耐用浮置道床的制作方法

专利名称：耐用浮置道床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轨道交通领域，尤其是涉及一种轨道交通的道床结构，可以用于铁路、 地铁、城市铁路、高架轻轨、髙速铁路等。
背景技术：
振动和噪声是人们公认的影响面最为广泛的一种公害，也是近年来轨道交通发展所面临 的一项亟待解决的难题。现有轨道交通的减振降噪技术中，实践应用最为成功的是构件浮置 技术，典型的是浮置道床技术，其隔振效率高，工作性能稳定，已经成为业内的共识。专利 号为ZL2004100354411的中国专利公布了一种浮置道床结构，浮置板通过支承挡块支承于弹 簧隔振器上，所述支承挡块可以是浮置板的通孔内壁上的混凝土构造，也可以是嵌入混凝土 的金属预埋件，或者是浮置板的通孔内嵌有联结套筒，再在联结套筒内壁上设置支承挡块， 其中支承挡块可以预先与联结套筒焊接在一起，然后联结套筒与浮置板浇注成一体。上述技 术方案虽然可以顺利地实现浮置板的弹性支承，但是由于用于支承的关键结构一一支承挡块 与浮置板固化联接或一体化设置，金属材料的支承挡块易锈蚀，与浮置板一体设置的混凝土 材料的支承挡块由于受空间限制，尺寸小，受力大，剪切应力集中，剪应力很高，长期在动 载作用下容易疲劳破坏，而许多浮置道床长期处于阴暗潮湿的恶劣工作环境中，因此一旦发 生支承挡块损坏或严重锈蚀，维修更换将十分困难，有可能直接导致浮置道床无法正常工作， 中断轨道运营交通。因此，现有利用联结套筒上设置的支承挡块作为支承结构的这类技术方 案限制了浮置道床的使用寿命。
发明内容
本实甩新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种利用浮置板中阶梯状预留通孔包含的挡 肩结构作为支承结构，且使用寿命更长的耐用浮置道床。
本实用新型耐用浮置道床是这样实现的，包括弹性隔振器和浮置板，弹性隔振器置于浮 置板的预留通孔内，浮置板的预留通孔为阶梯状通孔，上、下孔交界处形成挡肩结构，在挡 肩处的上部孔径尺寸小于下部孔径尺寸，弹性隔振器与挡肩之间设置调高垫片，调高垫片中 心设有通孔，调高垫片部分支撑在挡肩上，浮置板通过调高垫片支承于弹性隔振器上，阶梯 状预留通孔的上部孔应与弹性隔振器及调高垫片大小相容，并且挡肩与调高垫片之间可以形 成错位交叠。
浮置板的阶梯状通孔可以由混凝土一次浇注而成，也可以利用内部轮廓形状为相应阶梯孔的套模浇注而成。在预留通孔的挡肩上还可以设置限位块或限位槽，利用限位块或限位槽 对调高垫片进行限位，防Lh其在工作过程中水平旋转滑脱。此外，为了保护挡肩结构，可以 在挡肩处设置衬板。所述衬板可以用金属材料制成，如不锈钢、铝合金和经良好防腐保护的 碳钢等；也可以采用有足够强度、耐久的非金属材料制成，如工程塑料、陶瓷、硬橡胶、玻 璃钢等。限位块或限位槽也可以直接设置在衬板上。
为了方便调整浮置道床的高度和水平度，调高垫片可以设置多块，但为了实现与挡肩的 挂接支撑，至少最上方一块调高垫片的尺寸大小或轮廓形状应保证可以与挡肩形成错位交叠，
以实现支承的目的。
浮置板上设置的预留通孔的上部孔可以是三角孔、长方孔、方孔、多棱柱孔、椭圆孔或 带有对称缺口的圆孔等形状，调高垫块相应的设置成三角形、长方形、方形、多边形、椭圆 形或边缘带有凸起的圆形等形状。需要指出的是，预留通孔的下部孔也可以是三角孔、长方 孔、方孔、多棱柱孔、椭圆孔、圆孔或带有对称缺口的圆孔等形状，在实际应用中，阶梯状 预留通孔的下部孔为了制作方便，通常采用圆孔或方孔。
本实用新型耐用浮置道床所使用的弹性隔振器包括多种形式，例如可以是钢弹簧隔振器、 橡胶隔振器或空气弹簧隔振器等，其中采用的弹性元件可以是螺旋钢弹簧、碟簧或橡胶金属 复合弹簧，也可以是橡胶等弹性材料，弹性隔振器中还可以设置硅油等液休阻尼材料或橡胶 等固体阻尼材料。
为了防止弹性隔振器水平移位，在弹性隔振器的上下表面设有联接装置，上方联接装置 与垫片或挡肩联接，下方联接装置与基础联接，联接装置为防滑垫板、螺栓、或者凹凸结构。
本实用新型的另一个目的在于提供一种上述耐用浮置道床用的套模，套模是纵剖面为阶 梯孔的薄壁管，且薄壁管横截面形状为三角形、长方形、方形、多棱柱形、椭圆形或带有对 称缺口的圆形。套模的阶梯孔下段为了制作方便，通常也采用圆孔或方孔。
在制造本实用新型耐用浮置道床的浮置板时，利用套模作为模板按照设计要求摆放在钢 筋骨架的指定位置，再绕筑混凝土，混凝土凝固后即获得带有阶梯状预留通孔的浮置板。本 实用新型套模可以利用不锈钢、铁皮等金属材料制造，也可以利用工程塑料、聚胺酯、破璃 钢等非金属材料制造，当然也可以将成制成混凝土预置件。使用时应根据材料及强度不同， 结合经济性进行考虑，可以作为模板反复使用，也可以作为丢失模板一次性使用。
本实用新型耐用浮置道床，利用浮置板上设置的阶梯状预留通孔形成的挡肩结构作为支 承受力结构，混凝土结构的挡肩不易腐蚀，使用寿命长，此外，其受力面积大，受力面高度 低，冲剪锥面积大，浮置板中最大应力大幅降低，提高了疲劳寿命，同时解决了原有技术中外设金属支承挡块作为支承元件易出现锈蚀失效、 一体化设置混凝土挡块易发生疲劳损坏的 问题，大大延长浮置道床的使用寿命，这种浮置道床的使用寿命理论上已经接近甚至达到浮 置板的使用寿命。此外，本实用新型耐用浮置的结构更简单，施工更快捷，由于涉及零件极 少，后期维护保养的工作量很小，因此有利于进一步降低施工及运营时的成本，其结构虽然 相对更简单，但隔振效果却没有受任何影响，性价比更优越。基于本实用新型的技术原理， 本实用新型还可以应用在建筑地板或设备基础上，都可以取得很好的缓冲隔振效果，具有广 阔的推广应用前景。


图1为实施例一本实用新型耐用浮置道床的外观示意图。 图2为图1的A-A剖面图。 图3为图2的局部放大示意图。
图4为实施例一本实用新型耐用浮置道床的顶升过程示意图之一。
图5为实施例一本实用新型耐用浮置道床的顶升过程示意图之二。
图6为图3的俯视图。
图7为实施例二中调高垫片的结构示意图。
图8为实施例二本实用新型耐用浮置道床的结构示意图。
图9为图8的俯视图。
图10为实施例三本实用新型耐用浮置道床的结构示意图。 图11为图10的俯视图。
图12为实施例四本实用新型耐用浮置道床的结构示意图。 图13为图12的俯视图。
图14为实施例五本实用新型耐用浮置道床的结构示意图。
图15为实施例五中套模的结构示意图。
图16为图15的俯视图。
具体实施方式
实施例一
如图l、图2、图3、图4所示本实用新型耐用浮置道床，包括浮置板1和弹性隔振器2， 弹性隔振器2设置在浮置板1的预留通孔5内，预留通孔5设置成阶梯状通孔，上、下孔交 界处形成挡肩B，其中上部孔为长方形孔，下部孔为圆形孔。相应的调高垫片7设置成长方形，调高垫片7的中心还设置有用于顶升安装的通孔。调高垫片7部分支撑在挡肩B上，浮 置板1通过调高垫片7支承于弹性隔振器2上，与基础12之间保持弹性浮置状态。钢轨4设 置在浮置板1上。本例中所使用的弹性隔振器2为内部设有硅油液体阻尼材料的螺旋钢弹簧 隔振器。为防止异物落入浮置板预留通孔内，在预留通孔上方还设置有端盖13。弹性隔振器 2与基础12之间设有摩察系数很高的防滑垫板8，防止使用过程中弹性隔振器2水平方向移 位。
本实用新型耐用浮置道床顶升安装时，如图4和图5所示，阶梯状预留通孔5的上部孔 与弹性隔振器2及调高垫片7大小相容，先从上方将弹性隔振器2和调高垫片7通过上部孔 依次放入预留通孔5中，利用固定在钢轨4上的专用工具9为千斤顶10工作提供支撑点，千 斤顶10的活塞通过调高垫片7中心设置的通孔直接压縮弹性隔振器2，如果千斤顶10的活 塞行程不足以满足顶升所需高度时，可以通过设置垫块11给予补足。直至调高垫片7的顶面 低于挡肩B的底面，将调高垫片7绕竖轴旋转约90° ，挡肩B与调高垫片7形成错位交叠。 将千斤顶10泄压，弹性隔振器2回弹后，调高垫片7压紧在挡肩B上，则浮置板1支承在弹 性隔振器2上，当支撑浮置板1的弹性隔振器2足够多时，浮置板1会离开基础12表面，完 全被弹性隔振器弹性支承。此时，挡肩B与调高垫片7之间的错位交叠关系如图6所示。如 此反复，对浮置板上所有预留通孔内的弹性隔振器分批次顺序加载，直至浮置板离开基础表 面，完全由弹性隔振器支承。再通过调整调高垫片的总厚度，就可以实现从上方顶升浮置板 并调整浮置板的高度和水平度。弹性隔振器中的弹簧和阻尼与浮置板构成一个固有频率较低 的隔振系统，可以吸收结构的振动能量，将传递到浮置板上的中高频动载荷隔离，从而实现 减振降噪的目的。
本实施例仅以上部孔为长方形、下部孔为圆形的预留通孔配合长方形的调高垫片进行说 明，实际应用中预留通孔的上部孔还可以是三角孔、方孔、多棱柱孔、椭圆孔或带有对称缺 口的圆孔等形状，调高垫块相应的设置成三角形、方形、多边形、椭圆形或边缘带有凸起的 圆形等形状与其配合。预留通孔的下部孔还可以是三角孔、长方孔、方孔、多棱柱孔、椭圆
孔或带有对称缺口的圆孔等形状，在实际应用中，阶梯状预留通孔的下部孔为了制作方便， 通常采用圆孔或方孔。
此外，本实用新型耐用浮置道床所适用的弹性隔振器包括多种形式，除钢弹簧隔振器外， 还可以采用橡胶隔振器或空气弹簧隔振器等形式的隔振装置，其中采用的弹性元件还可以是 碟簧或橡胶金属复合弹簧，也可以是橡胶等弹性材料。弹性隔振器中除可以设置硅油外，还 可以设置改性沥青等其他液体阻尼材料，也可以设置橡胶等固体阻尼材料。
通过设置阶梯状预留通孔，利用阶梯状预留通孔中的挡肩结构替代支承挡块，其受力面低，冲剪锥面积大，浮置板中最大应力大幅降低,提高了疲劳寿命，本实 用新型耐用浮置道床彻底解决了现有技术中支承挡块损坏后无法维修更换的难题，具有很强 的经济性和实用性。由于混凝土的寿命可以在100年以上，浮置板上没有固结在一起的易腐 蚀部件，碳钢制成的调高垫片寿命虽然低于100年，但如果锈蚀可以更换，因此理论上可以 通过及时更换调高垫片或弹性隔振器满足整个系统长达100年的使用寿命要求。此外，本实 用新型结构更加简单，涉及元件很少，可以降低制造及维护成本，也更加有利于延长浮置道 床的使用寿命。而且，本实用新型的技术原理还可以应用于建筑地板、设备基础等场所，都 可以获得很好的缓冲隔振效果，具有极高的推广应用价值。 实施例二
如图l、图7、图8、图9所示本实用新型耐用浮置道床，与实施例一的区别在于，采用 带有凸缘15的圆形调高垫片7，调高垫片7中心设置通孔。与调高垫片7的外形轮廓相对应 的，阶梯状预留通孔5的上部孔设置成带有对称缺口的圆孔。调高垫片7的凸缘15支撑在挡 肩B上，浮置板1通过调高垫片7支承于弹性隔振器2上。在本例中所采用的弹性隔振器2 为内部设置有橡胶固体阻尼材料的螺旋钢弹簧隔振器。
为防止使用过程中弹性隔振器2水平方向移位，弹性隔振器2底部堆焊出多个锥形凸起 14，并在调高垫片5与弹性隔振器2之间设置防滑垫板8。当然，弹性隔振器2可以利用地 脚螺栓等进行固定，也可以实现同样的效果。
浮置板上设置的预留通孔的上部孔除本例中所述形状外，还可以是三角孔、长方孔、方 孔、多棱柱孔或椭圆孔等形状，只需将调高垫块相应的设置成三角形、长方形、方形、多边 形或椭圆形等形状与其相配合。本例中以设置四个凸缘15为例，实际应用中，也可以设置三 个、五个甚至更多，除焊接凸缘外，还可以利用火焰切割或铸造等工艺将凸缘一体化设置在 垫片上，也都可以实现同样的目的，根据使用反馈情况来看，以设置三个时受力最平均，并 且加工也最便利，经济性也最好。
需要指出的是，为了在图9所示的俯视图中可以清楚的看出调高垫片与挡肩B的错位交 叠状态，图8所示本实用新型耐用浮置道床中省略了预留通孔顶部的端盖，在实际应用中， 为防止异物落入预留通孔中，需要在预留通孔顶部设置端盖。
由于混凝土的寿命可以在100年以上，浮置板上没有固结在一起的易腐蚀部件，碳钢制 成的调高垫片寿命虽然低于100年，但如果锈蚀可以更换，理论上可以通过及时更换调高垫 片或弹性隔振器满足整个系统长达100 的使用寿命要求。因此与现有浮置道床相比，本实 用新型耐用浮置道床不但成本更低，而且可以实现更长的使用寿命。实施例三
如图l、图10、图ll所示本实用新型耐用浮置道床，与实施例二的区别在于，为了防止 使用过程中调高垫片7发生水平旋转滑脱，导致支承失效，在挡肩B上与凸缘15配合的相应 位置设置凹槽18。
由于设置了凹槽18,调高垫片7与挡肩B接触支承时，凸缘15嵌在凹槽18内，使用过 程中不易发生意外滑脱，安全性更好。当然，利用限位块对凸缘15进行限位，也可以起到同 样的效果，例如利用两个限位块构成限位槽与凸缘15进行配合，也可以防止调高垫片发生水 平旋转滑脱。 实施例四
如图l、图12、图13所示本实用新型耐用浮置道床，与实施例二的区别在于，为了保护 挡肩B，在挡肩B处设置不锈钢材料制成的衬板16。衬板16上对应凸缘15的挂接配合位置 两侧利用焊接二个限位块17构成限位槽，这样调高垫片7支承时直接与衬板16接触，并且 工作时其凸缘15嵌置在限位块17构成限位槽中，调高垫片7不会发生水平旋转滑脱，由于 不锈钢衬板起到了均布接触处压力的作用，避免了混凝土在接触区附近的应力集中，延长了 此处混凝土的疲劳寿命，因此，这种结构的本实用新型耐用浮置道床使用寿命更长，安全性 也更好。此外，为了便于精确调整浮置板1的高度及水平度，可以设置多个调高垫块，如图 12中就增设了一个调高垫片7a，为节约材料和减少加工工时，调高垫片7a不包含凸缘15。 当然，调高垫片7a也可以采用与调高垫片7相同的形状。为防止多块调高垫片之间发生相对 滑移，可以利用紧固件将其连成一体。
除不锈钢外，所述衬板还可以用其他金属材料制成，如铝合金和经良好防腐保护的碳钢 等；也可以采用有足够强度、耐久的非金属材料制成，如工程塑料、陶瓷、硬橡胶、玻璃钢 等。在衬板厚度足够的情况下，也可以在衬板上直接设置凹槽与调高垫片的凸缘配合进行限 位，也可以起到同样的限位效果。
实施例五
如图l、图14、图15、图16所示本实用新型耐用浮置道床，与实施例一的区别在于， 预留通孔5的内壁上设置有工程塑料PVC制成的套模30。在本例中，所述套模30是内部轮 廓形状为阶梯孔，且上部孔截面形状为方形、下部孔截面形状为圆形的薄壁管。
所采用的套模30—般为薄壁管，外表面粗糙以便提高与混凝土的结合力，内表面光滑。 除PVC外，还可以采用其他工程塑料制造套模30，如尼龙、聚碳酸酯等；套模也可以采用混 凝土预制件，为保证强度， 一般采用高于C30标号的凝混土，当然，也可以在混凝土中设置钢筋网或加强纤维来增加强度；套模还可以采用一些复合材料制造，如玻璃钢等；套模还可 以采用多种材料复合而成，仅在挡肩处使用高强度的材料如不锈钢，以节约成本。基于这种 技术原理，也可以在前述套模结构的挡肩部位集成有耐久材料制成的的衬板，以避免挡肩处 混凝土在接触区附近的应力集中，延长其疲劳寿命。所述耐久性材料包括经防腐处理的碳钢、 不锈钢材料、陶瓷材料等。
在制造本实用新型耐用浮置道床的浮置板时，利用套模作为模板按照设计要求摆放在钢 筋骨架的指定位置，再浇筑混凝土，混凝土凝固后即获得带有阶梯状预留通孔的浮置板。本 实用新型屮套模可以利用铁皮等金属材料制造，也可以利用工程塑料等非金属材料制造，根 据材料及强度不同，可以作为模板反复使用，也可以作为丢失模板一次性使用。值得一提的 是，如采用强度较高的材料制成套模并作为丢失模板留在预留通孔内的话，还可以起到保护 预留通孔结构不受损坏的作用。根据所需预留通孔的形状，套模可以是内部轮廓形状为阶梯 孔，且内截面形状为三角孔、长方孔、方孔、多棱柱孔、椭圆孔或带有对称缺口的圆孔的任 意形状薄壁管，同样，在实际应用中，其下部孔为了加工方便，通常为圆形或者方形。
权利要求1、一种耐用浮置道床，包括弹性隔振器和浮置板，弹性隔振器置于浮置板的预留通孔内，其特征在于浮置板的预留通孔为阶梯状通孔，上、下孔交界处形成挡肩结构，在挡肩处的上部孔径尺寸小于下部孔径尺寸，弹性隔振器与挡肩之间设置调高垫片，调高垫片中心设有通孔，调高垫片部分支撑在挡肩上，浮置板通过调高垫片支承于弹性隔振器上，阶梯状预留通孔的上部孔应与弹性隔振器及调高垫片大小相容，并且挡肩与调高垫片之间可以形成错位交叠。
2、 根据权利要求1所述的耐用浮置道床，其特征在于浮置板的阶梯状通孔是由混凝土一次浇 注而成，或者利用内部轮廓形状为相应阶梯孔的套模浇注而成。
3、 根据权利要求1所述的耐用浮置道床，其特征在于调高垫片设置多块，其中至少最上方一 块调高垫片可与挡肩实现错位交叠。
4、 根据权利要求l所述的耐用浮置道床，其特征在于挡肩上设置限位块或限位槽。
5、 根据权利要求1所述的耐用浮置道床，其特征在于挡肩处设置衬板。
6、 根据权利要求5所述的耐用浮置道床，其特征在于衬板上设置限位块或限位槽。
7、 根据权利要求1所述的耐用浮置道床，其特征在于浮置板上设置的预留通孔的上部孔形状 可以是三角孔、长方孔、方孔、多棱柱孔、椭圆孔或带有对称缺口的圆孔。
8、 根据权利要求7所述的耐用浮置道床，其特征在于调高垫块相应的设置成三角形、长方形、 方形、多边形、椭圆形或边缘带有凸起的圆形。
9、 根据权利要求1所述的耐用浮置道床，其特征在于在弹性隔振器的上下表面设有联接装 置，上方联接装置与垫片或挡肩联接，下方联接装置与基础联接，联接装置为防滑垫板、 螺栓、或者凹凸结构。
10、 一种如权利要求1-9中任一权利要求所述耐用浮置道床用的套模，其特征在于套模是 纵剖面形状为阶梯孔的薄壁管，且薄壁管的横截面形状为三角形、长方形、方形、多棱柱 形、椭圆形或带有对称缺口的圆形。
专利摘要本实用新型涉及一种铁路的轨道结构。其包括弹性隔振器和浮置板，弹性隔振器置于浮置板的预留通孔内，浮置板的预留通孔为阶梯状通孔，上、下孔交界处形成挡肩结构，在挡肩处的上部孔径尺寸小于下部孔径尺寸，弹性隔振器与挡肩之间设置调高垫片，调高垫片中心设有通孔，调高垫片部分支撑在挡肩上，浮置板通过调高垫片支承于弹性隔振器上，阶梯状预留通孔的上部孔应与弹性隔振器及调高垫片大小相容，并且挡肩与调高垫片之间可以形成错位交叠。本实用新型解决了现有技术中外设金属支承挡块作为支承元件易出现锈蚀失效的问题，有利于延长浮置道床的使用寿命，且结构简单，施工快捷，性价比更优越。
文档编号E01B19/00GK201381460SQ20092002417
公开日2010年1月13日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者孔祥斐, 尹学军 申请人:尹学军