一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟制造技術

本實用新型專利技術公開了一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，所述活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟包括混凝土塊以及埋設在所述混凝土塊內部的活塞式顆粒阻尼元件；所述活塞式顆粒阻尼元件包括殼體，所述殼體內部設置有阻尼顆粒和金屬球；所述金屬球與所述混凝土塊之間經金屬絲連接固定。本實用新型專利技術的優點是，將活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟應用于軌道的過渡段，可有效地改善過渡段的動力特性，還可以有效地降低道砟傳遞到路基上的動載荷，降低路基沉降，使得列車高速通過過渡段時車輛與線路相互動力作用無明顯變化，不會加速線路狀態的惡化；此外本實用新型專利技術中的活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟不影響正常線路維護的搗固和清篩。

A piston type particle damping energy dissipation of ballast

【技術實現步驟摘要】
一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟
本技術屬于軌道交通
，具體涉及一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟。
技術介紹
進入二十一世紀以來我國的軌道交通領域發展飛速，尤其是高速鐵路的發展。在不斷地修建高速鐵路的過程中和為了滿足鐵路大提速的需求，鐵路線路過渡段問題（路基和橋梁的過度，路基和隧道的過度）開始凸顯出來，并得到施工和設計單位的不斷重視。對于過渡段問題處理的合適與否在一定程度上決定了高速鐵路的運營速度與旅客的舒適度。過渡段的主要問題表現在軌道的幾何不平順和剛度不平順。傳統的過渡段處理方法分路基處理方法和軌道處理方法。路基處理方法有：臺后填土的加筋土法、碎石類優質材料填筑、使用強度高，變形小的優質材料填筑（如低強度等級混凝土）。軌道處理方法有：在過渡段較軟一側增大軌道豎向剛度、過渡段較硬一側減小軌道豎向剛度、設置輔助軌提高軌道結構框架剛度。這些處理方法都有自己的適用情況以及缺點，例如路基處理方法會帶來運營過程中潛在的路基病害風險。同時在路橋過度段由于橋臺和路基之間施工的原因，過渡段路基無法充分壓實，導致過渡段更易發生沉降。而且我國的地質情況特殊沒有大量的優質路基填料也為傳統的處理方法帶來了困難。
技術實現思路
本技術的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，該活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟通過將活塞式顆粒阻尼元件埋設在道砟中，有效地提高了道砟的阻尼，從而達到改善過渡段的動力特性的目的。本技術目的實現由以下技術方案完成：一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，所述活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟包括混凝土塊以及埋設在所述混凝土塊內部的活塞式顆粒阻尼元件；所述活塞式顆粒阻尼元件包括殼體，所述殼體內部設置有阻尼顆粒和金屬球；所述金屬球與所述混凝土塊之間經金屬絲連接固定。所述金屬球的兩側分別固定連接有一根所述金屬絲，兩根所述金屬絲分別穿過所述殼體的兩個相對的側壁，并延伸至所述混凝土塊內部。所述金屬絲與所述混凝土塊內部固結的部分呈螺旋狀。所述殼體為六面體，其邊長在1.3~1.5cm之間。所述阻尼顆粒的材質為鎢粉、鉛粉、銅粉以及鐵粉中的任意一種或多種的組合；所述阻尼顆粒的粒徑為0.001~0.5mm；所述殼體內部所述阻尼顆粒的填充率在50~90%之間。所述阻尼顆粒的粒徑、所述阻尼顆粒的填充率以及所述阻尼顆粒的材質密度均與所述混凝土塊在工作過程中的振動幅度成正比。所述金屬球的直徑在4.5~5.5mm之間。所述混凝土塊為正四面體；所述混凝土塊的尖角處經過圓角處理。所述混凝土塊中水泥和砂的體積比為1:1，所述水泥是強度等級為52.5的硅酸鹽水泥。所述混凝土塊內部埋設有金屬骨架，所述殼體粘接在所述金屬骨架上。本技術的優點是，該活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟具有更大的阻尼、更好的減振效果；將該活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟應用于軌道的過渡段，可有效地改善過渡段的動力特性，還可以有效地降低道砟傳遞到路基上的動載荷，降低路基沉降，使得列車高速通過過渡段時車輛與線路相互動力作用無明顯變化，不會加速線路狀態的惡化；此外，該活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟不影響正常線路維護的搗固和清篩。附圖說明圖1為本技術中活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟的立體視圖；圖2為本技術中活塞式顆粒阻尼元件在混凝土塊中的分布示意圖；圖3為本技術中活塞式顆粒阻尼元件的結構示意圖；圖4為本技術中金屬骨架的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖通過實施例對本技術的特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：如圖1-4，圖中標記1-8分別為：活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1、混凝土塊2、活塞式顆粒阻尼元件3、殼體4、阻尼顆粒5、金屬球6、金屬絲7、金屬骨架8。實施例：如圖1、2所示，本實施例具體涉及一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1，該活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1包括混凝土塊2以及埋設在混凝土塊2內部的活塞式顆粒阻尼元件3。如圖1、2所示，本實施例的混凝土塊2為正四面體，其邊長為6cm；為了避免在使用過程中混凝土塊2的尖角處的混凝土破碎進而引起道砟的板結，需要對混凝土塊2的尖角處經過圓角處理；倒角處理過程中，對距離混凝土塊2尖角的尖端1cm區域內的混凝土進行圓角處理；處理后混凝土塊的各邊的直線長度為4cm；混凝土塊2中水泥和砂的體積比為1:1；混凝土塊2采用的水泥是強度等級為52.5的硅酸鹽水泥。如圖2、3所示，埋設在混凝土塊2內部的活塞式顆粒阻尼元件3主要用于吸收活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1在工作過程中的振動能量；活塞式顆粒阻尼元件3包括殼體4，殼體4內部設置有阻尼顆粒5和金屬球6；金屬球6與混凝土塊2之間經金屬絲7連接固定；在本實施例中，金屬球6的兩側分別固定連接有一根金屬絲7，兩根金屬絲7分別穿過殼體4的兩個相對的側壁，并延伸至混凝土塊2的混凝土內部固結，殼體4的側壁開設有供金屬絲7穿過的通孔。如圖1至3所示，活塞式顆粒阻尼元件3是一種被動振動控制技術；當活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1處于工作狀態時，活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1的振動通過混凝土塊2傳遞至活塞式顆粒阻尼元件3，使得活塞式顆粒阻尼元件3中的阻尼顆粒5發生振動；同時混凝土塊2通過金屬絲7牽拉活塞式顆粒阻尼元件3中的金屬球6，使得金屬球6產生振動；在金屬球6以及阻尼顆粒5的振動過程中，阻尼顆粒5會與金屬球6發生碰撞和摩擦，阻尼顆粒5之間也會發生碰撞和摩擦；碰撞和摩擦會消耗振動能量，將振動能量轉換成熱量，從而實現耗散振動能量的效果；將活塞式顆粒阻尼元件3埋設在混凝土塊2內部，可有效地增強本實施例的活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1的阻尼以及耗散振動能量的能力。如圖3所示，本實施例中，活塞式顆粒阻尼元件3的殼體4是由厚度為2mm的Q195薄鋼板制成的正六面體，其邊長在1.3~1.5cm之間；殼體4的薄鋼板拼接處采用以氰基丙烯酸乙酯為主要原料的金屬膠粘接而成。如圖1、3所示，本實施例中，阻尼顆粒5的材質為鎢粉、鉛粉、銅粉以及鐵粉中的任意一種或多種的組合，通過調節各種材質的阻尼顆粒5的比例，可以調節阻尼顆粒5的總體密度；阻尼顆粒5的粒徑為0.001mm至0.5mm；殼體4內部阻尼顆粒5的填充率在50%至90%之間；為了達到更好的減振效果，阻尼顆粒5的粒徑、殼體4中阻尼顆粒5的填充率以及阻尼顆粒5的材質密度均與活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟1在工作過程中的振動幅度成正比。如圖2、3所示，本實施例中，殼體4的側壁上供金屬絲7穿過的通孔的直徑為1mm；金屬絲7是直徑為0.3mm的細鐵絲，金屬絲7通過焊接的方式與金屬球6連接；金屬球6是直徑在4.5mm至5.5mm之間的小鐵球，金屬球6的直徑越大，其減振效果越好；為了便于生產，各金屬球6可采用直徑相同的小鐵球；金屬絲7的端部穿過殼體4延伸至混凝土塊2的混凝土內部，并與混凝土固結；在本實施例中金屬絲7與混凝土固結的部分呈螺旋狀，這使得金屬絲7與混凝土塊2之間的連接更加穩固，進而使得金屬絲7在振動過程中不會從混凝土塊2的混凝土中脫離。如圖2、4所示，本實施例中，混凝土塊2內部設置有金屬骨架8；金屬骨架8是由直徑為2mm的細鐵絲制成；金屬骨架8圍成的區域呈正四面體，在金屬骨架8的四角各粘接有一個活塞式顆粒阻尼元件3；在本實施例中，金屬骨架本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，其特征在于：所述活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟包括混凝土塊以及埋設在所述混凝土塊內部的活塞式顆粒阻尼元件；所述活塞式顆粒阻尼元件包括殼體，所述殼體內部設置有阻尼顆粒和金屬球；所述金屬球與所述混凝土塊之間經金屬絲連接固定。

【技術特征摘要】
1.一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，其特征在于：所述活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟包括混凝土塊以及埋設在所述混凝土塊內部的活塞式顆粒阻尼元件；所述活塞式顆粒阻尼元件包括殼體，所述殼體內部設置有阻尼顆粒和金屬球；所述金屬球與所述混凝土塊之間經金屬絲連接固定。2.根據權利要求1所述的一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，其特征在于：所述金屬球的兩側分別固定連接有一根所述金屬絲，兩根所述金屬絲分別穿過所述殼體的兩個相對的側壁，并延伸至所述混凝土塊內部。3.根據權利要求1或2所述的一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，其特征在于：所述金屬絲與所述混凝土塊內部固結的部分呈螺旋狀。4.根據權利要求1所述的一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，其特征在于：所述殼體為六面體，其邊長在1.3~1.5cm之間。5.根據權利要求1所述的一種活塞式顆粒阻尼耗能減振道砟，其特征在于：所述阻尼顆粒的材質為鎢粉、鉛粉、銅粉以及鐵粉中的任意一種或多...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮青松，李文濱，羅錕，雷曉燕，
申請(專利權)人：華東交通大學，
類型：新型
國別省市：江西,36