

进一步地，每一级橡胶垫层长度与一块道床板的长度相等，最后一级橡胶垫层的刚度不小于200MPa/m。

进一步地，所述基底与上部减振道床通过减振垫层弹簧连接，所述减振道床与钢轨通过扣件连接。

进一步地，所述扣件设于现浇或预制的道床上，包括基板，钢轨设于所述基板上，其底部依次设有轨下高弹垫板、铁垫板、铁垫板下高弹垫板以及铁垫板下调高垫板，通过所述轨下高弹垫板、铁垫板下高弹垫板和铁垫板下调高垫板实现对钢轨轨面高程的多级调节。

进一步地，所述基板及现浇道床上均开设有安装孔，塑料套管套设于该安装孔内；

所述钢轨底部两侧，分别对称设有调距扣板，其与轨下高弹垫板之间留有间隙，用于安装绝缘轨距板。

进一步地，所述绝缘轨距板及调距扣板的顶部设有单趾弹条，螺栓依次穿过单趾弹条、调距扣板、铁垫板、铁垫板下高弹垫板与塑料套管旋转配合紧固。

进一步地，所述调距扣板与单趾弹条之间还设有平垫圈和重型弹簧垫圈。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明的轨道结构，根据不同板下刚度过渡方式下计算得到的轮对位移、钢轨挠曲变化率、车体加速度以及轮重减载率，过渡段板下垫板刚度分级设置，通过调整靠近普通道床的一块或多块减振垫浮置板下部减振垫层的刚度进实现刚度过渡，过渡效果好。

2.本发明的轨道结构，在普通道床地段与减振道床地段之间设有多级减振垫层弹簧构成过渡段，而且从普通道床地段向减振道床地段，各级减振垫层弹簧的刚度逐步减小，从而实现普通道床地段与减振道床地段刚度的平缓过渡，过渡效果好。

3.本发明的轨道结构，板下垫层面刚度在20MPa/m及以下时，后一级刚度为前一级的1.5倍，当垫层面刚度在20MPa/m以上时，后一级刚度为前一级的2～2.5倍。每一级过渡长度宜为1块道床板长度，最后一级过渡刚度不小于200MPa/m。

4.本发明的轨道结构，通过轨下高弹垫板、铁垫板下高弹垫板和铁垫板下调高垫板多级调节，实现钢轨轨面高程的灵活调节。

5.本发明的轨道结构，螺栓依次穿过单趾弹条、调距扣板、铁垫板、铁垫板下高弹垫板与塑料套管旋转配合紧固，从而将钢轨牢牢固定于现浇混凝土道床上。

附图说明

图1为本发明实施例中普遍道床与减振道床设置过渡力学结构示意图；

图2为本发明实施例中普通道床结构示意图；

图3为本发明实施例中减振道床结构示意图；

图4为图1中过渡结构放大示意图；

图5为图4中的一种实施例过渡结构示意图；

图6为本发明实施例中涉及的扣件结构平面示意图；

图7为图6中的A-A剖面示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-整体道床、2-隧道、3-减振道床、4-减振垫层、5-基底、6-普通道床、7-基础支承弹簧、8-基础支承弹簧约束、9-钢轨、10-扣件、11-减振垫层弹簧、12-第一级减振垫层弹簧、13-第二级减振垫层弹簧、14-第三级减振垫层弹簧、15-第一橡胶垫层、16-第二橡胶垫层、17-第三橡胶垫层；

101-轨下高弹垫板、102-绝缘轨距板、103-单趾弹条、104-螺钉、105-平垫圈、106-重型弹簧垫圈、107-调距扣板、108-铁垫板、109-铁垫板下高弹垫板、110-塑料套管、111-铁垫板下调高垫板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中普遍道床与减振道床设置过渡力学结构示意图，该轨道结构包括沿线路纵向设置的普通道床地段、减振道床地段及过渡地。建立其力学模型，其中，该力学模型的普通道床地段、减振道床地段及过渡地均包括基础支撑弹簧约束8、设于该基础支撑弹簧约束8上的基础支撑弹簧7。其中，如图2所示，普通道床地段包括隧道2及设于该隧道2上的整体道床1，整体道床1上设有基础支撑弹簧约束8，基础支撑弹簧约束8上设有基础支承弹簧7，基础支承弹簧7上为普通道床6，基础支撑弹簧7和基础支撑弹簧约束8共同构成轨道2，普通道床6与上部钢轨9通过扣件10连接。

如图3所示，减振道床地段包括设于隧道2内的基底5，设于该基底5上的减振道床3，以及设于基底5和减振道床3之间的减振垫层4。此外，在过渡地段和减振道床地段，基底5与上部减振道床3通过减振垫层弹簧11连接，减振道床3与钢轨9通过扣件10连接。本发明的刚度过渡结构，根据不同板下刚度过渡方式下计算得到的轮对位移、钢轨挠曲变化率、车体加速度以及轮重减载率，进行板下刚度过渡段长度与刚度设置，使各指标满足要求，实现普通道床地段与减振道床地段刚度的平缓过渡，过渡效果好，设置效率高。

如图4所示，进一步地，普通道床地段与减振道床地段之间设有多级减振垫层弹簧构成刚度过渡结构，而且从普通道床地段向减振道床地段，各级减振垫层弹簧的刚度逐步减小。优选地，刚度过渡结构包括第一级减振垫层弹簧12、第二级减振垫层弹簧13以及第三极减振垫层弹簧14，其中，第三极减振垫层弹簧14的刚度大于第二级减振垫层弹簧13的刚度，第二级减振垫层弹簧13的刚度大于第一级减振垫层弹簧12。本发明的刚度过渡结构，在普通道床地段与减振道床地段之间设有多级减振垫层弹簧构成过渡段，而且从普通道床地段向减振道床地段，各级减振垫层弹簧的刚度逐步减小，从而实现普通道床地段与减振道床地段刚度的平缓过渡，过渡效果好。

如图5所示为本发明一个实施例中过渡结构示意图，在普通道床地段与减振道床地段之间设有多级刚度过渡结构，具体包括第一橡胶垫层15、第二橡胶垫层16以及第三橡胶垫层17。任意一级橡胶垫层的刚度在20MPa/m及以下时，后一级橡胶垫层的刚度为前一级的1.5倍，任意一级橡胶垫层的刚度在20MPa/m以上时，后一级橡胶垫层的刚度为前一级的2～2.5倍。每一级橡胶垫层长度宜为1块道床板的长度，最后一级橡胶垫层的刚度不小于200MPa/m。优选地，第一橡胶垫层15的刚度为60MPa/m，第二橡胶垫层16的刚度为120MPa/m，第三橡胶垫层17的刚度为240MPa/m。

如图6和图7所示，扣件10设于现浇或预制道床上，包括基板，该基板及现浇道床上均开设有安装孔，塑料套管110套设于该安装孔内。钢轨9设于基板上，其底部依次设有轨下高弹垫板101、铁垫板108、铁垫板下高弹垫板109以及铁垫板下调高垫板111，通过轨下高弹垫板101、铁垫板下高弹垫板109和铁垫板下调高垫板111多级调节，实现钢轨9轨面高程的灵活调节。此外，在钢轨9底部两侧，分别对称设有调距扣板107，其与轨下高弹垫板101之间留有间隙，用于安装绝缘轨距板102，该绝缘轨距板102为L形结构，用于压紧钢轨9。绝缘轨距板102及调距扣板107的顶部设有单趾弹条103，螺栓104依次穿过单趾弹条103、调距扣板107、铁垫板108、铁垫板下高弹垫板109与塑料套管110旋转配合紧固，从而将钢轨9牢牢固定于现浇混凝土道床上。此外，为了进一步加强螺栓104与现浇混凝土道床之间的连接关系，在调距扣板107与单趾弹条103之间还设有平垫圈105和重型弹簧垫圈106。由于单趾弹条103较大的刚度和变形量，因此可大大提高钢轨的调高范围，满足其高程需求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。