本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種彈性道床結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著軌道交通的快速發(fā)展，其帶來的環(huán)境振動影響問題日趨嚴重，如北京市多條線路由于振動問題被迫調(diào)整線路規(guī)劃，新建線路開通后即面臨了大量的振動投訴問題。目前國內(nèi)解決軌道交通引起的環(huán)境振動問題時，通常采用ALT.1扣件、Vanguard扣件、剪切型減振器系統(tǒng)扣件等扣件減振措施；彈性短軌枕、彈性長軌枕等軌枕減振措施；以及橡膠浮置板軌道、鋼彈簧浮置板軌道、梯形軌道、各類道床減振墊等道床減振措施。然而，單純依靠上述軌道減振措施存在如下問題：

(1)當面對振動敏感目標的敏感度較高時(如地鐵線路近距離穿越敏感建筑或新建地鐵沿線已有對振動要求極高的科研機構(gòu)等)，單純依靠軌道減振措施難以解決振動問題。從應(yīng)用效果來看，雖然北京市軌道交通新建線路均采用了大量軌道減振措施，單條線路上減振區(qū)段長度比例最高已達64％，但線路開通后沿線居民、科研機構(gòu)關(guān)于環(huán)境振動的投訴屢見不鮮，主要投訴內(nèi)容即為軌道交通振動和噪聲擾民，古建筑保護和精密儀器正常使用受到影響等。

(2)軌道減振措施多以降低軌道剛度為手段，同一線路采取不同軌道減振措施使得整條線路剛度不均勻，進而惡化輪軌關(guān)系，導致鋼軌波磨的產(chǎn)生和發(fā)展。這不僅增大了環(huán)境振動水平，還為軌道交通的安全運營埋下隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種彈性道床結(jié)構(gòu)，以減小軌道振動對周圍環(huán)境的影響。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種彈性道床結(jié)構(gòu)，包括：

混凝土制作的無砟整體道床，所述無砟整體道床包括仰拱找平層和平面基面，所述平面基面上放置軌枕。

進一步地，所述混凝土的阻尼比高于設(shè)定的閾值。

進一步地，所述混凝土包括橡膠混凝土或者柔性混凝土。

進一步地，所述軌枕包括短軌枕、長軌枕或者梯形軌枕。

進一步地，所述彈性道床結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆或預制方式進行制備。

進一步地，當所述彈性道床結(jié)構(gòu)設(shè)置在隧道中時，所述隧道仰拱的找平層采用與道床相同的彈性混凝土鋪設(shè)。

由上述本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提出的彈性道床結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、低成本、施工快速、耐久性和延展性好等特點，適合全線普遍使用，同時在振動要求特別嚴格的地段配合其他減振措施，不僅可以滿足環(huán)境振動要求、降低軌道減振投資，而且確保了整條線路的軌道剛度和平順性，避免鋼軌異常波磨的產(chǎn)生。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1給出了在彈性道床結(jié)構(gòu)的基面上面放置短軌枕的示意圖；

圖2給出了在彈性道床結(jié)構(gòu)的基面上面放置長軌枕的示意圖；

圖3給出了在彈性道床結(jié)構(gòu)的基面上面放置梯形枕的示意圖；

圖4給出了在盾構(gòu)隧道內(nèi)放置本發(fā)明實施例的彈性道床結(jié)構(gòu)隔振基礎(chǔ)軌道的整體效果示意圖；

圖中，1-混凝土彈性道床；2-鋼軌；3-短軌枕；4-長軌枕；5-梯形軌枕；6-隧道。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。

為了解決上述問題，新型減振技術(shù)的研發(fā)勢在必行。根據(jù)軌道交通減振理論體系，凡可降低敏感目標敏感度的措施均屬于綜合減振的范疇。除降低系統(tǒng)剛度方法外，還可通過增加參振質(zhì)量、耗散振動能量等方法進行減振處理。

在機場跑道、高速公路道面使用的橡膠混凝土材料，是一種半剛性的混凝土材料，性能介于傳統(tǒng)水泥混凝土與瀝青混凝土之間。由于橡膠主要通過物理力學作用改善混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并不改變混凝土中各種材料本身的化學性能，因而不會破壞混凝土的耐久性。材料的阻尼是衡量材料本身減振性能的主要指標，阻尼越大則表明材料吸振能力越強。橡膠混凝土相對于普通混凝土材料具有較高的阻尼比、更好的抗沖擊性和延展性，彈性模量和基頻隨橡膠摻量的增加而降低。當橡膠粉摻量在0.5％～2.5％之間時，與普通混凝土相比，阻尼比可提高50％～60％；當橡膠粉摻量超過2.5％后，阻尼比隨橡膠粉摻量增大而快速增大，阻尼比提高約1.3～2.3倍；當橡膠粉摻量在4.5％左右時，可獲得阻尼比、彈性模量和抗壓強度均較高的彈性混凝土。因此橡膠混凝土能用于夠減振降噪。

此外，橡膠混凝土具有較好的耐火性、吸振性、抗沖擊特性、抗爆裂特性、隔熱、隔音性能等，已經(jīng)在工程領(lǐng)域方面得到了大量的應(yīng)用。世界上第一個可使用的橡膠集料混凝土結(jié)構(gòu)是1999年2月在美國亞利桑那州立大學校園建造的一段橡膠集料混凝土人行道，隨后該州又在2003建造了世界上第一條廢舊輪胎橡膠改性混凝土路面道路段，及多個彈性混凝土試驗點路段。國內(nèi)于2005年11月在青島至銀川高速公路河北石家莊入口，建造了世界上第一塊由橡膠集料混凝土鋪筑的高速公路收費站及服務(wù)區(qū)路面。2006年8月，天津市武清區(qū)武香路二百戶東口橋，使用橡膠集料混凝土作為橋面鋪裝層。目前，橡膠混凝土大量用于建設(shè)高等級公路，鐵路道口鋪面等處；而摻用膠粉的高強混凝土(強度等級達到或超過C60的混凝土)，已經(jīng)應(yīng)用在重要軍事建筑、核工業(yè)建筑、防恐怖襲擊建筑、機械系統(tǒng)基座、鐵路及地鐵緩沖層、防御墻、以及對隔熱隔聲性能有特殊要求的墻體中。

因此，可以進一步探討其在軌道交通工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景。而橡膠可以利用舊輪胎等廢橡膠進行加工，實現(xiàn)廢舊橡膠材料的循環(huán)利用和無污染消化處理，具有重大的環(huán)保意義。

柔性混凝土是采用特殊新方法在混凝土中摻入長纖維聚丙烯、鋼或玻璃纖維的改性水泥混凝土材料。相對于普通水泥混凝土，柔性混凝土是一種兼具強度和柔性的材料。國內(nèi)外學者采取了很多種方法對水泥混凝土改性，以降低其彈性模量，提高韌性，如采用纖維配筋、有機高分子材料、高性能輕集料、高分子聚合物等。在公路行業(yè)，柔性混凝土作為鋪面材料已投入大量的應(yīng)用，由其行車舒適性好、噪音小、變形適應(yīng)能力強而得到了廣泛的應(yīng)用。在地下工程噴層支護技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用柔性好的具有一定抗拉、抗彎性能的柔性混凝土噴涂材料，改善基體的抗拉、抗彎性能和韌性，而且在發(fā)生開裂后還有較大的殘余強度。在水工領(lǐng)域，隨著大型水利工程的相繼建設(shè)，采用柔性混凝土作為防滲材料，因其可保證一定強度前提下具有較低的彈性模量且能適應(yīng)較大變形而不開裂，得到了長足應(yīng)用。在鐵路方面，隨著高速重載化，具有粘彈性的柔性混凝土用作全斷面軌下基礎(chǔ)材料可寄期發(fā)揮防水、減振、降噪、適應(yīng)路基變形、易于維護且環(huán)保可回收的優(yōu)點，在國外已有相關(guān)的研究。

本發(fā)明實施例提出了一種新型的彈性道床結(jié)構(gòu)，使用具備高阻尼比性能材料的混凝土制作無砟整體道床，上述混凝土的阻尼比高于設(shè)定的閾值，示例性的，該閾值可以為：2％。

其中，實例性的，混凝土可以采用橡膠混凝土或者柔性混凝土。

本發(fā)明實施例由于采用了混凝土彈性道床，增大了道床結(jié)構(gòu)的彈性、阻尼及質(zhì)量，根據(jù)減振原理，當列車振動波經(jīng)扣件傳遞至道床后，道床結(jié)構(gòu)的慣性可平衡一部分振動能量，同時道床結(jié)構(gòu)中的橡膠顆?；蛘呷嵝圆牧项w粒可以將機械能轉(zhuǎn)化為熱能，從而減少經(jīng)由道床結(jié)構(gòu)傳遞的振動能量，達到減振目的。由于橡膠材料來源廣泛，可以利用舊輪胎等廢橡膠進行加工，實現(xiàn)廢舊橡膠材料的循環(huán)利用和無污染消化處理，具有重大的環(huán)保意義，因此該彈性道床成本較低且環(huán)保。本發(fā)明中，預制吸能彈性道床結(jié)構(gòu)具有良好的減振效果。

本發(fā)明實施例提出的新型的彈性道床結(jié)構(gòu)利用增大參振質(zhì)量、耗散振動能量的方式進行減振。該彈性道床結(jié)構(gòu)可以全線普遍采用，可以較好的解決地鐵減振與優(yōu)良輪軌關(guān)系共存的問題，避免或減少鋼軌異常波磨現(xiàn)象。此外，還可以降低全線的振動影響，從而降低敏感地段的減振等級，線路的較高尤其是特殊減振地段的長度比例將大大減少，極有可能將特殊減振長度比例控制在25％這一合理比例范圍內(nèi)，從而大大降低減振投資。

本發(fā)明實施例提出的彈性道床結(jié)構(gòu)實施方式為：

在隧道結(jié)構(gòu)施工完畢后，使用橡膠或者柔性混凝土在隧道仰拱處施作找平層，其施工方法與普通混凝土施工方法一致；

此后按照施工方法不同可分為預制或現(xiàn)澆兩種方式進行混凝土彈性道床施工。

對于預制混凝土彈性道床，其施工步序為：按照橡膠混凝土/柔性混凝土的設(shè)計配比進行彈性混凝土配置(其中務(wù)必保證混凝土中橡膠顆?；蚱渌砑觿┑木鶆蛐?；在預制場完成道床板的制備，即綁扎鋼筋-支模-固定支撐塊-灌注橡膠或者柔性混凝土-養(yǎng)護-拆模；將預制道床板運送至施工現(xiàn)場進行鋪設(shè)就位、各段道床之間的剪力鉸連接、架軌等工作。

對于現(xiàn)澆混凝土彈性道床，其施工步序為：在混凝土制備場地按照橡膠混凝土/柔性混凝土的設(shè)計配比進行彈性混凝土配置(其中務(wù)必保證混凝土中橡膠顆?；蚱渌砑觿┑木鶆蛐?，運送至施工現(xiàn)場；在施工場地完成道床板的施工，即綁扎鋼筋-支模-固定支撐塊-灌注橡膠或者柔性混凝土-養(yǎng)護-拆模-架軌等工作。

本發(fā)明實施例的彈性道床結(jié)構(gòu)采用橡膠或者柔性混凝土制作無砟整體道床，這在軌道交通領(lǐng)域是具有革命性的創(chuàng)新意義。而在施工過程中，隧道仰拱的找平層也可以采用橡膠或者柔性混凝土進行鋪設(shè)，增強道床結(jié)構(gòu)與基底結(jié)構(gòu)的整體性。

采用橡膠混凝土制作無砟整體道床，其制備工藝與普通混凝土幾乎相同，僅僅在制備過程中注意橡膠粉/顆粒摻入的均勻性即可。該彈性道床可以采用現(xiàn)澆或預制兩種方式進行制備。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解上述橡膠或者柔性混凝土的應(yīng)用類型僅為舉例，其他現(xiàn)有的或今后可能出現(xiàn)的混凝土應(yīng)用類型如可適用于本發(fā)明實施例，也應(yīng)包含在本發(fā)明保護范圍以內(nèi)，并在此以引用方式包含于此。

本發(fā)明實施例的彈性道床結(jié)構(gòu)可以制作成各種結(jié)構(gòu)形狀，比如，做成弧形曲面底座加上平面基面的型式，從而可以適應(yīng)各種地基型式和各種隧道型式。上述彈性道床結(jié)構(gòu)的基面上面可以放置不同型式的軌枕和扣件進行使用，滿足不同的減振需求，圖1給出了在彈性道床結(jié)構(gòu)的基面上面放置短軌枕的示意圖，圖2給出了在彈性道床結(jié)構(gòu)的基面上面放置長軌枕的示意圖，圖3給出了在彈性道床結(jié)構(gòu)的基面上面放置梯形軌枕的示意圖。

圖4給出了在盾構(gòu)隧道內(nèi)放置本發(fā)明實施例的彈性道床結(jié)構(gòu)隔振基礎(chǔ)軌道的整體效果示意圖。這種道床可以采用預制或現(xiàn)場澆筑兩種方法進行施工。

綜上所述，本發(fā)明實施例提出的彈性道床結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、低成本、施工快速、耐久性和延展性好等特點，適合全線普遍使用，同時在振動要求特別嚴格的地段配合其他減振措施，不僅可以滿足環(huán)境振動要求、降低軌道減振投資，而且確保了整條線路的軌道剛度和平順性，避免鋼軌異常波磨的產(chǎn)生。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發(fā)明所必須的。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實施例中的裝置中的部件可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進行相應(yīng)變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的部件可以合并為一個部件，也可以進一步拆分成多個子部件。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。