一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒的制作方法

本发明涉及轨道交通用减振缓冲装置技术领域，具体涉及一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒。

背景技术：

随着社会经济的飞速发展，城市轨道交通领域迅速崛起，给人们带来了便捷畅通的出行体验，但是由于轮轨系统中各结构不同频率的振动，造成轨道周围环境噪声污染严重，影响附近居民的正常生活。为解决轨道交通带来的噪声污染问题，浮置板轨道应运而生，浮置板轨道主要包括混凝土制成的浮置板和支撑浮置板的隔振器。其基本原理是在轨道上部建筑与基础间插入一固有振动频率远低于激振频率的线性谐振器，通过大质量体的惯性来隔离动荷载，只有静荷载和残余动荷载才通过隔振器传递到基础，这样浮置板轨道通过在轨道下设置弹性隔振器，将轨道板的振动与基础隔离，达到减小轨道交通引起的振动噪声污染的目的。

浮置板轨道中所用的隔振器为主要的减震器件，其中钢弹簧隔振器以其具有三维弹性、水平方向稳定性高、易于检修更换的优势成为浮置板轨道建设中重要的减震器件。但是钢弹簧隔振器外筒采用钢材质制成，不仅价格昂贵，由于钢材质易被腐蚀，还需要定期对钢弹簧隔振器外筒做防腐处理。同时钢弹簧隔振器外筒结构设计上对于后期实际安装过程考虑不够充分，在后期内筒安放环节存在很多不便捷之处，同时钢材质的隔振器外筒筒壁较薄，易损坏，对内部安装的隔振器内筒的防护性能较差，由于钢弹簧隔振器外筒存在造价高、易腐蚀、防护性能较差的问题，造成钢弹簧隔振器存在成本高但使用寿命短的缺陷，使得钢弹簧隔振器未得到广泛应用。

由此可见，如何提供一种安装方便、防护性能高、成本低、使用寿命长的钢弹簧减震器外筒成为浮置轨道板用的钢弹簧隔震器领域的技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、使用寿命长的钢弹簧隔振器PRC外筒。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒，包括顶圈和筒身，所述顶圈中部设有三角梅花形的安装孔，所述顶圈上端面均匀设置有三个螺栓孔及三个连接孔，所述螺栓孔内壁设有螺纹，所述螺栓孔螺纹连接有第一螺栓，所述第一螺栓与用于固定起吊装置的螺母连接；所述顶圈顶端连接有密封橡胶垫，所述密封橡胶垫通过第二螺栓穿过所述连接孔与所述顶圈固定连接，所述筒身为圆台型结构，所述筒身与所述顶圈一体成型。

本发明的有益效果是：本发明提供的钢弹簧隔振器PRC外筒在钢弹簧隔振器PRC外筒的顶圈上设置有三个螺栓孔，便于后期实际操作现场将起吊装置与外筒连接，筒身设计为圆台型，便于施工过程中内筒的安装，安装孔主要用于后期施工时外筒内弹簧的安装，在安装时弹簧上固定连接有一挡板，挡板与安装孔形状相同，其尺寸略小于安装孔，将弹簧及其上端固定连接的挡板从安装孔放入外筒内后，将挡板旋转90度，从而将挡板和弹簧通过安装孔卡固在外筒内。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述顶圈和筒身均采用活性粉末混凝土制成，所述活性粉末混凝土以重量分数计，包括以下组分：水泥700-900份，石英砂1000-1400份，掺合料180-220份，外加剂30-70份，钢纤维130-170份，水110-150份。

进一步，所述活性粉末混凝土以重量分数计，包括以下组分：水泥700-800份，石英砂1000-1250份，掺合料180-200份，外加剂30-50份，钢纤维130-150份，水110-130份。

进一步，所述活性粉末混凝土以重量分数计，包括以下组分：水泥800-900份，石英砂1250-1400份，掺合料200-220份，外加剂50-70份，钢纤维150-170份，水130-150份。

采用上述进一步方案的有益效果是采用活性粉末混凝土作为钢弹簧隔振器PRC外筒的制作原料，并通过活性粉末混凝土的具体原料的合理配比得到高抗压性能、高耐久性能的隔振器外筒。

其中掺合料是用于混凝土改善其性能或降低成本的掺量大于5％的粉末材料。本领域常用的掺合料包括：矿粉、粉煤灰、沸石粉、硅灰、过火煤矿石等。掺合料的加入使得到的活性粉末混凝土具有降低水化热、改善活性粉末混凝土的和易性、提高耐久性、降低成本的效果。

此外，活性粉末混凝土原料中还加入了外加剂，外加剂是在拌制活性粉末混凝土的过程中掺入用以改善混凝土性能的物质，外加剂的掺量一般不大于水泥质量的5％，本领域常用的外加剂包括：减水剂、引气剂、泵送剂、缓凝剂、阻锈剂、防冻剂、膨胀剂、着色剂等，外加剂加入的种类具体根据实际需要合理添加。

进一步，所述筒身的厚度为5cm-11cm。

采用上述进一步方案的有益效果是钢弹簧隔振器PRC外筒的筒身要比普通的钢材制做的隔振器外筒厚，PRC外筒的筒身厚度可以达到11cm，整个外筒对其内部的隔振器所起到的防护性能更优，且筒身厚度增加使其更加坚固，不易损坏。

进一步，所述螺栓孔与所述连接孔间隔设置。

采用上述进一步方案的有益效果是将三个螺栓孔与三个用于连接橡胶垫的连接孔间隔设置在顶圈上，可以保证橡胶垫与顶圈贴合更紧密，且起吊装置连接三个穿设于螺栓孔内的螺栓和与螺栓连接的螺母时，由于螺栓孔均匀的设置在顶圈上，可以保证起吊时整个外筒受力均衡，便于平稳起吊。

进一步，所述顶圈和筒身埋设在浮置轨道板内。

采用上述进一步方案的有益效果是在使用时将钢弹簧隔振器PRC外筒预埋入浮置轨道板内，并在外筒内安装内筒(即隔振器组件)，从而实现隔振器与浮置轨道板的固定连接，且本发明由于采用由活性粉末混凝土制成的PRC外筒，在将PRC外筒预埋入混凝土制成的浮置轨道板内时，更易实现PRC外筒与浮置轨道板的紧密贴合。

附图说明

图1为本发明一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒整体结构示意图；

图2为本发明一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒剖视图；

图3为本发明一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒俯视图；

图4为本发明一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒安装在浮置轨道板上的俯视图；

图5为本发明一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒安装在浮置轨道板上的A-A剖面图；

图6为本发明一种用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒安装在浮置轨道板上的B-B剖面图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、顶圈，11、安装孔，12、螺栓孔，13、连接孔，2、筒身,3、浮置轨道板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参见附图1、2、3，本实施例中用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒，包括顶圈1和筒身2，顶圈1中部设有三角梅花形的安装孔11，顶圈1上端面均匀设置有三个螺栓孔12及三个连接孔13，螺栓孔12内壁设有螺纹，螺栓孔12螺纹连接有第一螺栓，第一螺栓与用于固定起吊装置的螺母连接；顶圈1顶端连接有圆形的密封橡胶垫，密封橡胶垫通过第二螺栓穿过连接孔13与顶圈1固定连接，筒身2为圆台型结构，筒身2与顶圈1一体成型。

具体地，筒身2的厚度为5cm-11cm，在保证筒身坚固性的同时，考虑到其厚度对整个外筒成本的影响，优选筒身厚度为6cm-8cm。本实施例中筒身厚度为8cm。

本实施例中螺栓孔12与所述连接孔13间隔设置。

上述实施例中，顶圈1和筒身2均采用活性粉末混凝土制成。活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简称RPC)是继高强、高性能混凝土之后，20世纪90年代，开发出的超高强度、高韧性、高耐久、体积稳定性良好的水泥基材料，它是DSP(Densified System containing ultra-fine Particles)材料与纤维增强材料相复合的高技术混凝土，将其应用于钢弹簧隔振器PRC外筒，代替现有的钢材质外筒，其耐用性更优，且无需防腐处理。

下面通过实施例具体说明用于制作顶圈1和筒身2的活性粉末混凝土的原料配比关系。

实施例1

以1立方米的活性粉末混凝土计，制作顶圈1和筒身2的活性粉末混凝土，包括以下原料：水泥700kg，石英砂1000kg，掺合料180kg，外加剂30kg，钢纤维130kg，水110kg。

实施例2

以1立方米的活性粉末混凝土计，制作顶圈1和筒身2的活性粉末混凝土，包括以下原料：水泥800kg，石英砂1200kg，掺合料200kg，外加剂50kg，钢纤维150kg，水130kg。

实施例3

以1立方米的活性粉末混凝土计，制作顶圈1和筒身2的活性粉末混凝土，包括以下原料：水泥900kg，石英砂1400kg，掺合料220kg，外加剂70kg，钢纤维170kg，水150kg。

对上述实施例1-3得到的活性粉末混凝土进行耐硫酸盐侵蚀试验，试验采用100mm×100mm×100mm规格的试块进行干湿循环，即在硫酸钠饱和溶液中浸泡24小时为一个循环，每个循环后观察试件表面侵蚀情况；循环10次和20次时分别测试抗压强度和质量，进行质量和抗压强度的对比。

测试结果参见下表1和表2：

表1耐硫酸盐侵蚀强度变化表

表2试块质量变化表

由表1和表2可清楚的看出，由于活性粉末混凝土内部水泥水化反应以及掺合料的二次水化反应等尚未完成，导致试验过程中试块的抗压强度继续提高，且随着试验循环次数的增加，试块的质量均匀减少，但是质量减小的幅度非常小，试块表面完好如初，试验表明，活性粉末混凝土的耐硫酸盐侵蚀性能强，不易腐蚀，所以用活性粉末混凝土制得的隔振器外筒无需做防腐处理，相比钢材质外筒，活性粉末混凝土制得的隔振器外筒使用寿命更长。

参见附图4-6，上述实施例中，整个钢弹簧隔振器PRC外筒埋设于浮置轨道板3内。

上述实施例中用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒在实际操作中的安装过程为：

1)将钢弹簧隔振器外筒预埋入浮置轨道3中；

2)通过预埋在钢弹簧隔振器外筒中的螺母，将浮置轨道板3起吊，然后将钢弹簧隔振器内筒放入钢弹簧隔振器外筒中；

3)将浮置轨道板3安装定位在轨道基础上；

4)在浮置轨道板3上铺装钢轨。

本发明提出的用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒，全部采用活性粉末混凝土材料制造而成，采用工厂预制方式，没有锈蚀现象，不需要做防腐处理，与现在普遍采用的钢材制做的隔振器外筒相比，本发明提供的用于浮置轨道板的钢弹簧隔振器PRC外筒造价更低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。