一种运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床的制作方法

本发明涉及轨道交通领域，尤其是一种运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床。

背景技术：

轨道交通是城市交通路网的重要组成部分，城市的轨道交通都是穿梭于市区等市民居住的地方，在运营过程中，存在以下问题：

1.居民上访反馈的震动影响及车厢内噪音过大；

2.供电专业均流电缆接线端子及垫圈裂纹；

3.螺旋道钉折断；

4.信号专业btm天线螺栓断裂；

5道床轨枕破损问题。

通过采用以下方法：1.数据统计分析；2.问题频发区段喷刷标识；3.高清高速摄像机抓拍；4.浮置板道床动态位移测试；5.钢弹簧隔震器静态力学性能试验；进行研究分析表明，上述问题的主要原因均是轮轨共振。

钢轨的作用在于引导车辆的车轮前进和承受车轮压力，并通过扣件将上部压力向下传递到轨枕、道床上，以提供给车辆所需的承载要求，主要承担自上而下的力，不宜承受明显的自下而上的力。

浮置板道床的作用在于将浮置板及车辆的荷载传给隔振器，隔振器承受荷载，依靠自身的变形及阻尼吸收振动能量，达到隔振的效果。其在车辆通过时会一直处在压缩、释放回弹的工况，在释放回弹时，产生了自下而上的力。

由此可见，由于钢弹簧浮置板道床的加入，车辆、钢轨及连接部件势必会受到自下而上的力的作用。这样的工况势必会对车辆及钢轨产生额外的损伤。如何改善浮置板道床的隔振性能，成为问题解决的方向。

中国专利201710321545.6，公开了一种易维护弹性垫减振道床，包括弹性垫和轨道板，弹性垫放置于基础上，轨道板放置于弹性垫上，钢轨及扣件系统设置在轨道板上，弹性垫及至少部分轨道板板体嵌置于基础中，轨道板横截面呈盆形或倒梯形，与其配合的基础轮廓与之对应，轨道板与弹性垫之间设置隔离层，轨道板上还设有板体抬升结构。该专利技术中采用由橡胶材质制成的弹性缓冲垫来进行减震缓冲，部分缓解了浮置道床系统在变化动载条件下的振动，存在振动控制效果差、调平施工效率低的问题，

中国专利201810978543.9，公开了一种用于隔离轨道车辆运营过程中产生的振动的浮置板道床，其包括浮置板和弹性隔振装置，所述弹性隔振装置放置在浮置板上设置的安装预留空位或联结套筒中，并弹性支撑着浮置板使浮置板脱离基础表面，所述弹性隔振装置包括上壳体、下壳体和弹性元件，弹性元件置于上壳体与下壳体之间，所述弹性元件包括静载支承弹簧和联合支承弹簧。该专利技术虽然部分缓解了浮置道床系统在变化动载条件下的振动，但仍然存在螺旋钢弹簧隔振器存在的结构复杂、易损坏、成本高、虽然隔离了振动的能量但是此能量并未消耗，会引起轨道其他设备疲劳损坏等问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构经过优化、减震效果优越的运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床。

为实现上述目的，本发明一种运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床，包括减振装置和浮置板，浮置板沿其长度方向并排设置有若干个安装孔，减振装置安装在安装孔内，并弹性支撑在浮置板与基底之间，使得浮置板脱离基底的表面；

其中，减振装置包括摩擦弹簧、支撑机构，所述摩擦弹簧包括上压板、中压板、摩擦弹簧本体、套筒、底板，摩擦弹簧本体安装于套筒的中心腔内，中心腔的上部内置有压装在所述摩擦弹簧本体上部的中压板，套筒与底板固定连接，套筒的上端面固定设置有限位板，上压板与中压板之间通过中心螺栓固定连接，并使得上压板与限位板之间形成下压空间。

进一步，所述安装孔内设置有外套筒，所述摩擦弹簧安装在外套筒内。

进一步，所述上压板与限位板之间的下压空间的预设压缩量为2mm。

进一步，所述限位板上固定设置有断簧指示器，该断簧指示器通过上部部件中预设的安装孔而伸出减震装置的外部。

进一步，所述上压板与所述套筒的侧壁上设置有一圈密封板，该密封板将所述下压空间密封。

进一步，所述减振装置还包括盖板，所述盖板和支撑机构的外形与所述安装孔相适配，支撑机构上设置有若干个支撑部，支撑机构和摩擦弹簧固定安装后，整体安装于所述安装孔的下方，并由支撑部来支撑所述浮置板。

进一步，所述盖板、支撑机构为多角形结构，所述支撑机构的多角形的尖端部设置有所述支撑部。

进一步，所述安装孔的上端面向内延伸有承载块，若干个承载块相互间隔设置，所述支撑机构和摩擦弹簧从所述安装孔放入轨道下部后，所述支撑机构和摩擦弹簧整体旋转60度，从而将若干个所述支撑部支撑于承载块的底面。

进一步，所述支撑机构包括若干块厚度不同的支撑机构，以方便调节整体的支撑高度。

进一步，所述盖板的上部还设置有橡胶垫；所述橡胶垫的上部还设置有外置盖板，外置盖板安装于所述安装孔内来将其封盖。

进一步，所述浮置板的上部固定设置有导轨，所述减振装置设置于所述导轨的外侧。

进一步，对于曲线路段，所述浮置板整体为与曲线路段相适配的曲线结构，所述基底为倾斜结构，其位于曲线结构外侧的部分高于位于曲线结构内部的部分；同时，所述减振装置弹性支撑在所述浮置板与基底之间，使得所述浮置板也为倾斜状态。

进一步，所述浮置板的侧边与所述基地之间设置有橡胶密封条。

本发明运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床，结构简单，通过摩擦弹簧的高效率减振耗能，将振动或冲击能量耗散为热能，同时结合了弹簧和减振器的优点，同时具有产品免维护，对环境不敏感，安装方式多样，减少周围设备设施故障率等优点。

附图说明

图1为本发明浮置板道床实施例一结构示意；

图2为图1中a-a向剖视图；

图3为本发明浮置板道床实施例二结构示意；

图4为图3中b-b向剖视图；

图5为本发明减震装置的立体结构示意图；

图6为本发明减震装置的分体结构示意图；

图7为本发明减震装置主视图；

图8为本发明减震装置俯视图；

图9为本发明减震装置的剖视图；

图10为本发明减震装置安装示意图一；

图11为本发明减震装置安装示意图二；

图12为本发明减震装置安装示意图三；

图13为本发明减震装置安装示意图四；

图14为本发明减震装置安装示意图五。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1：

如图1、图2、图5至图14所示，为平直状态的浮置板道床。本实施例一种运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床，包括减振装置22和浮置板4，浮置板4沿其长度方向并排设置有若干个安装孔5，减振装置22安装在安装孔5内，并弹性支撑在浮置板4与基底25之间，使得浮置板4脱离基底25的表面，并在浮置板4与基底25之间形成空隙24。浮置板4的上部固定设置有导轨26，减振装置22设置于导轨26的外侧。

其中，减振装置22包括盖板1、支撑机构2、摩擦弹簧3、断簧指示器16、橡胶垫18、外置盖板19。

浮置板4上设置有安装孔5，盖板1、支撑机构2、橡胶垫18和外置盖板19的外形均与安装孔5相适配，本实施例中，安装孔5为多角形结构，盖板1、支撑机构2、橡胶垫18和外置盖板19也为多角形结构，支撑机构2的多角形的尖端部设置有支撑部6，支撑机构2和摩擦弹簧3固定安装后，整体安装于安装孔5的下方，并由支撑部6来支撑浮置板4。支撑机构2的形状可以根据使用需要来进行设置，如设置有4个、5个或6个支撑部6。

支撑机构2包括若干块厚度不同的支撑单元，以方便调节整体的支撑高度。支撑机构2和摩擦弹簧3从安装孔5放入轨道下部后，调整使用不同厚度的支撑机构，从而通过使用若干块支撑机构2来将浮置板4与摩擦弹簧3之间的空间填充。进一步将支撑机构2和摩擦弹簧3整体旋转60度，从而将若干个支撑部6支撑于浮置板4的底面，来形成对浮置板4的支撑。安装完成后，安装孔5内设置有将其封盖的盖板1，盖板1的上部设置有橡胶垫18，橡胶垫18的上部还设置有外置盖板19，以整体形成密封结构。

摩擦弹簧3包括上压板7、中压板8、摩擦弹簧本体9、套筒10、底板11，套筒10为中空结构，其内设置有中心腔12，摩擦弹簧本体9安装于套筒10的中心腔12内。中心腔12的上部内置有压装在摩擦弹簧本体9上部的中压板8，当上方实施向下的压力时，中压板8将压缩摩擦弹簧本体9向下运动。套筒10与底板11固定连接，形成底部的支撑。盖板1、支撑机构2、上压板7之间通过螺栓21固定连接。

套筒10的上端面固定设置有限位板13，限位板13通过螺钉固定安装在套筒上。上压板7与中压板8之间通过中心螺栓14固定连接，并使得上压板7与限位板13之间形成下压空间15。下压空间15为上方压力压缩摩擦弹簧本体9向下运动的运行空间。上压板7与限位板13之间的下压空间15的预设压缩量为2mm。上压板7与套筒10的侧壁上设置有一圈密封板17，密封板17将下压空间15密封。密封板17通过卡箍20锁紧安装。

限位板13上固定设置有断簧指示器16，断簧指示器16通过上部部件中预设的安装孔而伸出减震装置的外部。安装断簧指示器16后，可用记号笔沿着水平面往上至5mm标记记号，若使用中，超过该标记记号，则显示摩擦弹簧本体9是去功效，可能出现断簧等故障。

在浮置板顶升、线路运营期间，为防止杂物进入板缝内，在顶升前首先在浮置板两侧与隧道壁的结合处、伸缩缝之间、浮置板4的侧边与基地25之间均设置有橡胶密封条23。

本实施例中，在平直状态的浮置板道床中，浮置板4的上表面为水平状态，减振装置22、摩擦弹簧3均保持竖直状态，以提供垂直方向的支撑力。

实施例2：

如图3、图4、图5至图14所示，为曲线状态的浮置板道床。本实施例一种运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床，其整体结构与实施例1相同。

本实施例中，针对于曲线路段，浮置板4整体为与曲线路段相适配的曲线结构，基底25为倾斜结构，其位于曲线结构外侧的部分高于位于曲线结构内部的部分。

同时，减振装置22弹性支撑在浮置板4与基底25之间，使得浮置板4也为倾斜状态。但是，浮置板4的下表面与基底25上表面之间仍然为平行状态，减振装置22提供垂直于基底25表面方向的支撑力。以保证导轨26对车辆的向心力支撑。

浮置板4的中部设置有观察筒27，以便于观察浮置板4的状态，观察筒27的下口设置有用于密封的盖板28，以防止杂物落入空隙24内，而造成对减振效果的影响。

针对于平直状态的浮置板道床，基底25上设置有第一排水沟29、浮置板4上设置有第二排水沟30，第一排水沟29位于基底25的中部，为主要排水渠道。第二排水沟30贯穿设置在浮置板4内，浮置板4内沿其长度方向间隔设置有若干个第二排水沟30，第二排水沟30可将浮置板4上表面的积水迅速的通过空隙24导向至第一排水沟29而排出。

针对于曲线状态的浮置板道床，由于浮置板4为倾斜状态，其上表面不会积水，所以在浮置板4上不设置排水沟。曲线状态的浮置板道床中，基底25上设置有第一排水沟29和第三排水沟31，第三排水沟31贯通基底25的侧部，并与曲线内存的空间相互连通，第三排水沟31为设置一定的倾斜度，使得能够有效的将道床空间内的积水及时的排至第一排水沟29而排出。

浮置板测量是为了监测浮置板的实际顶升高度和顶升后浮置板是否保持原始曲线状态的重要步骤。为保证测量精度，一般需要在测量点的位置安装测量钉。合理布置测量点：每一块浮置板两侧至少要分布8个测量点(即每一侧为4个测量点)；浮置板两端头的4个测量点距离伸缩缝约为1米左右。其余的4个测量点则依照与两端头测量点之间的距离均布。

在安装测量钉、浮置板顶升前要对所有的测量点进行原始高程的测量，做好记录；后期将以此原始数据为基准，结合顶升后的数据，换算出浮置板的顶升量。测量的准确性是保证浮置板安装质量的关键因素之一，建议施工方在每次测量时应采用闭合测量的方式对所测数据进行复测验证，防止出现测量和计算误差。同时禁止使用轨顶或扣件作为浮置板的测量点。

本发明一种运用摩擦弹簧进行减震的浮置板道床进行了如下的实验检测：

1、静刚度测试：参照gb_t15168-2013《振动与冲击隔离器静、动态性能测试方法》，通过mts弹性体实验台mts-831.10，对摩擦钢弹簧隔振器进行力学性能滞回曲线测试，绘制力—变形曲线，验证摩擦钢弹簧隔振器的静刚度及能量吸收情况。

2、振动传递率试验：参照gb/t21563-2008《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》、gb/t2423.10-2008《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验fc：振动(正弦)》标准，对摩擦钢弹簧与试验工装组成的振动测试单元在试验振动台进行5hz-200hz垂向扫频振动，采集振动传递率曲线，验证摩擦钢弹簧隔振器在不同频率下的减震效果。

3、冲击传递率试验：参照gb/t21563-2008《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》、gb/t2423.5-1995《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验ea和导则：冲击》标准，对摩擦钢弹簧与试验工装组成的振动测试单元，在试验振动台进行10g/6ms半正弦波量级冲击，采集冲击传递率曲线及冲击回复时间曲线，验证摩擦钢弹簧隔振器抗冲击效果及回复时间。

4、长寿命试验：参照iec61373-2010《铁路应用-机车车辆设备-冲击和振动试验》、cjj/t191-2012《浮置板轨道技术规范》标准，对摩擦钢弹簧与试验工装组成的振动测试单元进行等效25年疲劳测试，记录疲劳测试前后摩擦钢弹簧力学性能滞回曲线。

5、温升试验：在长寿命试验过程中检验设备长时间高密度的反复运行摩擦对摩擦钢弹簧隔振器产品本身及环境温度的影响。

试验结论：

1、摩擦钢弹簧的安全性、可靠性：

1)参照iec61373-2010《铁路应用车辆设备冲击和振动试验》、cjj/t191-2012《浮置板轨道技术规范》，对摩擦钢弹簧隔振器进行了长寿命测试。测试前后，摩擦钢弹簧静刚度变化小于5％，无机械损伤、断裂、裂纹，摩擦钢弹簧隔振器安全性、可靠性满足在铁路机车车辆正常环境条件下，承受振动的能力；符合cjj/t191-2012《浮置板轨道技术规范》中“4.2.2中螺旋钢弹簧不得出现目视裂纹，刚度变化不应大于10％，垂向永久变形应小于2mm。4.2.3长寿命试验后钢弹簧隔振器阻尼变化不应大于10％”的要求。

2)随长寿命测试同步进行了摩擦弹簧隔振器产品温升测量，试验环境温度20.1～22.1℃，相对湿度60～62％，在不间断测试3小时后，产品温度最高到达34℃并保持稳定，温升情况可满足地铁应用环境；

2、摩擦钢弹簧产品的适用性：

1)参照gb_t15168-2013《振动与冲击隔离器静、动态性能测试方法》对摩擦弹簧隔振器进行力学性能测试，通过静态刚度曲线及其滞回曲线可见摩擦钢弹簧静态刚度为6384(n/mm)，在压缩过程中表现出较大的干摩擦特性，单次压缩能够耗散60％以上动态能量。

2)参照gb/t21563-2008《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》给出的r.m.s值及频率范围进行试验，通过实测振动传递率曲线可见：摩擦钢弹簧隔振器在27hz左右减震效果达到50％、在40hz左右减震效果达到97％。

3)参照gb/t2423.5-1995《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验ea和导则：冲击》对被测试设备施加半正弦脉冲，通过实测冲击传递率曲线可见：摩擦钢弹簧隔振器在受到单次冲击波影响后,冲击隔离能力为60％、单次冲击回复时间为0.01s，且摩擦钢弹簧设置了预紧力，因此在单次冲击后，未发生二次晃动和能量积累情况。

本次试验在验证摩擦钢弹簧安全性、可靠性、适用性同时，对《北京地铁14#线浮置板道床摩擦弹簧仿真试验报告(v1.2)》进行了验证，摩擦钢弹簧隔振产品在试验平台完成的减震性能、冲击性能中的表现整体上符合仿真试验计算的结论，产品安全性、可靠性、适用性满足平台模拟环境，可以进入现场试验阶段。