一种利用周期性结构耗能的减振轨枕的制作方法

本发明涉及一种轨道交通领域减振轨枕技术，尤其是涉及一种利用周期性结构耗能的减振轨枕。

背景技术：

随着城市轨道交通的大量建设，越来越多的轨道交通线路临近甚至穿越需要振动控制的建筑物，比如具有高精密仪器的医院和科研机构、特殊需要保护的古建筑等。对轨道的高平顺性、高稳定性要求越来越严格。目前，已有大量减振扣件、减振轨道等投入应用。轨枕作为轨道结构的重要组成部分，开发具有减振功能的轨枕将是重要研究方向之一。

cn201310545276.3公开了一种铁路轨枕，包括：轨枕本体，轨道支承区域，每个轨道支承区域具有轨道支承面，第一加固元件和第二加固元件；所述轨枕本体、第一加固元件和第二加固元件均由复合材料制成，且在所述轨枕本体(1)的表面上依次设置有阻燃层、防磨层和阻燃层；所述复合材料包括由发泡成形的聚氨酯树脂及配置于该聚氨酯树脂中的多个玻璃纤维。该技术方案采用对枕材料的多层改性来提升减振性能，但多层改性的方法在生产过程中工序较为复杂，而且当采用多层复合材料时会使得总体成本上升。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用周期性结构耗能的减振轨枕。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用周期性结构耗能的减振轨枕，包括轨枕主体和耗能部件，所述的耗能部件设于轨枕主体内部，所述的耗能部件是由多个耗能块通过多层堆叠而构成的正方体块，所述的正方体块的每层均由多个耗能块组成，所述的耗能块包括质量块和弹性块，任意质量块与弹性块不相邻。进一步地，所述的耗能部件外层包覆有橡胶层。

进一步地，所述的质量块为正方体铁块，所述的弹性块为正方体弹性橡胶块。

进一步地，所述的耗能部件的棱边长度为轨枕主体在钢轨延伸方向宽度的40％～80％。当棱边长度小于轨枕主体在钢轨延伸方向宽度的40％时会使得轨枕主体的减振耗能效果快速下降，当棱边长度大于轨枕主体在钢轨延伸方向宽度的80％时会使得轨枕主体的机械强度快速下降。

进一步地，所述的轨枕主体由掺入橡胶颗粒的混凝土制成。

进一步地，所述的混凝土中橡胶颗粒的粒径范围为0.1mm到40mm。当颗粒粒径小于0.1mm时其减振的性能会趋向于无添加橡胶颗粒时的性能，当橡胶颗粒的粒径大于40mm时会使得混凝土轨枕主体的机械性能下降。

进一步地，所述的承轨台的宽度与轨枕主体在钢轨延伸方向宽度相同。

进一步地，所述的轨枕主体上表面设有承轨台，所述的承轨台上开设有扣件安装孔。

进一步地，所述的承轨台为钢制材料。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、结构简单，制备工艺相比于传统的轨枕仅在轨枕本体中增加了沿纵向与横向交错排列而构成的正方体块耗能部件，制备工艺简单，成本较复合层型轨枕明显降低。

2、该结构中振动能量依次由钢轨通过承轨台传递至轨枕中，轨枕中耗能部件的质量块及弹性块产生内部摩擦和相互错动，使得大量的能量在此过程中转变为热能而耗散掉，从而明显的降低了振动所辐射的噪声能量。

3、周期性交错排布的质量块和弹性块组成的魔方型结构，其阻尼面积远大于钢轨与承轨台间的接触面积，使得阻尼应力和阻尼力矩显著增加，耗能作用加强。

附图说明

图1为本发明中减振轨枕的结构示意图；

图2为本发明中耗能部件的结构示意图。

图中：1、轨枕主体，2、承轨台，3、耗能部件，31、质量块，32、弹性块，4、扣件安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

一种利用周期性结构耗能的减振轨枕，包括轨枕主体1、承轨台2和耗能部件3，参见图1，承轨台2对称的设于轨枕主体1上表面与钢轨相匹配的位置，承轨台2上开设有扣件安装孔4，耗能部件3设于轨枕主体1内部，所述的耗能部件3外层包覆有橡胶层。所述的质量块31为正方体铁块，质量块32为正方体弹性橡胶块。耗能部件3的几何中心与轨枕主体1的几何中心重合。耗能部件3的棱边长度为轨枕主体1在钢轨延伸方向宽度的40％～80％。轨枕主体1由掺入橡胶颗粒的混凝土制成。混凝土中橡胶颗粒的粒径范围为0.1mm到40mm，承轨台2的宽度与轨枕主体1在钢轨延伸方向宽度相同，承轨台2为钢制材料。

在减振轨枕的制备及安装过程中，首先将质量块31及弹性块32沿纵向与横向交错排列成一层，通过多层的堆叠构成一个正方体块，排布时需保证任意质量块31与弹性块32不相邻，参见图2，再采用胶黏的方法将每个质量块31和弹性块32相互连接，之后再在耗能部件3表面涂覆一层橡胶层，待橡胶层干燥后将耗能部件3放置到轨枕模具的中央，将添加有橡胶颗粒的混凝土加入都模具中，完成轨枕主体1的制备，并在轨枕主体1上表面与钢轨相匹配的位置放置承轨台2，并在承轨台2上开设扣件安装孔4。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种利用周期性结构耗能的减振轨枕，包括轨枕主体(1)和耗能部件(3)，所述的耗能部件(3)设于轨枕主体(1)内部，所述的耗能部件(3)是由多个耗能块通过多层堆叠而构成的正方体块，所述的正方体块的每层均由多个耗能块组成，所述的耗能块包括质量块(31)和弹性块(32)，任意质量块(31)与弹性块(32)不相邻。与现有技术相比，本发明具有制备工艺简单、成本低和减振性能优异等优点。

技术研发人员：金浩;田清荣;周顺华;周瑜亮;余朔;周新
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2018.11.28
技术公布日：2019.04.09