一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器的制作方法

本发明涉及轨道交通技术，特别涉及一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器。

背景技术：

近年来，随着我国城市轨道交通建设的大力推进，轨道交通在给人们出行带来便利的同时也产生了振动和噪声问题，一方面不仅给附近居民生活带来困扰、危及周边建筑安全，另一方面严重时甚至会影响列车行驶稳定性、安全性以及缩短轨道使用寿命。因此为了减轻轨道交通在运行过程中带来的振动噪声危害，一系列有效的减振措施得到了广泛运用，而针对轨道的众多减振形式中，浮置板轨道技术应用范围最广、隔振效果最优。

浮置板轨道通过在轨道板下放置弹性隔振器，从而有效地隔离了列车通过时轮轨接触振动向周边基础的传递作用，达到减小环境振动和噪声的目的。尽管浮置板轨道隔振效果十分理想，但相较于普通轨道的铺设成本更高，因此通常适用于穿行在居民区、医院、音乐厅、博物馆等高等或特殊减振路段。目前国内浮置板轨道下的弹性隔振器主要分为钢弹簧隔振器和橡胶隔振器两种，其中钢弹簧隔振器尽管使用寿命相对较长，但存在金属材料易腐蚀、阻尼材料易泄漏、垂向刚度调整困难以及高频下驻波效应明显等缺点，同时造价昂贵；橡胶隔振器由于橡胶材料在自身变形的同时具有阻尼耗能的特点，因此结构简单、使用方便且价格相对低廉，但橡胶浮置板轨道中的橡胶隔振器一般产生压缩变形，横向刚度低且隔振效果较差，橡胶材料在长期承受较大工作载荷以及意外强力冲击载荷时容易受到损伤，使用寿命较低，并且亦有橡胶材料不便于更换，维护成本高和施工上定位和安装复杂等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器，以有效提高隔振性能，且能够随意调节自身高度，并可实现三向限位的功能，便于安装、更换和维护，减少施工难度和铺设工作量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器，该橡胶隔振器设置于预制轨道板、基底道床之间，其特征是：包括通过中心轴柱装配为一体的上支座、橡胶块和下支座；所述中心轴柱具有上部螺纹段和下部倒t型结构，上部螺纹段由下支座底部环形腔室向上穿过下支座中心圆孔、橡胶块中心孔后与上支座中心孔螺纹连接，对橡胶块形成预压缩；所述基底道床上固定设置预埋限位柱，预埋限位柱顶部凸入下支座底部环形腔室内；所述橡胶隔振器承受轴向、侧向强力冲击时，下部倒t型结构与下方预埋限位柱、下支座中心圆孔产生限位接触，实现三向限位；所述上支座顶面上可拆卸安装调高装置。

所述橡胶块具有轴向上端圆锥面和轴向下端圆锥面，橡胶块内由上而下轴向间隔设置与之硫化为一体的外环骨架、中环骨架和内环骨架。

所述上支座为中空平顶圆锥结构，中空部分的锥形环壁与橡胶块轴向上端圆锥面紧密贴合，轴向中心为与中心轴柱上部螺纹段相配合的螺孔，该螺孔上方具有一容纳圆环状弹性体的圆孔，圆环状弹性体的中央部位具有与中心轴柱顶部六边形结构相适配的的六边形卡槽。

所述下支座为中空平顶圆锥结构，顶面和底面为水平平整面，侧面环形锥面，该环形锥面与橡胶块具有轴向上端圆锥面和轴向下端圆锥面贴合，环形锥面底端过渡为与橡胶块抵接的水平环面；所述下支座中心圆孔设置在顶面上，与底部环形腔室相连通。

所述调高装置包括上盖板和至少一层高度调节垫板，高度调节垫板位于上盖板的底面与上支座顶面之间，上盖板通过环向间隔设置的螺栓固定安装在上支座顶面上。

本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：

一、橡胶隔振器内置具有预压装配和三向限位功能的中心轴柱，在隔振器通过中心轴柱连接好后，采用外部工具对中心轴柱顶端进行旋拧，将隔振器装配成一体，在安装到浮置板轨道下的使用过程中，当隔振器承受轴向强力冲击时中心轴柱与下方限位柱产生限位接触；当隔振器承受侧向强力冲击时中心轴柱与下支座的中心圆孔产生限位接触，因此具有三向限位保护的作用；

二、橡胶隔振器可选择不同厚度以及不同数量的高度调节垫板进行组合装配，从而使整体高度可以在原高度的基础上保证0～30mm范围内的随意调节，可适用于更多的浮置板轨道安装场合，使整体高度维持在给定限值；

三、橡胶隔振器的橡胶块完全包裹内置骨架，并与内、中、外环骨架硫化为一块整体方便批量生产和装配运输，内置骨架强化了橡胶块的三向刚度，相较于一般橡胶隔振器具有更高的承载能力，能够保证通过300万次以上的高载荷疲劳循环试验，并且在试验后无外观损伤，各项性能参数无明显变化；

四、橡胶隔振器的橡胶块呈圆锥形在使用过程中橡胶材料产生剪切和压缩变形，相较于普通压缩变形橡胶可以降低轴向刚度以及增大侧向刚度，因此具有更好的隔振效果和工作稳定性，而通过合理调整橡胶块的硫化锥度可以方便的平衡轴向刚度与侧向刚度之比以满足更多的使用场合；

五、橡胶隔振器的安装采用在道床中预埋限位柱的方式，下支座通过嵌入预埋限位柱来进行隔振器的固定，该方式能保证在施工过程中方便的对隔振器进行定位，减少施工难度和工作量，并且隔振器可以在出厂或运输前进行预压装配，再根据现场情况调节调高垫板，可极大加快浮置板轨道的铺设速度；

六、橡胶隔振器的装配部件少，结构简单，各部件间易于连接和拆卸，便于安装和使用，在满足完备功能的同时有效降低了隔振装置的复杂性和尺寸空间，并且其中橡胶块为单独整体，在后期长时间使用后进行维护时只需更换如橡胶块等老化损坏部件即可，降低了维护成本。

附图说明

本说明书包括如下六幅附图：

图1是本发明一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器的使用状态示意图；

图2是本发明一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器的结构示意图；

图3是本发明一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器的俯视图；

图4是本发明一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器中的下支座的俯视图；

图5是本发明一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器中的高度调节垫板的俯视图；

图6是本发明一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器中的预埋限位柱的主视图。

图中示出构件和对应的标记：上支座1，圆环状弹性体11，上支座中心孔12，橡胶块2，外环骨架21、中环骨架22、内环骨架23、橡胶块中心孔24、下支座3，底部环形腔室31，下支座中心圆孔32，中心轴柱4，顶部六边形结构41、上部螺纹段42、下部倒t型结构43，橡胶套44、高度调节垫板5，长圆孔51，上盖板6，连接圆孔61，预埋限位柱7，橡胶套71、冒型构件8，预制轨道板9，基底道床10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1和图2，本发明的一种用于浮置板轨道的橡胶隔振器，该橡胶隔振器设置于预制轨道板9、基底道床10之间，包括通过中心轴柱4装配为一体的上支座1、橡胶块2和下支座3。所述中心轴柱4具有上部螺纹段42和下部倒t型结构43，上部螺纹段42由下支座3底部环形腔室31向上穿过下支座中心圆孔32、橡胶块中心孔24后与上支座中心孔12螺纹连接，对橡胶块2形成预压缩，所述道床10上固定设置预埋限位柱7，预埋限位柱7顶部凸入下支座3底部环形腔室31内。所述橡胶隔振器承受轴向、侧向强力冲击时，下部倒t型结构43与下方预埋限位柱7、下支座中心圆孔32产生限位接触，实现三向限位。为能够随意调节自身高度，在所述上支座1顶面上可拆卸安装调高装置。

参照图1，所述预制轨道板9下部预埋设置冒型构件8，限位柱7对应预埋设置在道床10上部，橡胶隔振器安装在冒型预埋件8与限位柱7之间，中心轴柱4、限位柱7的轴线相重合。橡胶隔振器的大部分主体位于冒型预埋件8的空腔内，

参照图2，所述橡胶块2具有轴向上端圆锥面和轴向下端圆锥面，当承受轴向与侧向载荷时均发生压缩与剪切变形，相较于普通压缩变形橡胶可以降低轴向刚度以及增大侧向刚度，因此具有更好的隔振效果和工作稳定性。橡胶块2内由上而下轴向间隔设置与之硫化为一体的外环骨架21、中环骨架22和内环骨架23，进一步强化橡胶块2的三向刚度，相较于一般橡胶隔振器具有更高的承载能力和疲劳寿命。所述外环骨架21与上端圆锥面、内环骨架23与轴向端圆锥面之间的距离2mm～2.5mm。在保证橡胶块在骨架作用下有一定抗变形力，增加三向刚度，同时避免骨架与外界空气直接接触，防止骨架金属件的锈蚀提高橡胶块的储存和使用寿命。

参照图2和图3，所述上支座1为中空平顶圆锥结构，中空部分的锥形环壁与橡胶块2轴向上端圆锥面紧密贴合，轴向中心为与中心轴柱4上部螺纹段42相配合的螺孔，该螺孔上方具有一容纳圆环状弹性体11的圆孔，圆环状弹性体11的中央部位具有与中心轴柱4顶部六边形结构41相适配的六边形卡槽，顶部六边形结构41插入六边形卡槽，使中心轴柱4在不受力状态下不发生自转动。

参照图2和图4，所述下支座3为中空平顶圆锥结构，顶面和底面为水平平整面，侧面为环形锥面，该环形锥面与橡胶块2具有轴向上端圆锥面和轴向下端圆锥面贴合，环形锥面底端过渡为与橡胶块2抵接的水平环面，所述水平环面的宽度优选为15～20mm；所述下支座中心圆孔32设置在顶面上，与底部环形腔室31相连通。下支座中心圆孔32周壁与中心轴柱4外周壁之间的间隙一般为5～6mm，作为下部倒t型结构43的预留横向位移空间。为减小冲击力，所述中心轴柱4下部倒t型结构43外包裹固定橡胶套44，所述预埋限位柱7的顶部安装橡胶套71。

参照图2和图3，所述调高装置包括上盖板6和至少一层高度调节垫板5，高度调节垫板5位于上盖板6的底面与上支座1顶面之间，上盖板6通过环向间隔设置的螺栓固定安装在上支座1顶面上。上盖板6为一定厚度的圆形件，连接浮置板轨道系统的预制轨道板9和橡胶隔振器主体，起到传递载荷的作用。上盖板6的面板中间掏出3个连接圆孔61以放置连接螺栓，其中连接圆孔61设计为两层，连接螺栓放入后可保证顶面平整。参照图5，高度调节垫板5为圆环状并在圆环外周设计有独特的三个圆弧凸起，其相互之间均设计间隔为120度，高度调节垫板5的圆弧内周52其直径应至少大于上支座1的顶面圆孔直径留有三个长圆孔51对应三个圆弧凸起，用于穿连三个连接螺栓以固定高度调节垫板5使其不发生左右位移及径向转动，在使用过程中应至少保证一个高度调节垫板的安装，优选的垫板厚度规格为1mm、2mm、5mm、7mm、10mm、15mm，也可依据实际调节需求选择多种厚度垫板进行组合使用，但最多垫板组合数量不应超过3块，可实现0～30mm的高度范围调节。

参照图2，中心轴柱4包括上部螺纹段42、下部倒t型结构43，下部倒t型结构43直径较柱身直径优选的大25～30mm，底端圆柱结构高度优选的为8～10mm，且在整个底端表面附有橡胶套44，橡胶套44厚度优选为2mm，以减少限位接触时带来的冲击损伤。上部螺纹段42配合上支座中心孔12进行旋拧装配，顶部六边形结构41则配合外部工具在固定上、下支座的基础上对中心轴柱4进行旋拧来对整体预压装配，同时也便于用圆环状弹性体11进行卡紧。

参照图1和图2，把橡胶块2套放在下支座3的环形锥面上，然后将上支座1压放橡胶块2上，底部环形腔室31向上穿过下支座中心圆孔32、橡胶块中心孔24后与上支座中心孔12螺纹连接，通过外部工具旋拧中心轴柱4的顶部六边形结构41，可将上支座1、橡胶块2、下支座3依次压紧，装配为一体，高度调节垫板5和上盖板6依次用螺栓固定在上支座顶面，将橡胶隔振器预压装配为一体，结构简单且易安装运输。

如图1所示，在铺设浮置板轨道时首先在道床10表面进行橡胶隔振器的定位，确定安装位置后将预埋限位柱7进行埋入，并仅漏出限位柱上半端71以保证预埋限位柱7稳固，然后将预压装配成一体的橡胶隔振器嵌固于预埋限位柱7之上完成橡胶隔振器的定位和安装。当轨道板上方传来轴向强力冲击载荷时，下部倒t型结构43产生向下的较大位移与预埋限位柱7顶面进行限位接触并及时止挡，当轨道板上方传来径向强力冲击载荷时中心轴柱4柱身产生径向的较大位移，下支座中心圆孔32产生限位接触并及时止挡，因此具有三向限位的功能，可对橡胶材料和轨道结构进行充分保护。

参照图1，将预埋限位柱7定位安装后，依次嵌入橡胶隔振器主体，选定调高垫板5厚度和数量后依次装配在上支座1顶面，然后盖上上盖板6并拧紧连接螺栓使调高垫板5和上盖板6均紧密固定在橡胶隔振器主体上，完成橡胶隔振器各部件的全部装配，最后将预制板轨道板9铺设在橡胶隔振器上，橡胶隔振器放置于冒型预埋件8内。

在具体应用时，铺设完成橡胶隔振器和预制轨道板9后，可借用外部工具伸入道床10与预制轨道板9的间隙来尝试转动橡胶隔振器，并通过是否能发生转动来判断橡胶隔振器承力状态，若发生转动则表明橡胶隔振器高度较低尚未承力则可增加高度调节垫板5厚度来进行重新铺设，因此该发明作用下浮置板轨道在施工和检查等作业上都十分方便。

以上所述只是用图解说明本发明用于浮置板轨道的橡胶隔振器的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。