车辆段车致振动控制装置及其工作方法、轨道交通系统与流程

本发明涉及轨道交通，具体地说，是涉及一种车辆段车致振动控制装置及该车辆段车致振动控制装置的工作方法、包括该车辆段车致振动控制装置的轨道交通系统。

背景技术：

1、当轨道交通车辆(如地铁、动车、高铁等)行经车辆段时，如图1所示，轨道交通车辆911产生的振动会依次传递至轨道912、地面913、车辆段的结构柱914、车辆段的上盖盖板915及楼板916等，从而导致车辆段90整体有明显震感，且结构噪音大。

2、为了解决上述问题，通常会在车辆段处设置减震结构；如图2所示，减震结构主要为减震沟，即在车辆段区域的轨道921两侧沿线设置空沟922，并通过优化空沟922的截面形状改善降噪性能，但是该解决方案存在一定的技术瓶颈；通过图3可知，当空沟922的相对深度d介于0.1米至1.0米之间时，(地面振动竖向)加速度有效值随着相对深度d的增大而衰减，衰减幅值达50％左右；当空沟922相对深度d较浅(d＜0.3米)时，阻隔效果不佳，当空沟922的相对深度d＞1.0米时，空沟922深度的加速度的影响也会减小，因为当空沟922达到谋而深度后，较深部分的变化很难度对自由面的行位造成影响。如图4所示，现有的一种实施方案，其在轨道沿线两侧设置站场排水沟931(空沟，底部宽度1.5米、深度2米)、刚性材料(普通混凝土或轻骨料混凝土)、综合管沟932(填充沟，宽度1.5米、深度1.6米)、电缆沟933(填充沟，宽度1.5米、深度1.9米)的组合方式来增加减震降噪效果，但所取得的效果依然欠佳，且设计、施工时需要协调众多施工设计单元，导致建设周期大大加长。对此，如图5所示，现有提出了一种新型的减震结构——车辆段车致振动控制装置94，具体包括：

3、悬浮道床941、轨枕942、轨道943和隔振器944；其中，悬浮道床941顶部设有容置腔9411，容置腔9411内铺设有碎石道喳945，轨枕942铺设于碎石道喳945上，轨道943铺设于轨枕942上；此外，悬浮道床941的底部设有收容腔9412，隔振器944置于收容腔9412内并置于隧道基底上，使得悬浮道床941可通过隔振器944在高度方向上移动；隔振器944包括外套筒9441和内套筒9442，外套筒9441和内套筒9442在高度方向可滑动地连接，且外套筒9441与收容腔9412的腔壁紧固连接，内套筒9442内设有弹簧减震件9443，弹簧减震件9443抵接在外套筒9441和内套筒9442之间。当轨道943上有轨道交通车辆通过时，隔振器944将通过弹性减震件的压缩变形来缓冲或减轻因列车进站而产生的竖向、横向动能以及列车轮对与钢轨轨面撞击所产生的振动，从而达到减振降噪的目的。

4、然而，上述的新型减震结构存在的不足是：弹簧减震件9443容易老化失效，虽然可在一定程度上吸收、缓冲轨道交通车辆通行时产生的振动，但是其吸能效果及减震效果仍不理想。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种吸能消振降噪效果好的车辆段车致振动控制装置。

2、本发明的另一目的是提供一种上述车辆段车致振动控制装置的工作方法。

3、本发明的再一目的是提供一种设有上述车辆段车致振动控制装置的轨道交通系统。

4、为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种车辆段车致振动控制装置，包括多根轨枕和两根第一钢轨，两根第一钢轨并排铺设在多根轨枕上，其中，车辆段车致振动控制装置还包括储液槽道和浮箱，储液槽道具有储液腔，储液腔内设有隔离膜，隔离膜将储液腔分隔成相互隔绝的第一腔体和第二腔体，第一腔体位于第二腔体的上方，第一腔体内存储有牛顿流体，第二腔体内填充满有非牛顿流体，浮箱沿储液槽道延伸，浮箱浮动安装在第一腔体内，浮箱受牛顿流体施加浮力，多根轨枕沿浮箱的延伸方向布设在浮箱的顶部，第一钢轨受压时可迫使浮箱下沉至与隔离膜抵接。

5、由上可见，通过牛顿流体对浮箱施加浮力，以阻碍浮箱及其上的多根轨枕、两根第一钢轨下沉；且当有轨道交通车辆(如地铁、动车、高铁等)行经第一钢轨时，牛顿流体施加的浮力也能够同时支撑浮箱、多根轨枕、两根第一钢轨及轨道交通车辆等，以阻碍下沉；此外，即便交通轨道车辆出现超重导致浮箱下沉抵接隔离膜，在非牛顿流体的作用下，仍能够继续为浮箱及其上的轨道交通车辆等提供持续而稳定的支撑力，防止列车发生倾覆。再者，牛顿流体能够对轨道交通车辆产生的振动波进行吸收，并起到降噪作用；且非牛顿流体也能够在一定程度上进行吸震降噪；而隔离膜的设置则能够防止牛顿流体及非牛顿流体相互混合，对非牛顿流体进行保护，并提升非牛顿流体的支撑性能，同时保证非牛顿流体的吸震降噪性能。

6、一个优选的方案是，浮箱包括箱体和支脚，多根轨枕安装在箱体上，支脚安装在箱体的底部，支脚的底部具有接触面，第一钢轨受压时可迫使浮箱下沉使接触面至与隔离膜抵接。

7、由上可见，上述设计是浮箱的结构更加的优化、合理，使得牛顿流体能够更好的包裹箱体并对箱体施加浮力，且支脚可通过其底部的接触面与隔离膜进行平稳的接触，以使得当浮箱下沉至与隔离膜抵接时，非牛顿流体能够透过隔离膜对浮箱进行稳定的支撑，还使得当浮箱触底时，储液槽道仍能够通过支脚对浮箱进行可靠支撑，避免轨道交通车辆发生倾覆。

8、进一步的方案是，箱体内填充有轻质填充料。

9、由上可见，轻质填充料可增加箱体的整体刚度，且可起到辅吸收轨道交通车辆产生的振动波。

10、更进一步的方案是，接触面与隔离膜之间的间距大于或等于零。

11、由上可见，该设计可避免隔离膜长期处于受压状态，有利于减缓隔离膜的劳损速度，且可避免非牛顿流体长期处于受力状态，以在当轨道交通车辆经过第一钢轨并致使支脚与隔离膜接触并对隔离膜施压时，非牛顿流体能够及时为浮箱提供稳定、可靠的支撑力。

12、另一个优选的方案是，在浮箱的宽度方向上，浮箱的两侧均设有减震单元，减震单元抵接在浮箱的侧壁和第一腔体的侧壁之间。

13、由上可见，减震单元能够在浮箱的宽度方向行对浮箱进行限位，且减震单元能够避免当轨道交通车辆经过第一钢轨对浮箱施加横向力时，浮箱与储液槽道的侧壁发生刚性碰撞，从而对浮箱及储液槽道起到保护作用；此外，减震单元还能够对轨道交通车辆施加的振动波进行吸收，以进一步进行吸震降噪。

14、进一步的方案是，在宽度方向上，浮箱的两侧均还设有盖板，盖板安装在储液槽道上，盖板盖合在储液槽道与浮箱之间的间隙上。

15、由上可见，盖板能够降低牛顿流体的蒸发、流速速度，并避免可能出现的少量牛顿流体因轨道交通车辆通行产生飞溅而导致的流失。

16、更进一步的方案是，第二腔体的高度介于4厘米至8厘米之间。

17、由上可见，上述设计既能够保证非牛顿流体在需要时为浮箱提供满足常规需求的支撑力，又能够避免非牛顿流体过度占用储液腔的空间。

18、为了实现发明的另一目的，本发明提供一种车辆段车致振动控制装置的工作方法，其中，车辆段车致振动控制装置为上述的车辆段车致振动控制装置，工作方法包括：当轨道交通车辆行经第一钢轨上时，牛顿流体施加的浮力阻碍浮箱及轨道交通车辆下沉，且牛顿流体吸收轨道交通车辆传递的振动波；当行经第一钢轨的轨道交通车辆压迫浮箱与隔离膜抵接时，非牛顿流体通过隔离膜对浮箱施加反作用力，以阻挡浮箱及轨道交通车辆继续下沉，且非牛顿流体可吸收轨道交通车辆传递的振动波。

19、由上可见，当有轨道交通车辆(如地铁、动车、高铁等)行经第一钢轨时，牛顿流体施加的浮力阻碍浮箱、多根轨枕、两根第一钢轨及轨道交通车辆等下沉，使得轨道交通车辆能够平稳驶过第一钢轨，且牛顿流体能够对轨道交通车辆产生的振动波进行吸收，并起到降噪作用；而当行经第一钢轨的轨道交通车辆致使浮箱对隔离膜施压时，非牛顿流体能够透过隔离膜为浮箱提供支撑力，以辅助牛顿流体阻碍浮箱、多根轨枕、两根第一钢轨及轨道交通车辆等下沉，同时非牛顿流体也能够在一定程度上进行吸震降噪。

20、为了实现本发明的再一目的，本发明提供一种轨道交通系统，包括车辆段，其中，车辆段设有上述的车辆段车致振动控制装置。

21、由上可见，轨道交通系统在上述车辆段车致振动控制装置作用下能够对行经车辆段处的轨道交通车辆产生的振动进行吸收，并降低噪音，具有明显的吸能消振降噪效果。

22、进一步的方案是，车辆段设有多级车辆段车致振动控制装置；车辆段具有固定地基，固定地基上铺设有第二钢轨，第二钢轨与第一钢轨对接；越靠近固定地基的一级车辆段车致振动控制装置的浮箱受牛顿流体施加的浮力越大。

23、由上可见，虽然钢轨自身具有弹性变形能力，但通过设置多级浮力不同的车辆段车致振动控制装置，使得固定地基上的第二钢轨与首尾级的车辆段车致振动控制装置的第一钢轨之间、相邻两级车辆段车致振动控制装置的第一钢轨之间能够更好的配合对接，使各级车辆段车致振动控制装置提供的浮力平顺过渡，并减少第一钢轨、第二钢轨的变形曲率。