一种高速铁路路基隔振垫层制造技术

本发明专利技术公开了一种高速铁路路基隔振垫层，属于耗能减振技术领域，隔振垫层包括第一隔振区、第二隔振区和第三隔振区，晶胞独立单元体包括最外层的薄壁质量圈及设在薄壁质量圈内且内部注有机油的密闭容器，密闭容器外侧设有凸点，第一隔振区由一层并列排列的晶胞独立单元体组成，第二隔振区由两层并列排列的晶胞独立单元体组成，第三隔振区由三层并列排列的晶胞独立单元体组成，第一隔振区上方、第一隔振区与第二隔振区之间、第二隔振区与第三隔振区之间、第三隔振区下方均填充有混凝土主体结构。本发明专利技术中的隔振垫层利用自身结构良好的耗能减振机制,可以减小高频振动对路基的损伤，该装置具有结构新颖、隔振效果良好等优点。

A new type of vibration isolation cushion for high speed railway subgrade

The invention discloses a new kind of high speed railway subgrade vibration isolation cushion, which belongs to the technical field of energy dissipation, the vibration isolation cushion comprises second first isolation region, isolation zone isolation area and third cell independent unit body comprises the outer ring wall quality and a thin circle and the internal quality is oil sealed container, container is arranged outside the convex point, the first isolation region is composed of a layer of parallel lattice independent unit which are arranged in second isolation area consists of two layers of parallel independent units which are arranged in third independent unit cell isolation zone consists of three layers which are arranged in parallel, the first isolation region above the first the isolation zone and second isolation zone between second and third, the isolation zone isolation zone between the isolation region below third, are filled with concrete main structure. The vibration isolating cushion of the present invention can reduce the damage of subgrade by high-frequency vibration by utilizing the energy dissipation damping mechanism with good structure. The utility model has the advantages of novel structure and good vibration isolation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种新型高速铁路路基隔振垫层
本专利技术涉及耗能减振
，尤其涉及一种新型高速铁路路基隔振垫层。
技术介绍
高速铁路上动车组运行产生的振动，尤其是高频振动使得钢轨扣件，无渣轨道板以及相关仪器设备发生老化，损坏严重，部件更换周期降低；高速铁路路基结构也会有相应程度的破坏，造成诸如路基不均匀沉降，轨道动态几何形位差等危害，大大影响了高速铁路动车组的运行速度，行车舒适度及运行安全，养护维修的工作量也大大增加，这一高频振动危害问题显得尤为突出。根据我国车辆的具体情况，研究出合适的道床和轨道结构形式、适当的弹性扣件和弹性垫层，对于高速发展的轨道交通事业显得尤为重要，本专利技术就高速铁路路基弹性垫层领域作出了突破性研究，取得了创新性的研究成果，对高速铁路减隔振会有很大的帮助。国家知识产权局于2015年12月2日公布的一篇专利申请号为201520359132.3，名称：一种设有减隔振垫层的公路路基结构的专利，此专利提出如下技术方案：包括路床、路堤、减隔振垫层及包边层。该公路路基结构虽然也能起到一定的隔振效果，但是无法应对高频振动所产生的破坏。高频振动对路基结构，周边建筑物以及铁路系统中的相关仪器设备所造成的破坏性，要远远大于中、低频振动。传统的路基结构及材料相对单一，现有的路基结构无法应对破坏性较大的高频振动，并且现有路基结构对高频振动的隔振效果不佳。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构形式新颖、使用寿命长且隔除高频振动效果显著的高速铁路路基隔振垫层，本专利技术中将晶胞独立单元体平行排列成三块隔振区且相邻隔振区之间的间隔和厚度各不相同，既能保证行车安全，又能大大降低高频振动，达到了双重效果。为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种新型高速铁路路基隔振垫层，所述隔振垫层包括以晶胞独立单元体为基本单元的第一隔振区、第二隔振区和第三隔振区，所述晶胞独立单元体呈规则的球状，所述晶胞独立单元体包括最外层的薄壁质量圈及设在薄壁质量圈内且内部注有机油的密闭容器，所述薄壁质量圈的材质为隔振金属材料，所述密闭容器外侧设有凸点，所述第一隔振区由一层并列排列的晶胞独立单元体组成，所述第二隔振区由两层并列排列的晶胞独立单元体组成，所述第三隔振区由三层并列排列的晶胞独立单元体组成，所述第一隔振区上方、第一隔振区与第二隔振区之间、第二隔振区与第三隔振区之间、第三隔振区下方均填充有混凝土主体结构。进一步地，所述第一隔振区与混凝土主体结构的顶部相隔18～22mm，所述第二隔振区与第一隔振区相隔28～32mm，所述第三隔振区与第二隔振区相隔38～42mm，所述第三隔振区与混凝土主体结构的底部相隔38～42mm。进一步地，所述混凝土主体结构采用分层浇筑，且混凝土主体结构的横截面呈矩形或梯形；所述混凝土主体结构材料为轻质混凝土材料。进一步地，所述晶胞独立单元体的直径为19.5～20.5mm。进一步地，所述隔振金属材料为镍钛合金；所述密闭容器材料为软硅胶；所述密闭容器中的机油为合成机油。进一步地，所述凸点呈规则的六棱体结构，且凸点中部经过变截面处理，所述凸点中间处横截面面积小于上、下两端横截面面积。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：(1)本专利技术中第一隔振区由一层并列排列的晶胞独立单元体组成，且第一隔振区与混凝土主体结构的顶部相隔18～22mm，所述第二隔振区由两层并列排列的晶胞独立单元体组成，且第二隔振区与第一隔振区相隔28～32mm，所述第三隔振区三层并列排列的晶胞独立单元体组成，且第三隔振区与第二隔振区相隔38～42mm，所述晶胞独立单元体的直径为19.5～20.5mm，本专利技术中共有独立的三层隔振区，不仅隔振区的结构形式新颖，而且可以起到逐层隔振的效果；同时三层隔振区的厚度及间隔各不相同，可以很好的发挥隔振材料的非线性特征，隔振效果更佳。(2)本专利技术中的晶胞独立单元体为固液结合体，且晶胞独立单元体作为隔振区的基本单元，晶胞独立单元由三种物理性质截然不同的材料构成，可以很好的反射或抑制波的传播，尤其对高频振动的隔振效果尤为突出。(3)本专利技术中密闭容器的外侧设有凸点，密闭容器和薄壁质量圈的接触处的截面形状发生突变，从而使得波在传播过程中遇到一个不连续处，可以很好的反射或抑制一部分波的传播，从而起到一定的隔振效果；本专利技术中的密闭容器事先注入合成机油后密闭，一体化制作；合成机油具有很好的粘滞性，所以合成机油对高频振动具有很强的吸收性；同时液体材料具有不抗剪的特性，所以利用机油的粘滞效应可以很好的隔除高频振动。(4)本专利技术中薄壁质量圈材料为镍钛合金，镍钛合金本身就是一种隔振金属材料，具有一定的隔振性能，同时还可以改变薄壁质量圈壁厚来提高晶胞独立单元体的密度，使晶胞独立单元体的密度和轻质混凝土密度相似，从而不会发生晶胞独立单元体漂浮于混凝土之上的现象，从而简化了预制混凝土隔振垫层板过程中的工序，相比现有技术需要添加化学试剂来控制填充物的方法相比，简单，经济，省时。(5)本专利技术中密闭容器材料为软硅胶，由于软硅胶具有一定的变形特性，可以通过变形吸收一部分振动产生的能量；本专利技术中镍钛合金薄壁质量圈将软硅胶密闭容器包裹其中，避免硅胶制品与外界混凝土的接触，提高了软硅胶密闭容器的使用寿命，同时减少了设备的更换周期。(6)本专利技术中混凝土主体结构材料为轻质混凝土材料，轻质混凝土具有质量轻，隔振性能好等优点，同时还能满足强度的要求；本专利技术结构形式简洁明了，可根据不同路基的需求定制相应的尺寸，可事先预制，现场铺设，施工速度快。(7)本专利技术中密闭容器外侧的凸点设计为规则六棱体结构，其中对凸点中部作变截面处理，即凸点结构的上下两端的横截面面积要大于中间处的横截面面积，这样又增加了一处不连续处，让波在传播过程中遇阻而减小。综上所述，本专利技术中新型高速铁路隔振垫层结构兼具稳定性，耐久性和良好的隔振特性，并且对高频振动的隔除效果尤为突出；本专利技术中的结构形式新颖、且隔振效果良好。附图说明以下结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术中路基隔振垫层结构的剖面图；图2是本专利技术中晶胞独立单元体的剖面图；图3是本专利技术中凸点的结构示意图；图4是图3中凸点的纵断面图；图5是图3中凸点的横断面图；附图标记说明：1、混凝土主体结构，2、晶胞独立单元体，3、第一隔振区，4、第二隔振区，5、第三隔振区，6、薄壁质量圈，7、密闭容器，8、凸点。具体实施方式以下实施例仅用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1及图2所示，一种新型高速铁路路基隔振垫层，所述隔振垫层包括以晶胞独立单元体2为基本单元的第一隔振区3、第二隔振区4和第三隔振区5，所述晶胞独立单元体2呈规则的球状，所述晶胞独立单元体2包括最外层的薄壁质量圈6及设在薄壁质量圈6内且内部注有机油的密闭容器7，所述薄壁质量圈6的材质为隔振金属材料，所述密闭容器7外侧设有凸点8，所述第一隔振区3由一层并列排列的晶胞独立单元体2组成，所述第二隔振区4由两层并列排列的晶胞独立单元体2组成，所述第三隔振区5由三层并列排列的晶胞独立单元体2组成，所述第一隔振区3上方、第一隔振区3与第二隔振区4之间、第二隔振区4与第三隔振区5之间、第三隔振区5下方均填充有混凝土主体结构1。在本实施例中，所述第一隔振区3与混凝土主体结构1的顶部相隔1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高速铁路路基隔振垫层，其特征在于：所述隔振垫层包括以晶胞独立单元体(2)为基本单元的第一隔振区(3)、第二隔振区(4)和第三隔振区(5)，所述晶胞独立单元体(2)呈规则的球状，所述晶胞独立单元体(2)包括最外层的薄壁质量圈(6)及设在薄壁质量圈(6)内且内部注有机油的密闭容器(7)，所述薄壁质量圈(6)的材质为隔振金属材料，所述密闭容器(7)外侧设有凸点(8)，所述第一隔振区(3)由一层并列排列的晶胞独立单元体(2)组成，所述第二隔振区(4)由两层并列排列的晶胞独立单元体(2)组成，所述第三隔振区(5)由三层并列排列的晶胞独立单元体(2)组成，所述第一隔振区(3)上方、第一隔振区(3)与第二隔振区(4)之间、第二隔振区(4)与第三隔振区(5)之间、第三隔振区(5)下方均填充有混凝土主体结构(1)。

【技术特征摘要】
1.一种新型高速铁路路基隔振垫层，其特征在于：所述隔振垫层包括以晶胞独立单元体(2)为基本单元的第一隔振区(3)、第二隔振区(4)和第三隔振区(5)，所述晶胞独立单元体(2)呈规则的球状，所述晶胞独立单元体(2)包括最外层的薄壁质量圈(6)及设在薄壁质量圈(6)内且内部注有机油的密闭容器(7)，所述薄壁质量圈(6)的材质为隔振金属材料，所述密闭容器(7)外侧设有凸点(8)，所述第一隔振区(3)由一层并列排列的晶胞独立单元体(2)组成，所述第二隔振区(4)由两层并列排列的晶胞独立单元体(2)组成，所述第三隔振区(5)由三层并列排列的晶胞独立单元体(2)组成，所述第一隔振区(3)上方、第一隔振区(3)与第二隔振区(4)之间、第二隔振区(4)与第三隔振区(5)之间、第三隔振区(5)下方均填充有混凝土主体结构(1)。2.根据权利要求1所述的一种新型高速铁路路基隔振垫层，其特征在于：所述第一隔振区(3)与混凝土主体结构(1)的顶部相隔18～22mm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟明，周正华，徐仕颖，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32