弹性减振道床系统的制作方法

专利名称：弹性减振道床系统的制作方法
技术领域：
本发明属于铁路道床，尤其是涉及一种铁路的轨道结构，具体地说是铁路、高速铁路、 城市铁路、地铁以及高架轻轨等使用的弹性减振道床系统。
技术背景近几年，我国正在逐步加大高速铁路以及城市轨道交通(地铁、城市铁路、高架轻轨等) 的投入和建设。高速铁路缩短了旅客的出行时间，并且节能环保、安全可靠。在交通拥堵的大城市，方便、快捷的城市轨道交通越来越受到人们的青睐，已经成为人们出行的首选。随之而来的是，由于轨道交通所带来的对线路周边环境及居民生活、健康产生影响的振动和噪声问题也越来越受到国内外研究人员的普遍关注。
目前，我国在轨道交通中采用比较多的减振措施包括轨道减振扣件、弹性套靴及浮置板道床。其中，轨道减振扣件(如“科隆蛋”，属于轨下减振)和弹性套靴(属于枕下减振) 可以满足5 8dB的低档减振要求。然而，“科隆蛋”的横向刚度较低，不适于曲线段，而且橡胶圈可能脱离，从而影响行车安全及减振效果；弹性套靴中容易进雨水和赃物，对结构性能及寿命产生不利影响。同时，橡胶套侧面磨损后，其横向刚度也会降低，影响减振效果。
浮置板道床(属于道床减振)包括橡胶浮置板道床、浮置式弹性支撑梯形轨枕轨道和钢弹簧浮置板道床，是将具有一定质量和刚度的混凝土道床浮置于橡胶或钢弹簧隔振器上，利用浮置板提供足够大的惯性质量来抵消列车运行产生的动载荷，从而达到减振目的。 其中，橡胶浮置板可以满足纩15dB的中档减振要求，但橡胶易老化，寿命短；而且橡胶支承块的横向刚度较低，需要附加横向支承，结构复杂；橡胶本身阻尼很小，不能吸收浮置板的振动能量，容易发生共振；橡胶浮置板的固有频率为15 20Hz，对于软土地基及低频振源地段隔振效果并不理想。浮置式弹性支撑梯形轨枕轨道是由日本铁道综合技术研究所开发的一种减振轨道系统，浮置式弹性支撑梯形轨枕轨道的固有频率为25 30Hz，低频隔振性能较差，可以满足5 8dB的低档减振要求，一般用在对低频振动要求不太严格的地方。钢弹簧浮置板道床是由德国GERB (隔而固)公司研制的、目前公认的性能优良的轨道交通减振技术， 可以满足15 40dB的中高档减振要求，具有隔振效果好；使用寿命长；横向稳定性好，无需附加限位装置；调平、检修、更换方便等优点。但是，钢弹簧浮置板道床也存在一些不足之处(1)为达到设计的隔振效果，混凝土浮置板体积庞大、笨重、造价昂贵，导致工程成本过高，只能用于有特殊要求的减振地段，不能全线推广；(2)施工内容多、工序复杂、周期长； (3)阻尼比为定值，不能同时满足共振区和隔振工作区对阻尼比的不同要求。
由减振理论可知，传统的被动隔振系统只能对大于系统固有频率S倍的外界干扰频率起到隔振作用。即隔振系统的固有频率越低，可以隔离的干扰频率的范围就越宽，干扰振动被隔离的就越彻底，由振动引起的噪声也就会随之减小。由于系统的固有频率属于系统的固有属性，与系统的刚度与质量之比有关。因此，为了扩大系统的隔振频带范围，获得较高的隔振效果，理论上可以采用两种方法一是减低隔振系统的刚度；二是增大系统的承载质量。然而，实践中系统的刚度和质量均受到一定的制约，不能任意减小或增大。如减小刚度会导致钢轨垂向变形过大，降低系统的横向稳定性，影响行车安全；而CN 102535262 A质量受到结构及空间限制，也不能很大，如对于“科隆蛋”和弹性套靴减振结构，参振质量已定，不能改变；对于钢弹簧浮置板道床减振系统，虽然通过单纯增大混凝土浮置板的重度可以在一定程度上提高隔振效果，但却会带来结构尺寸过大、成本大幅度提高、施工周期加长等一系列问题，使经济性变差。
因此，对于低成本、施工工序相对简便、适宜于全线推广的15 40dB中高档减振要求，现有轨道减振措施均难以实现
发明内容
为了克服现有轨道交通减振技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种满足低成本、施工工序相对简便、适宜于全线推广的中高档减振要求的弹性减振道床系统。
本发明的技术方案为包括混凝土道床、安装于所述混凝土道床内的低频隔振器； 所述低频隔振器中的弹性机构由金属橡胶制成的正刚度弹性元件组成，或者由正刚度弹性元件与负刚度弹性元件并联组成。
正刚度弹性元件与负刚度弹性元件并联组合时，正刚度弹性元件为碟簧、螺旋弹簧、金属橡胶、金属橡胶-弹簧铠装、金属橡胶-铅芯复合弹簧或它们的任意串并联组合；负刚度弹性元件为碟簧或膜片弹簧。
本发明的技术方案中，所述低频隔振器的弹性机构采用正刚度元件和负刚度元件并联构成弹性元件，其中，作为负刚度的碟簧或膜片弹簧，由于承受载荷增大到一定值后， 会呈现载荷减小而变形却继续增大的负刚度特性，因此，通过合理设计正、负刚度弹性元件的载荷-变形特性曲线，可以使隔振器在工作区域内的刚度趋于一个较小的值，即保证隔振器在工作区域外具有很高的支承刚度的同时，在工作区域内具有很低的运动刚度。这样， 可使弹性减振道床系统在不增加参振质量(厚重的浮置板)的情况下，在车辆通过时具有 4、Hz的固有频率，同时具有很强的抗过载能力。这是本发明所述弹性减振道床系统与现有轨道减振扣件、弹性套靴及浮置板道床的重要区别之一。
在选用碟簧作为负刚度弹性元件时，由于单片碟簧的负刚度特性区域对应的变形量很小，一般难以满足设计要求。因此，所述低频隔振器中可以采用数片碟簧对合组合的型式构成负刚度弹性元件，对合碟簧的总变形量为单片碟簧变形量与碟簧片数的乘积，从而保证弹性减振道床系统的隔振性能。
本发明优选的技术方案为所述低频隔振器安装于混凝土道床两侧预设的凹槽内，所述混凝土道床外端面上预埋有连接螺栓，所述凹槽外端口的防护盖板通过预埋的连接螺栓与混凝土道床连接。
本发明将所述凹槽开口于轨道外侧，并通过连接螺栓固定有防护盖板以将该凹槽开口封堵，这种封口结构使得该封口的封、开操作非常简便，因此将低频隔振器安装于该凹槽内，无论是开始的安装还是以后的维修工作，都十分便利。另外，由于混凝土道床两侧均设置有凹槽，因此所述凹槽内侧壁起到横向限位作用，从而增加行车的横向稳定性。同时， 允许在较小参振质量(抛弃厚重的浮置板)和一定动载作用下采用刚度较低的弹簧，从而获得4、Hz道床隔振系统固有频率，同样可以满足减振效果15 40dB的中高档减振要求。
本发明更优选的技术方案如下本发明中，所述正刚度弹性元件与负刚度弹性元件并联的组合方式为所述正刚度弹性元件布置于负刚度弹性元件内部或均勻布置在负刚度弹性元件两侧，或者负刚度弹性元件布置在正刚度弹性元件内部或均勻布置在正刚度弹性元件两侧。
本发明中，所述低频隔振器的弹性机构上安装有弹性预紧机构，所述弹性预紧机构包括安装于弹性机构下面的下底板、安装于弹性机构上面的上顶板以及预紧螺栓，所述预紧螺栓贯通所述的下底板、弹性机构及上顶板。
本发明中，所述低频隔振器通过高度调节机构安装于混凝土道床两侧预设的凹槽内。
所述高度调节机构为垫片或螺纹调节机构。
本发明还包括钢轨、将钢轨固定在轨枕上的弹性扣件、轨枕以及将轨枕联接在一起的联接梁；所述轨枕下底面接有带滑槽连接板，所述滑槽的入口朝向凹槽外侧口 ；所述低频隔振器还包括承压板，所述承压板的下脚插接于上顶板上端，所述承压板插接于所述连接板的滑槽内。
本发明中，所述高度调节机构和道床凹槽底面之间设置有防止所述高度调节机构发生水平移位的联接装置，所述联接装置为防滑垫板、螺栓或凹凸结构。
本发明中，所述混凝土道床分段浇注，两段混凝土道床之间以阻尼材料、弹性材料或混凝土填充并形成连接。
本发明中，在所述凹槽侧壁或所述连接板与混凝土道床凹槽侧壁的接触部位粘贴或嵌固有弹性的侧向限位垫。


图1是本发明实施例1所示实施方式的结构示意图； 图2是图1的横向局部剖示意图；图3是图2的局部放大示意图；图4是本发明实施例2所示实施方式的横向剖局部放大示意图； 图5是本发明实施例3所示实施方式的横向剖局部放大示意图； 图6是本发明实施例4所示实施方式的横向剖局部放大示意图； 图7是本发明实施例5所示实施方式的横向剖局部放大示意图； 图8是本发明实施例6所示实施方式的横向剖局部放大示意图； 图9是本发明实施例7所示实施方式的横向局部剖示意图； 图10是本发明实施例7所示实施方式的横向剖局部放大示意图； 图11是本发明实施例8所示实施方式的结构示意图。
图中，1、钢轨；2、弹性扣件；3a、短轨枕，3b、长联接梁，3c、长轨枕，3d、短联接梁； 4、混凝土道床；5、侧向限位垫；6、带滑槽连接板；7、低频隔振器，7-1为承压板，7-2为预紧螺栓，7-3为密封罩，7-4为上顶板，7-5为碟簧，7-6a为金属橡胶-铅芯复合弹性元件， 7_6b为金属橡胶弹性元件，7-7为螺旋钢弹簧，7-8为下底板，7-9a为不带凹槽隔振器套筒， 7_9b为带凹槽隔振器套筒，7-10弹性垫片，7-lla为阻尼液，7-llb为固体阻尼；8、螺纹调节机构，8-1为调节螺栓，8-2为锁紧螺母，8-3为锁紧垫片，8-4为调节支承板；9、防尘盖板； IOa为带凹槽防滑垫板，IOb为不带凹槽防滑垫板；11、调整垫片。
具体实施方式
本发明的弹性减振道床系统包括钢轨、弹性扣件、轨枕、联接梁、连接板、低频隔振器、调节机构及混凝土整体道床，钢轨、弹性扣件、轨枕、联接梁及连接板弹性地支承于低频隔振器上，低频隔振器通过调节机构放置于混凝土整体道床的凹槽中。所述低频隔振器包括隔振器套筒及安装于隔振器套筒内的弹性机构；所述弹性机构由正刚度弹性元件组成， 或者由正刚度弹性元件及负刚度弹性元件并联组成；在所述正刚度弹性元件及负刚度弹性元件组合时，正刚度弹性元件可布置在负刚度弹性元件内部或均勻布置在负刚度弹性元件两侧，也可以是负刚度弹性元件布置在正刚度弹性元件内部或均勻布置在正刚度弹性元件两侧，其中，正刚度弹性元件为碟簧、螺旋弹簧、金属橡胶、金属橡胶-弹簧铠装、金属橡胶-铅芯复合弹簧或它们的任意串并联组合；负刚度弹性元件为碟簧或膜片弹簧。可以根据设计要求选用标准件或自制。
所述低频隔振器的弹性机构上安装有弹性预紧机构，所述弹性预紧机构包括安装于弹性机构下面的下底板、安装于弹性机构上面的上顶板以及预紧螺栓，所述预紧螺栓贯通所述的下底板、弹性机构及上顶板。预紧机构实现对隔振器中的弹性元件进行预紧，预紧力根据使用要求计算。施加预紧力的目的是使正负刚度并联弹性元件中碟簧的弹性性能处于其负刚度区域附近或使单独的正刚度弹性元件处于大承载区，避免车辆通过时钢轨的垂向变形量过大，影响行车安全。预紧螺栓包括螺栓本体、金属橡胶缓冲垫片及螺母，其中，金属橡胶缓冲垫片用于减小在车辆运行过程中预紧机构产生的冲击及噪声。
隔振系统中通常需要设置阻尼元件或阻尼结构，用以消耗振动能量使系统受到干扰后能够很快恢复到受干扰前的状态，并且抑制系统共振。本发明中，通过使低频隔振器本身集成一定的阻尼，达到无需单独设置阻尼元件，以节省空间，并使结构布置得以简化的目的，从而解决了单独设置阻尼元件所带来的占用空间并使结构变得复杂的问题。
本发明低频隔振器中集成阻尼的具体实现方式有以下几种其一，低频隔振器中的正刚度弹性元件采用金属橡胶材料制备，并可嵌入铅芯。由于金属橡胶材料内部为金属丝螺旋线匝相互勾连的网状结构，在动态载荷作用下，线匝之间的滑移、摩擦、挤压会耗散大量的振动能量，从而为隔振器提供一定的阻尼。同时，对合碟簧接触面间的摩擦会提供一定的干摩擦阻尼，金属橡胶中嵌入的铅芯在变形过程中也会提供一定的结构阻尼。另外，金属橡胶材料本身具有变阻尼特性，阻尼会随振幅增大而增加，随频率增大而减小。而由减振理论可知，在共振区和隔振区对阻尼的要求不同。在共振区，为了有效地抑制系统共振，要求隔振器阻尼越大越好；而在隔振区，则恰恰相反，为了达到良好的隔振效果，要求隔振器的阻尼越小越好。金属橡胶材料的变阻尼特性可以很好的满足系统在共振区及隔振区对阻尼的不同要求，这是本发明所述弹性减振道床系统与现有轨道减振扣件、弹性套靴及浮置板道床的重要区别之一。
同时，金属橡胶材料具有非线性弹性特性，采用其作为正刚度弹性元件，便于与具有非线性负刚度特性的碟簧进行匹配，使低频隔振器的力学性能更好地满足设计要求。
其二，低频隔振器中的正刚度弹性元件采用钢弹簧，在隔振器壳体内设置液体阻尼或固体阻尼，弹簧下部浸在液体阻尼中，或局部嵌入固体阻尼材料(如高阻尼聚氨酯)中。
其三，低频隔振器中的正刚度弹性元件采用钢弹簧与金属橡胶复合方式，金属橡胶阻尼芯可放入钢弹簧内或金属橡胶材料与钢弹簧铠装。
本发明的弹性减振道床系统还包括钢轨、将钢轨固定在轨枕上的弹性扣件、轨枕5/8页以及将轨枕联接在一起的联接梁；所述轨枕下底面接有带滑槽连接板，所述滑槽的入口朝向凹槽外端面，所述带滑槽连接板与混凝土道床凹槽内侧接触的部位粘贴或嵌固有弹性的侧向限位垫；所述低频隔振器还包括承压板，所述承压板的下脚插接于上顶板上端，所述承压板插接于所述连接板的滑槽内。这种结构设计一方面便于安装和维护，另一方面，连接板底部的滑槽对隔振器具有定位作用，限制隔振器的位移。本发明中，侧向限位垫既可以粘贴或嵌固在与混凝土道床凹槽结构接触部位的带滑槽连接板的端部，也可以设置在混凝土道床凹槽内侧。
考虑到静、动载荷在弹性道床上的均勻分布，各短轨枕至少用一个或若干个纵向横梁通过螺栓连接。各纵向长轨枕用若干个横向短联接梁通过螺栓连接连接。
所述弹性减振道床系统中混凝土道床两侧对称浇注有凹槽结构，中间浇注排水沟。低频隔振器通过调节机构放置于道床两侧凹槽中，为了防止调节机构水平移位，调节机构与凹槽底面间设置联接装置，该联接装置为摩擦系数很高的防滑垫板，也可采用凹凸结构或螺栓连接。另外，在低频隔振器下部安装有弹性垫片，以减小因车辆运行过程中在调节机构与隔振器之间可能产生的冲击对隔振器带来的不良影响。
为了便于调整轨高及对隔振器进行检修、更换，所述弹性道床系统中设置调节机构，调节机构采用调整垫片或螺纹调节机构两种型式。两者各有优势调整垫片结构简单， 承载力大，工作可靠；螺纹调节机构由调节螺栓、调节支承板、锁紧螺母及锁紧垫片组成，可以实现无级调节。采用调整垫片做为调节机构时，进行调轨及检修、更换隔振器的工作过程为首先将具有一定锥度的楔形垫块楔入需要调节的钢轨下方，使低频隔振器与调整垫片稍稍脱离接触。调轨时，通过改变调整垫片的总厚度进行调节；检修、更换隔振器时，将隔振器从连接板底部的滑槽中抽出进行检修、更换。调轨或检修、更换隔振器后，撤出楔形垫块。采用螺纹调节机构进行调轨及检修、更换低频隔振器的工作过程为调轨时，首先松开螺纹调节机构中的锁紧螺母及垫片，通过旋转调节支承板进行调节，达到要求后拧紧锁紧螺母及垫片；检修、更换隔振器时，先将具有一定锥度的楔形垫块插入需要检修、更换隔振器处的钢轨下方，然后松开螺纹调节机构中的锁紧螺母及垫片，顺时针旋动调节支承板，使其与隔振器脱离接触，然后将低频隔振器从连接板底部的滑槽中抽出，隔振器检修、更换完成后，逆时针旋动调节支承板，使其与隔振器接触，然后拧紧锁紧螺母，撤出楔形垫块。
所述弹性减振道床中的混凝土道床长度一般为5 15米，通常由混凝土进行现场浇注或预制而成，也可由混凝土和钢结构结合而成，相邻道床之间用阻尼材料、弹性材料或混凝土填充并形成连接。
为保证弹性减振道床段与相邻道床(如采用轨道减振器扣件或弹性套靴等其它轨道减振结构的整体道床)之间的平稳过渡，低频隔振器与其它道床相邻的混凝土道床凹槽内的低频隔振器，其刚度相同，但排列密度向端部方向逐渐增大或减小；或者排列密度相同，但其刚度向端部方向逐渐增大或减小。与其它道床相邻的本弹性减振道床在单位长度上的平均刚度至少在垂直方向应逐渐过渡到与相邻道床相近的刚度，可以通过安装同等刚度、不同排列密度或不同刚度、同等排列密度的低频隔振器得以实现。
与现有轨道减振技术相比，本发明的弹性减振道床系统具有以下优点(1)道床结构独特，混凝土道床横向对称浇注有凹槽结构，既保证了行车的横向稳定性，也允许在较小参振质量(抛弃厚重的浮置板)和一定动载作用下采用刚度较低的弹簧，7从而获得4、Hz道床隔振系统固有频率，同样可以满足减振效果15 40dB的中高档减振要求；(2)与浮置板道床相比，抛弃了笨重的浮置板结构，大大降低了工程造价，可全线推广使用，并且施工内容少、工序简单，施工周期大大缩短；(3)与浮置式弹性支撑梯形轨枕轨道相比，在不显著增加工程造价的同时，具有更高的减振效率；(4)低频隔振器内可采用金属橡胶作为正刚度弹性元件，使隔振器具有变阻尼特性，不仅能吸收弹性道床上部列车通过时轮轨接触传递的振动能量，提高行车安全和道床的抗振安全，而且可以同时满足共振区及隔振区对阻尼的不同要求；(5)低频隔振器减低了钢轨的支承刚度，使轮轨踏面不平顺引起的轮轨动态作用力得到一定程度的缓冲，即从激励方面降低了轨道结构的振动和噪声；(6)弹性减振道床系统横向稳定性好，道床凹槽结构限位简单，可以实现产品的标准化、系列化；(7)不需拆卸钢轨，无需专用顶升工具，即可从混凝土道床侧面进行调轨及隔振器的检修和更换，操作简单方便。
实施例1 图2所示，混凝土道床4由现场浇注而成，横向对称浇注有凹槽41，中间浇注排水沟 42。混凝土道床4横向凹槽旁侧端面上预埋有连接螺栓，防护盖板9通过预埋连接螺栓与混凝土道床4连接，形成一个封闭空间，防止尘土、雨水等杂质进入凹槽。
图3所示，低频隔振器7底部有弹性垫片7-10，隔振器套筒7_9a通过凹凸结构与弹性垫片7-10联结；隔振器套筒7-9a内放置正负刚度并联弹性元件，正负刚度并联弹性元件由碟簧7-5和金属橡胶-铅芯复合弹性元件7-6a并联组成，碟簧7-5套在金属橡胶-铅芯复合弹性元件7-6a外侧，并通过预紧螺栓7-2、上顶板7-4、下底板7-8进行预紧。车辆通过时，碟簧7-5外侧与隔振器套筒7-9a内侧接触提供横向刚度；隔振器上顶板7-4与隔振器套筒7-9a之间通过密封罩7-3柔性连接，密封罩7-3对隔振器7内组件起防尘密封作用；承压板7-1与上顶板7-4通过凹凸结构联接，将轮轨动态作用力传递至低频隔振器7。
图1所示，钢轨1用弹性扣件2的弹条扣紧，短轨枕3a两端制有通孔，带滑槽连接板6上制有盲孔，用螺钉将弹性扣件2、短轨枕3a、带滑槽连接板6连接在一起，将低频隔振器7的承压板7-1插入带滑槽连接板6的滑槽内，从而将钢轨1、弹性扣件2、(短)轨枕3a、 带滑槽连接板6及低频隔振器7联接起来。
图3所示，低频隔振器7通过螺纹调节机构8放置在混凝土道床4凹槽底面的防滑垫板IOa上。防滑垫板IOa带有凹槽，螺纹调节机构8通过凹凸结构与防滑垫板IOa联接。螺纹调节机构8由调节螺栓8-1、锁紧螺母8-2、锁紧垫片8-3、调节支承板8-4组成，低频隔振器7放置在调节支承板8-4上，调节支承板8-4通过锁紧螺母8-2及锁紧垫片8_3 进行锁紧定位，放松锁紧螺母8-2及锁紧垫片8-3，通过旋转调节支承板8-4可以实现高度无极调节。
更换、检修低频隔振器7时，首先将具有一定锥度的楔形垫块插入需要更换、检修的低频隔振器7处的钢轨1下方，然后松开螺纹调节机构8中的锁紧螺母8-2及锁紧垫片 8-3，顺时针旋转调节支承板8-4，当其与低频隔振器7的弹性垫片7-10脱离接触时，将低频隔振器7从带滑槽连接板6中抽出进行更换、检修。更换、检修隔振器后，逆时针旋转调节支承板8-4，使其与弹性垫片7-10接触，然后拧紧锁紧螺母8-2，撤出楔形垫块；调整轨高时，首先松开螺纹调节机构8中的锁紧螺母8-2及锁紧垫片8-3，通过旋转调节支承板8-4 进行调节，达到要求后拧紧锁紧螺母8-2。
实际使用时，钢轨1所承受的静动载荷通过弹性扣件2、短轨枕3a、长联接梁北、带滑槽连接板6、承压板7-1传递到低频隔振器7，由参振质量(车体、钢轨1、弹性扣件2、短轨枕3a、长联接梁北、带滑槽连接板6)与低频隔振器7构成一个固有频率较低的隔振系统， 对作用在钢轨1上的中高频振动进行隔离。
由于低频隔振器7中的正负刚度并联弹性元件各个方向的弹性和承载能力可根据需要任意设计，所以既可以设计出满足中档减振要求的弹性减振道床替代橡胶浮置板道床，也可以设计出满足高挡减振要求的低成本弹性减振道床替代造价高的钢弹簧浮置板道床。
弹性减振道床一般要求横向刚度高于其垂向刚度，以保证道床的横向稳定性，由于正负刚度并联弹性元件在隔振器工作区间内可以提供很低的垂向刚度，同时车辆通过时负刚度弹性元件碟簧7-5与隔振器套筒7-9a内侧接触，带滑槽连接板6通过其侧端部固定的弹性侧向限位垫5与混凝土整体道床4的凹槽结构接触变形又可提供很大的横向刚度。因此，弹性减振道床不仅能够满足中高档减振要求，而且具有很好的横向稳定性，结构简单。
弹性减振道床抛弃了浮置板道床中笨重的浮置板结构，施工时只需进行混凝土道床的现场浇注及将预制的轨枕与联接梁进行联接。与浮置板道床相比，不仅施工工序得到简化，施工周期大幅度缩短，而且大大降低了工程造价，适宜全线推广使用。另外，从混凝土道床侧面就可进行调轨及隔振器的检修和更换，十分方便。
实施例2 如图4所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于低频隔振器7中正刚度弹性元件由螺旋钢弹簧7-7和金属橡胶弹性元件7-6b并联组成，螺旋钢弹簧7-7套在金属橡胶弹性元件7-6b外侧，两者共同为低频隔振器提供正刚度。金属橡胶弹性元件7-6b还可以为低频隔振器提供一定的阻尼，使低频隔振器具有变阻尼特性，同时满足隔振器在共振区及隔振区对阻尼的不同要求。另外，也可将螺旋钢弹簧与金属橡胶弹性元件进行铠装，构成一个独立的正刚度弹性元件。
本实施例中的正刚度弹性元件也适用于其它实施例。
实施例3 如图5所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于低频隔振器7中采用单独的正刚度弹性元件，正刚度弹性元件为螺旋钢弹簧7-7。下底板7-8与带凹槽隔振器套筒7-9b 通过凹凸结构联接，带凹槽隔振器套筒7-9b内注有阻尼液7-lla。
实施例4 如图6所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于低频隔振器7中采用单独的正刚度弹性元件，正刚度弹性元件为螺旋钢弹簧7-7，螺旋钢弹簧7-7嵌入固体阻尼7-1 Ib中。 下底板7-8与带凹槽隔振器套筒7-9b通过凹凸结构联接。
实施例5:如图7所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于低频隔振器7中采用单独的正刚度弹性元件，正刚度弹性元件为金属橡胶-铅芯复合弹性元件7_6a。下底板7-8与带凹槽隔振器套筒7_9b通过凹凸结构联接。
实施例6 如图8所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于低频隔振器7中采用单独的正刚度弹性元件，正刚度弹性元件由金属橡胶弹性元件7-6b与螺旋弹簧7-7并联组成。下底板7-8与带凹槽隔振器套筒7-9b通过凹凸结构联接。
实施例7 如图9、图10所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于调节机构为调整垫片11， 调节机构底部放置不带凹槽防滑垫板10b。调整垫片11结构简单，承载力大，工作可靠。通过在道床凹槽底面预埋螺栓对调整垫片11进行连接，防止车辆运行过程中调整垫片11之间发生水平移位。为了便于调轨时对调整垫片11进行增减，调整垫片11上加工有U形槽。
更换、检修低频隔振器7时，首先将具有一定锥度的楔形垫块楔入需要更换、检修的低频隔振器7处的钢轨1下方，使低频隔振器7与调整垫片11稍稍脱离接触，然后将低频隔振器7从带滑槽连接板6底部的滑槽中抽出进行更换、检修，最后撤出楔形垫块；调整轨高时，首先将具有一定锥度的楔形垫块楔入需要调节的低频隔振器7处的钢轨1下方，使低频隔振器7与调整垫片11稍稍脱离接触，然后松开调整垫片11上连接螺栓的螺母，通过改变调整垫片11的总厚度进行调节，达到要求后，将螺母拧紧，最后撤出楔形垫块。
本实施例中调节机构也适用于其它实施例。
实施例8 如图11所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于采用纵向长轨枕3C，并用若干个横向短联接梁3d联接。本实施例中的纵向长轨枕3c及横向短联接梁3d同样适用于其它实施例。
权利要求
1.一种弹性减振道床系统，其特征在于包括混凝土道床、安装于所述混凝土道床内的低频隔振器；所述低频隔振器中的弹性机构由金属橡胶制成的正刚度弹性元件组成，或者由正刚度弹性元件与负刚度弹性元件并联组成。
2.根据权利要求1所述的弹性减振道床系统，其特征在于所述低频隔振器安装于混凝土道床两侧预设的凹槽内，所述混凝土道床外端面上预埋有连接螺栓，所述凹槽外端口的防护盖板通过预埋的连接螺栓与混凝土道床连接。
3.根据权利要求1所述的弹性减振道床系统，其特征在于所述正刚度弹性元件与负刚度弹性元件并联的组合方式为所述正刚度弹性元件布置于负刚度弹性元件内部或均勻布置在负刚度弹性元件两侧，或者负刚度弹性元件布置在正刚度弹性元件内部或均勻布置在正刚度弹性元件两侧。
4.根据权利要求1所述的弹性减振道床系统，其特征在于所述低频隔振器的弹性机构上安装有弹性预紧机构，所述弹性预紧机构包括安装于弹性机构下面的下底板、安装于弹性机构上面的上顶板以及预紧螺栓，所述预紧螺栓贯通所述的下底板、弹性机构及上顶板。
5.根据权利要求1所述的弹性减振道床系统，其特征在于所述低频隔振器通过高度调节机构安装于混凝土道床两侧预设的凹槽内。
6.根据权利要求5所述的弹性减振道床系统，其特征在于所述高度调节结构为垫片或螺纹调节机构。
7.根据权利要求1所述的弹性减振道床系统，其特征在于包括钢轨、将钢轨固定在轨枕上的弹性扣件、轨枕以及将轨枕联接在一起的联接梁；所述轨枕下底面连接有带滑槽连接板，所述滑槽的入口朝向凹槽外侧口 ；所述低频隔振器还包括承压板，所述承压板的下脚插接于上顶板上端，所述承压板插接于所述连接板的滑槽内。
8.根据权利要求1所述的弹性减振道床系统，其特征在于所述高度调节机构和道床凹槽底面之间设置有防止所述高度调节机构发生水平移位的联接装置，所述联接装置为防滑垫板、螺栓或凹凸结构。
9.根据权利要求1或3所述的弹性减振道床系统，其特征在于所述正刚度弹性元件与负刚度弹性元件并联组合时，正刚度弹性元件为碟簧、螺旋弹簧、金属橡胶、金属橡胶-弹簧铠装、金属橡胶-铅芯复合弹簧或它们的任意串并联组合；负刚度弹性元件为碟簧或膜片弹簧。
10.根据权利要求7所述的弹性减振道床系统，其特征在于在所述凹槽侧壁或所述连接板与混凝土道床凹槽侧壁的接触部位粘贴或嵌固有弹性的侧向限位垫。
全文摘要
本发明公开了一种弹性减振道床系统，其包括混凝土道床、安装于所述混凝土道床内的低频隔振器；所述低频隔振器中的弹性机构由金属橡胶制成的正刚度弹性元件组成，或者由正刚度弹性元件与负刚度弹性元件并联组成，其中，正刚度弹性元件为碟簧、螺旋弹簧、金属橡胶、金属橡胶-弹簧铠装、金属橡胶-铅芯复合弹簧或它们的任意串并联组合；负刚度弹性元件为碟簧或膜片弹簧。本发明不仅能够满足中高档减振要求，而且结构简单，现场施工工序简便，道床材料消耗相对减少，具有更低的工程造价，适宜全线推广使用。
文档编号E01B1/00GK102535262SQ201210077560
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者张培林, 李冬伟, 白鸿柏, 路纯红 申请人:中国人民解放军军械工程学院, 河北金擘机电科技有限公司