[发明专利]一种改良钢轨的吸振系统及改良吸振性能的方法

说明书

本发明涉及一种改良的钢轨吸振系统及改良吸振性能的方法，其中，所述系统包括钢轨以及在钢轨设置的多个扣件，其特征在于：在扣件之间的钢轨上设置有共振单元，各相邻共振单元之间的间距失谐。本发明的吸振系统及方法通过引入间距失谐，使共振单元随机失谐排列的这种钢轨动力共振单元的布置方式较传统的周期性布置动力共振单元的方式吸振效果更好。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其是轨道振动领域，具体涉及一种改良钢轨吸振系统及改良吸振性能的方法。

背景技术

轮轨相互作用产生的振动一直是轨道工程领域迫切需要解决的问题之一。轨道振动的传播主要有两个方向:一是较低频率的振动能量沿垂向由扣件、道床、路基或者是桥梁、桥墩、桩基再或者是隧道壁等向环境土体传播，从而影响周围的建筑、厂房设备等设施;二是由于钢轨本身阻尼有限，较高频率的振动能量沿钢轨纵向传播。这些振动能量一方面会引发钢轨伤损如波磨等病害，另一方面会向钢轨周围辐射声波产生严重的噪声污染。钢轨波磨问题会严重影响轨道结构的使用寿命以及列车的行车安全；钢轨辐射噪声在约500-2000Hz的频段占主导，这正是在沿钢轨纵向传播的振动能量频率范围，剧烈的振动引起的噪声会严重污染环境，影响沿线居民的身心健康。

目前列车引起的环境振动问题，尤其是在地铁方面，越来越受到重视，现代铁路普遍采用降低轨下垫板刚度和采用刚度较低的轨下结构如隔振垫和浮置板等隔振措施来阻隔振动的垂向传播。但传统的钢轨动力共振单元在低频处的减振效果不理想，因此有学者基于周期结构振动带隙理论（弹性波在周期结构中传播时会形成弹性波带隙，带隙中的波迅速衰减以致无法传播），由于轨道结构本身可以看成是沿着钢轨纵向的周期性结构，其本身具有带隙特性，通过在钢轨上周期性附加质量-弹簧共振单元即动力共振单元的形式，用于调节钢轨的带隙特性，拓宽带隙宽度，实现更宽频的减振，但这种方式仅能通过调节带隙的宽度实现更宽频的减振，在实际工程中的减振效果并不理想，因此需要提出一种更好的钢轨动力共振单元的方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种解决上述问题的钢轨吸振系统及方法。具体而言本发明提供一种改良的钢轨吸振系统，其中，所述系统包括钢轨以及在钢轨设置的多个扣件，其特征在于：在扣件之间的钢轨上设置有共振单元，各相邻共振单元之间的间距随机失谐。

进一步地，其特征在于：所述各相邻共振单元的间距在扣件间距基础上随机偏差一定距离，所述偏差的距离在一预定失谐范围内。

进一步地，其特征在于：不同的扣件间距对应的失谐度见下表: