[发明专利]一种轨道道床吸音减振装置

说明书

本发明公开了一种轨道道床吸音减振装置，包括吸音板和盖板。所述吸音减振装置和道床通过弹性垫连接，将列车运动时作用于道床系统上的振动能量通过所述弹性垫转移传递至所述吸音减振装置，并利用所述弹性垫的阻尼耗能以达到道床减振的效果，同时利用所述吸音板吸收线路噪声以实现降噪的目的。所述吸音板为平面状吸音板或曲面状吸音板，并设置有通孔，可以拓宽吸声频谱，吸收轨轮噪声中人耳敏感的中高段噪声。

技术领域

本发明涉及轨道交通减振降噪的技术领域，特别涉及一种铺设在轨道道床表面的吸音减振装置。

背景技术

高速铁路和城市轨道交通带给人们生活出行的极大方便，已经在全世界范围内得到广泛和快速的发展。列车普及以及提速带来的噪声污染和产生的振动也严重影响了周边的环境和人们的生活。

轨道交通车辆噪声源主要包括轨道结构辐射噪声、轨轮噪声、电机噪声、空调系统噪声和受电弓的电磁噪声。其中由轮轨耦合产生的轮轨噪声是最主要的噪声源，尤其是曲线段的轮轨噪声强度更高。而且在不同的行驶条件下，噪声频谱也有所区别。一般在刚启动或低速行驶条件下，车辆动力设备噪声为主要声源，其峰值频率一般在63～100Hz之间；当列车开始运行车速超过50～60km/h时，轮轨噪声为主要声源，一般速度越快，轮轨噪声越大，作用频率也越高，其峰值频率为600～800Hz之间。

噪声处理一般有三种方式，第一种方式为从声源处解决的方式。轮轨噪声的影响因素很多，如：钢轨类型、轨枕垫刚度、阻尼、轨枕类型、轨枕间距、钢轨波磨、列车速度、轴重及环境温度等，其中轨道系统对噪声影响最大，因此，通常采用降低轨道系统振动的方式降低噪声辐射。第二种为从声传播路径处解决的方式，如对车辆采取全封闭方式隔绝空气噪声传播路径、安装吸声结构减小声传播过程中的能量、提高车身结构截止频率改变声传播频宽。第三种为保护噪声接受者，如人员或精密设备佩戴封闭式头盔。但是一般情况下，由于轨道交通的大众性、开放性、安全性，第二种的密封车辆和第三种的佩戴封闭式头盔方式不可取，同时提高车身结构截止频率又有一定的难度。

因此在轨道交通领域，人们通常采用改善轮轨耦合振动和安装吸声结构的间接方式降低噪声和振动。吸声结构主要是利用了带孔吸声材料的吸声机理，材料的内部分布着大量的微小细孔，这些微小细孔之间具有一定的互通性。每一个微小细孔与其相对应的空气层组成的系统类似于亥姆霍兹共振器，带孔吸声材料的共振吸声结构可理解为许多亥姆霍兹共振器的并联。当声波进入小孔后便激发空腔内空气振动，如果声波频率与该结构共振频率相同时，腔内空气便发生共振，细孔孔隙处空气柱往复振动，速度、幅值达最大值，摩擦与阻尼也最大，此时，使声能转变为热能最多，即消耗声能最多，从而发挥高效吸声作用。其主要形式有两种，分别为穿孔吸声板和多孔吸声砖/板的形式，穿孔吸声板主要配合隔声结构，以吸隔声屏障的方式安装在高架线路上；多孔吸声砖/板则是采用陶粒、普通硅酸盐水泥和混凝土为原料，辅以聚酯纤维和减水剂等外加剂制作出的水泥基多孔状地铁轨道吸声板。该结构主要利用小粒径陶粒之间形成的微孔达到吸声的原理，该结构一般通过配料、搅拌、压模成型、养护拆模等阶段制作而成。该结构为块状结构，如道路路面的疏水多孔砖类似，在轨道系统中主要安装在轮轨间或者轮轨外侧。

以声屏障形式的穿孔吸声技术虽然间隙、吸声率、通孔等因素能够得到满足，但由于轮轨声源的能量主要集中于轨道之间，而非声屏障处，因此声屏障吸的声能量主要为噪声经车辆传递至声屏障处的噪声，而不能吸收轮轨噪声以减小传入车内的噪声的能量，因此其吸收的能量在总能量中占比较小。以陶粒、普通硅酸盐水泥和混凝土为原料的吸声板在制作过程中微孔不规律，间隙有大有小，吸声功能杂乱无规律，而且通孔率极其小，一旦有泥沙进入空隙则无法清理，从而大大降低吸声效率。同时该结构是在原有道床基础上进行安装的，因此容易造成道床高度超出钢轨顶面的可能性，导致在列车运营时带来一定的风险。

发明内容