带*型扩展层约束阻尼钢轨的制作方法

本发明涉及一种阻尼钢轨，尤其是涉及一种能有效降低钢轨振动噪声的带型扩展层约束阻尼钢轨。

背景技术：

近年来，随着轨道交通线网密度的增加，越来越多的轨道交通线路穿越人口聚集的区域。轨道交通运营中产生的巨大振动与噪声会对沿线居民的身心健康产生不利影响，使其产生焦虑、失眠等疾病；与此同时，振动噪声向列车车厢内传播，还会降低乘客的乘车舒适性与平稳性。因此，采取有效措施妥善解决轨道交通振动噪声污染问题将是轨道交通建设中一项长期且重要的任务。

轮轨振动噪声是轨道交通振动噪声的主要成分之一。在钢轨非工作面添加约束阻尼结构形成阻尼钢轨是在振动噪声源处控制轮轨振动噪声的有效方法。阻尼钢轨只需在钢轨表面添加约束阻尼结构即可，不需要改变原来的轨道结构组成，在新建线或既有线上均可使用，其施工便捷，设计、生产、安装周期较短，养护维修十分方便。此外，在线路上采用阻尼钢轨既不用考虑限界问题，也不会对线路通讯、钢轨探伤和列车行驶造成不良影响，加之阻尼材料价格经济，具备在轨道交通线路中大范围推广的条件。

目前，既有阻尼钢轨均侧重于通过增加阻尼层的剪切面积来实现减振降噪性能的增强。但实际中，阻尼钢轨用于减振降噪所消耗的能量大小还取决于阻尼层应变幅值的大小。而钢轨在振动过程中沿其纵向的振动幅度远大于其横截面的形变幅度。因此，可研发一种新型阻尼钢轨，充分利用钢轨的纵向变形加大阻尼层的应变幅值，从而有效提高阻尼钢轨的减振降噪性能。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用钢轨整体垂向变形加强阻尼层剪切效应，以提高其减振降噪性能的带型扩展层约束阻尼钢轨。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带型扩展层约束阻尼钢轨，包括：

钢轨本体，

型扩展层，由粘贴于钢轨本体轨腰及轨顶处的非工作面的扩展层基层以及从扩展层基层向外延伸出的多个型扩展槽组成，

约束层，包括设置于型扩展层外围的约束层外层以及从约束层外层向轨腰延伸出的多个长t型结构件以及多组双短横板结构件，各组双短横板与型扩展槽匹配设置并分别伸入型扩展槽中，长t型结构件与型扩展槽相互交错布置，

阻尼填充层，填充于型扩展层和约束层的空隙间。

本发明中，长t型结构件与扩展层基层构成剪切单元；双短横板与型扩展槽构成剪切单元。其中，长t型结构与扩展层基层构成的剪切单元与钢轨纵向切面平行，在钢轨发生整体垂向变形时，该剪切单元中的阻尼层随钢轨的振动发生大幅剪切变形，可有效消耗钢轨振动的能量。当钢轨发生高频振动时，钢轨横截面产生变形，此时双短横版与型扩展槽构成的剪切单元间的阻尼层受到剪切作用，可进一步吸收钢轨的高频振动。

优选地，所述的型扩展槽由水平板和连接于水平板一端的“匸”字形槽组成，水平板的另一端连接在扩展层基层上，“匸”字形槽的开口向外，所述的双短横板伸入“匸”字形槽中。

优选地，多个型扩展槽沿高度方向依次设置于轨腰处，每两个相邻的型扩展槽中间布置有一个长t型结构件。

优选地，所述的约束层还包括位于两个l型结构件，两个l型结构件分别位于最高处的型扩展槽的上方和最低处的型扩展槽的下方，并分别与最高处的型扩展槽和最低处的型扩展槽相互交错布置。l型结构件与长t型结构件的功能是相同的，因受轨头、轨底处空间限制而采用l型结构。

优选地，所述的型扩展槽设有3～5个。

优选地，所述的型扩展层、约束层和阻尼填充层沿钢轨本体长度方向连续或间隔设置。

优选地，所述的阻尼填充层选用高弹性阻尼体。例如高阻尼聚氨酯材料。

优选地，型扩展层和约束层采用铝材制成。比之于钢板等高硬度金属，铝材具有比重轻、耐腐蚀、易加工等优点，对本发明中复杂的型扩展层和约束层结构具有更好的适用性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明由于增加了与钢轨纵向切面平行的阻尼层的剪切面积，利用钢轨整体垂向变形加强了阻尼层的剪切效应，因此其减振降噪效果有了进一步的提升。

附图说明

图1为本发明的机构示意图。

图中，1为钢轨本体，2为型扩展层，21为扩展层基层，22为型扩展槽，221为水平板，222为“匸”字形槽，3为阻尼填充层，4为约束层，41为约束层外层，42为长t型结构件，421为水平件，422为翼板，43为双短横板，44为l型结构件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种带型扩展层约束阻尼钢轨，如图1所示，包括钢轨本体1、型扩展层2、约束层4和阻尼填充层3，其中：

型扩展层2由粘贴于钢轨本体1轨腰及轨顶处的非工作面的扩展层基层21以及从扩展层基层21向外延伸出的多个型扩展槽22组成；

约束层4包括设置于型扩展层2外围的约束层外层41以及从约束层外层41向轨腰延伸出的多个长t型结构件42以及多组双短横板结构件43，各组双短横板43与型扩展槽22匹配设置并分别伸入型扩展槽22中，长t型结构件42与型扩展槽22相互交错布置；

阻尼填充层3填充于型扩展层2和约束层4的空隙间。

本实施例中，型扩展槽22由水平板221和连接于水平板221一端的“匸”字形槽222组成，水平板221的另一端连接在扩展层基层21上，“匸”字形槽222的开口向外，双短横板43伸入“匸”字形槽222中。

本实施例中的长t型结构件42由水平件421和连接于该水平件421一端的翼板422组成，水平件另一端连接于约束层外层41上。长t型结构件42与型扩展槽22相互交错布置时，某一t型结构件42的翼板422位于与之相邻的两个型扩展槽22的水平板221之间。

优选地，型扩展槽22设有3～5个。本实施例中型扩展槽22设有4个。4个型扩展槽22沿高度方向依次设置于轨腰处，每两个相邻的型扩展槽22中间布置有一个长t型结构件42。本实施例的约束层4还包括位于两个l型结构件44，两个l型结构件44分别位于最高处的型扩展槽22的上方和最低处的型扩展槽22的下方，并分别与最高处的型扩展槽22和最低处的型扩展槽22相互交错布置。l型结构件43与长t型结构件42的功能是相同的，因受轨头、轨底处空间限制而采用l型结构。

实际使用中，本实施例中的型扩展层2、约束层4和阻尼填充层3沿钢轨本体1长度方向连续或间隔设置。

本实施例中的阻尼填充层3选用高弹性阻尼体，例如高阻尼聚氨酯材料。

本实施例中的型扩展层2和约束层4采用铝材制成。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。