CN109137635A - 一种双t交错式约束阻尼钢轨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双T交错式约束阻尼钢轨，包括钢轨本体、T型扩展层、T型约束层和阻尼填充层，其中：T型扩展层由与钢轨本体的轨腰及轨顶处的非工作面贴合的扩展层基层以及从扩展层基层向外延伸出的多个T型扩展槽组成；T型约束层包括设置于T型扩展层外围的约束层外层以及从约束层外层向轨腰延伸出的多个T型结构件，所述的T型扩展槽和T型结构件相互咬合交错布置；阻尼填充层填充于T型扩展层和T型约束层的空隙间。与现有技术相比，本发明通过构建T型互错式阻尼剪切结构，充分增加了与钢轨纵向切面平行的阻尼层的剪切面积，利用钢轨整体垂向变形加强了阻尼层的剪切效应，因此其减振降噪效果有了进一步的提升。

Description

一种双T交错式约束阻尼钢轨

技术领域

本发明涉及一种阻尼钢轨，尤其是涉及一种能充分利用钢轨垂向变形有效降低钢轨振动噪声的带T型扩展槽层与约束层的阻尼钢轨。

背景技术

近年来，随着城市经济的发展与人口的增加，为缓解城市客运压力，城市轨道交通的建设也在紧锣密鼓的展开。但由于城市土地资源紧张，随着轨道交通线网密度的增加，很多轨道交通线路不可避免地会穿越人们生活、办公区域。由轮轨振动引发的邻近建筑振动及辐射噪声会给沿线居民的生活和工作带来较大的困扰，严重时甚至会影响其身心健康。而剧烈的轮轨振动同时还会降低车内乘客的乘车舒适性。可见，采取有效措施妥善解决轮轨振动噪声污染是保持轨道交通与环境和谐发展的必由之路。

在钢轨非工作面添加约束阻尼结构形成阻尼钢轨是在振源处控制轮轨振动噪声的有效方法。阻尼钢轨具有施工便捷，设计、生产、安装周期较短，养护维修十分方便等优点，在新建线或既有线上均可使用。加之阻尼材料价格经济，可在轨道交通线路中大范围推广使用。

目前，既有阻尼钢轨均侧重于通过增加阻尼层的剪切面积来实现减振降噪性能的增强。但实际中，阻尼钢轨用于减振降噪所消耗的能量大小还取决于阻尼层应变幅值的大小。而钢轨在振动过程中沿其纵向的振动幅度远大于其横截面的形变幅度。因此，可研发一种新型阻尼钢轨，充分利用钢轨的垂向变形加大阻尼层的应变幅值，从而有效提高阻尼钢轨的减振降噪性能。

发明内容

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钢轨整体垂向变形加强阻尼层剪切效应，以提高其减振降噪性能的双T交错式约束阻尼钢轨。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双T交错式约束阻尼钢轨，包括：

钢轨本体，

T型扩展层，由与钢轨本体的轨腰及轨顶处的非工作面贴合的扩展层基层以及从扩展层基层向外延伸出的多个T型扩展槽组成，

T型约束层，包括设置于T型扩展层外围的约束层外层以及从约束层外层向轨腰延伸出的多个T型结构件，所述的T型扩展槽和T型结构件相互咬合交错布置，

阻尼填充层，填充于T型扩展层和T型约束层的空隙间。

扩展层基层与T型结构件的T型翼板、T型扩展槽的T型翼板与约束层外层、T型结构件的T型翼板与T型扩展槽的T型翼板构成三组阻尼剪切单元。这种双T交错的扩展层、约束层结构尽最大可能地增加了与钢轨纵向切面平行的阻尼填充层的面积，当钢轨振动发生垂向变形时，剪切单元中的阻尼填充层随之产生较大幅度的剪切变形，可有效消耗钢轨的振动能量。

优选地，多个T型扩展槽沿高度方向依次设置于轨腰处，每相邻的两个T型扩展槽之间布置有一个T型结构件。

优选地，所述的T型约束层还包括位于两个L型结构件，两个L型结构件分别位于最高处的T型扩展槽的上方和最低处的T型扩展槽的下方，并分别与最高处的T型扩展槽和最低处的T型扩展槽相互咬合交错布置。L型结构件与T型结构件的功能是相同的，因受轨头、轨底处空间限制而采用L型结构。

优选地，所述的T型扩展槽设有3～5个。

优选地，所述的T型扩展层、T型约束层和阻尼填充层沿钢轨本体长度方向连续或间隔设置。

优选地，所述的阻尼填充层选用高弹性阻尼体。如高阻尼聚氨酯材料。

优选地，T型扩展层和T型约束层采用铝材制成。比之于钢板等高硬度金属，铝材具有比重轻、耐腐蚀、易加工等优点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过构建T型互错式阻尼剪切结构，本发明充分增加了与钢轨纵向切面平行的阻尼层的剪切面积，利用钢轨整体垂向变形加强了阻尼层的剪切效应，因此其减振降噪效果有了进一步的提升。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1为钢轨本体，2为T型扩展层，21为扩展层基层，22为T型扩展槽，3为阻尼填充层，4为T型约束层，41为约束层外层，42为T型结构件，43为L型结构件，5为水平板，61为上翼板，62为下翼板。

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。

实施例1

一种双T交错式约束阻尼钢轨(其断面如图1所示)，包括钢轨本体1、T型扩展层2、T型约束层4和阻尼填充层3，其中：

T型扩展层2由与钢轨本体1的轨腰及轨顶处的非工作面贴合的扩展层基层21以及从扩展层基层21向外延伸出的多个T型扩展槽22组成；

T型约束层4包括设置于T型扩展层2外围的约束层外层41以及从约束层外层41向轨腰延伸出的多个T型结构件42，T型扩展槽22和T型结构件42相互咬合交错布置；

阻尼填充层3填充于T型扩展层2和T型约束层4的空隙间。

本实施例中，T型扩展层2的T型扩展槽22以及T型约束层4的T型结构件42的断面形状均呈横置的T型，均由水平板5及位于水平板5一端上下两侧的上翼板61和下翼板62组成，水平板5的另一端连接于扩展层基层21或约束层外层41上。

T型扩展槽22和T型结构件42相互咬合交错布置，某一T型扩展槽22(T型结构件42)的两个翼板位于与之相邻的两个T型结构件42(T型扩展槽22)的水平板5之间。本实施例中，上翼板61、下翼板62与上下水平板5之间的距离各为2mm。扩展层基层21、T型扩展槽22的翼板、T型结构件42的翼板、约束层外层41间的间距由阻尼填充层3的厚度决定，在本实施例中，阻尼填充层3的厚度设为6mm。

优选地，T型扩展槽22设有3～5个，本实施例中T型扩展槽22设有4个，4个T型扩展槽22沿高度方向依次设置于轨腰处，每相邻的两个T型扩展槽22之间布置有一个T型结构件42。本实施例中的T型约束层4还包括位于两个L型结构件43，两个L型结构件43分别位于最高处的T型扩展槽22的上方和最低处的T型扩展槽22的下方，并分别与最高处的T型扩展槽22和最低处的T型扩展槽22相互咬合交错布置。L型结构件43与T型结构件41的功能是相同的，因受轨头、轨底处空间限制而采用L型结构。

实际使用中，本实施例中的T型扩展层2、T型约束层4和阻尼填充层3沿钢轨本体1长度方向连续或间隔设置。

本实施例中的阻尼填充层3选用高弹性阻尼体，例如高阻尼聚氨酯材料。

本实施例中的T型扩展层2和T型约束层4采用铝材制成。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双T交错式约束阻尼钢轨，其特征在于，包括：

钢轨本体(1)，

T型扩展层(2)，由与钢轨本体(1)的轨腰及轨顶处的非工作面贴合的扩展层基层(21)以及从扩展层基层(21)向外延伸出的多个T型扩展槽(22)组成，

T型约束层(4)，包括设置于T型扩展层(2)外围的约束层外层(41)以及从约束层外层(41)向轨腰延伸出的多个T型结构件(42)，所述的T型扩展槽(22)和T型结构件(42)相互咬合交错布置，

阻尼填充层(3)，填充于T型扩展层(2)和T型约束层(4)的空隙间。

2.根据权利要求1所述的一种双T交错式约束阻尼钢轨，其特征在于，多个T型扩展槽(22)沿高度方向依次设置于轨腰处，每相邻的两个T型扩展槽(22)之间布置有一个T型结构件(42)。

3.根据权利要求2所述的一种双T交错式约束阻尼钢轨，其特征在于，所述的T型约束层(4)还包括位于两个L型结构件(43)，两个L型结构件(43)分别位于最高处的T型扩展槽(22)的上方和最低处的T型扩展槽(22)的下方，并分别与最高处的T型扩展槽(22)和最低处的T型扩展槽(22)相互咬合交错布置。

4.根据权利要求1～3任一所述的一种双T交错式约束阻尼钢轨，其特征在于，所述的T型扩展槽(22)设有3～5个。

5.根据权利要求1所述的一种双T交错式约束阻尼钢轨，其特征在于，所述的T型扩展层(2)、T型约束层(4)和阻尼填充层(3)沿钢轨本体(1)长度方向连续或间隔设置。

6.根据权利要求1所述的一种双T交错式约束阻尼钢轨，其特征在于，所述的阻尼填充层(3)选用高弹性阻尼体。

7.根据权利要求1所述的一种双T交错式约束阻尼钢轨，其特征在于，T型扩展层(2)和T型约束层(4)采用铝材制成。