一种基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器

1.本发明属于轨道减振降噪领域，特别涉及一种基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器。


背景技术：

2.随着城市轨道交通的发展，地铁凭借其巨大的运载力和可靠性成为了缓解交通压力最有效的一种交通方式，但地铁列车运营时产生的振动是不可忽视的，一部分振动通过空气或周边结构物的反射，以噪声的形式扩散；另一部分，以低频振动为主，通过轨道结构向轨下基础及周边结构物传播，从而对地面建筑物产生影响。
3.目前主要采用钢弹簧浮置板轨道实现地铁轨道结构的减振，浮置板轨道系统即质量一弹簧系统，将混凝土浮置板固定在钢弹簧隔振器上，在浮置板与基础之间连接弹簧阻尼隔振器，利用浮置板的惯性质量平衡上部动力荷载，同时隔振器中的阻尼可以吸收上部传来的能量，以达到减振的目的。但其存在空间占用大、低频振动减振效果不理想等缺点，当激振频率与浮置板轨道系统频率相近时，振动不但不能有效降低，反而会因共振作用而被放大。
4.颗粒阻尼器是一种占用空间小、低成本、高效能、无需特定环境的减振手段，它安装灵活，能有效利用隔振器的剩余空间，同时它还能吸收较低频率的振动能量，更重要的是，它是通过振动带动颗粒的碰撞与摩擦来消耗能量的方式进行减振，这非常适于与钢弹簧浮置板组合，该组合能有效改善原钢弹簧浮置板对低频振动减振效果不理想的缺陷。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是要提供一种基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器，发挥颗粒阻尼减振降噪的特点，保持占用空间小，安装方便，低成本、高效能的优势，与钢弹簧浮置板组合设计，克服现有技术的缺陷。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器，包括顶板、外套筒、颗粒阻尼装置、阻尼颗粒、垫板、内套筒和底座，所述顶板、颗粒阻尼装置、垫板、内套筒、底座按从上往下的顺序依次设置在外套筒的内部；所述内套筒中安装有钢弹簧和阻尼活塞；所述外套筒通过预埋筋与浮置板连接。
9.作为一种优选的技术方案，所述外套筒沿侧壁均匀设置了12个预埋位置，通过预埋筋与浮置板紧密连接。
10.作为一种优选的技术方案，所述内套筒和外套筒之间布置颗粒阻尼装置，所述颗粒阻尼装置顶部支撑外套筒。
11.作为一种优选的技术方案，所述颗粒阻尼装置为双腔筒体，分为内腔体和外腔体(303)，根据减振需求沿外套筒布置多层。
12.作为一种优选的技术方案，阻尼器内腔体的直径为阻尼器外腔体的1/3～1/2。
13.作为一种优选的技术方案，所述颗粒阻尼装置内的颗粒为球状，所用材料优选为钢和橡胶。
14.作为一种优选的技术方案，所述外套筒内壁设有凸起，所述颗粒阻尼装置和垫板之间设有缺口，通过凸起和缺口的夹持作用限制颗粒阻尼装置和垫板的横向运动和转动。
15.作为一种优选的技术方案，所述底座设计有插孔，所述插孔内布置有缓冲垫，当减振器受压时，所述阻尼活塞会被压入插孔中。
16.作为一种优选的技术方案，所述顶板、外套筒、内套筒和底座采用金属材料。
17.作为一种优选的技术方案，所述阻尼装置布置于钢弹簧上方，所述阻尼颗粒会因阻尼装置随钢弹簧振动而发生运动，阻尼颗粒在运动过程中会相互间发生碰撞、摩擦、滑动或滚动来耗散能量，达到减振效果。
18.本发明的有益效果如下：
19.1.在保留钢弹簧浮置板原有优点的基础上，结合浮置板的振动特点和现有缺陷，对浮置板隔振器结构进行了改进，将颗粒阻尼器与钢弹簧进行组合设计，组合后能够改善原有结构对低频振动减振效果不佳的问题，实现更好的减振效果。
20.2.通过采用橡胶颗粒与钢颗粒混合的方式，在保证减振效果的同时降低振动噪声。
21.3.本发明结构简单、低成本、高效能，通过对浮置板隔振器进行改进，充分利用了剩余空间，进而提供更好的减振作用。
22.4.使用范围广，与其它减振措施相比，该发明不依赖于材料的阻尼特性，不存在因温度变化或长期使用造成的阻尼材料老化或失效的问题，基本不会因为使用环境而影响减振性能。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，本说明书附图中的各个部件的比例关系不代表实际选材设计时的比例关系，其仅仅为结构或者位置的示意图，其中：
24.图1是本发明基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器结构示意图。
25.图2是本发明基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器的剖视图。
26.图3是本发明基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器的爆炸视图。
27.图4是本发明颗粒阻尼装置的剖视图。
28.附图中标号说明：
29.1—顶板、2—外套筒、3—颗粒阻尼装置、301—颗粒阻尼装置凸起、302—颗粒阻尼装置内腔体、303—颗粒阻尼装置外腔体、304—阻尼颗粒、4—垫板、5—外套筒内壁凸起、6—预埋筋、7—内套筒、8—钢弹簧、9—阻尼活塞、10—插孔、11—底座、12—缓冲垫。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不
用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.实施例一
32.本发明提供了一种基于颗粒阻尼的地铁浮置板宽频减振器，如图1、图2所示，包括顶板1，外套筒2，颗粒阻尼装置3，垫板4，外套筒侧壁凸起5，预埋筋6，内套筒7，钢弹簧8，活塞9，底座插孔10，底座11和缓冲垫12；外套筒2与浮置板浇筑在一起，将其它部件保护在内。当浮置板受到列车荷载作用时会产生垂向振动带动减振器上下往复运动，减振器会利用浮置板的惯性质量平衡上部动力荷载，同时颗粒阻尼装置会利用颗粒与颗粒间、颗粒与腔体间的碰撞摩擦来耗能减振。
33.实施例二
34.在实施例一的基础上进行优化，其中图3为本发明减振器的爆炸视图，垫板4用于传递颗粒阻尼装置3和钢弹簧8之间的振动，在垫板4上方设置了3层颗粒阻尼装置3，且均通过外套筒内侧壁凸起的夹持作用限制横向位移和转动，垫板4下方为钢弹簧8和用于限制其横向运动的内套筒7及阻尼活塞9，阻尼活塞9插入底座插孔10中，插孔10中设置了缓冲垫12，振动通过钢弹簧8和阻尼活塞9传递到底座11上，底座11与基础固接。
35.实施例三
36.在实施例一、二的基础上进行优化，其中图4为本发明颗粒阻尼装置3的剖面图，空心圆柱体设计，为了提高减振效率，分为了内腔体302和外腔体303，内腔体302的直径为外腔体303的1/3～2/3；在柱体边缘设计了环状凸起301以配合外套筒内侧壁的缺口，实现夹持。
37.实施例四
38.在实施例三的基础上进行优化，阻尼颗粒304采用钢颗粒和橡胶颗粒的混合颗粒，颗粒半径为10mm，填充率为50％。减振器内部的调高通过改变垫板的厚度实现。
39.以上所述仅为本发明的优先实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。