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浮置式軌道作為一種高等減振技術(shù)，其基本原理是將道床板置于隔振器上，使得軌道結(jié)構(gòu)與隔振器組成一振動(dòng)頻率較低的質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)。根據(jù)隔振原理，只有當(dāng)激振頻率與系統(tǒng)自振頻率之比η大于1.414時(shí)，力的傳遞率Tf才會(huì)小于1，從而實(shí)現(xiàn)隔振。因此，對(duì)減振浮置軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究時(shí)，在滿足正常運(yùn)營的前提下，應(yīng)盡量降低系統(tǒng)的自振頻率才能達(dá)到減振目的。
目前，較為成熟的浮置式軌道結(jié)構(gòu)有鋼彈簧浮置板軌道、隔離式減振墊軌道和梯形軌枕軌道。它們?cè)谑┕すに嚒p振性能等方面有所不同，其中，為適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、機(jī)械化快速施工，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆鋼彈簧浮置板正逐漸被經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的新型預(yù)制鋼彈簧浮置板取代。
現(xiàn)澆鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)斷面復(fù)雜，主要由浮置板、彈簧隔振器、定位裝置等組成。施工方法主要有人工散鋪法和預(yù)制鋼筋籠法，施工速度較慢。因其重量大，減振效果好，在城市區(qū)域內(nèi)的振動(dòng)噪聲敏感區(qū)段能夠有效降低地鐵運(yùn)營對(duì)周圍環(huán)境的不利影響。其寬度一般在3.1m左右，板下采用間隔式支承，一般支承間距在1.2～1.8m范圍內(nèi)。
隔離式減振墊軌道利用了浮置式軌道結(jié)構(gòu)的一般減振原理，其特點(diǎn)是在軌道板下采用了整體連續(xù)的橡膠墊面支承，其支承剛度一般為0.01N/mm左右。為減少接頭數(shù)量，可在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)適當(dāng)增加減振墊的長度。同時(shí)，其軌道板的外形尺寸可與隧道或橋梁斷面相配合，以獲得較大質(zhì)量，從而減低系統(tǒng)的自振頻率，提高減振性能。就目前來講，隔離式減振墊在我國應(yīng)用還較少，效果暫時(shí)還不確定。
梯形軌枕軌道是一種源于日本的輕型浮置式軌道，在我國已用于高架橋的減振。在縱向軌枕的型式下，左右預(yù)應(yīng)力混凝土枕梁間等距加設(shè)鋼管橫梁，形成梯子式樣的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式利用減振材料等間隔支承結(jié)構(gòu)，使其浮于混凝土整體道床之上，構(gòu)成了質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)，這不但保留了復(fù)合軌道的高剛性的特點(diǎn)，還給軌道結(jié)構(gòu)帶來了充分的彈性。這種軌道設(shè)計(jì)可以降低結(jié)構(gòu)振動(dòng)，是一種低噪聲、低振動(dòng)的軌道結(jié)構(gòu)。其縱向軌枕長度常為6.15m，理論上對(duì)長度沒有限制。間隔為2.5m的橫向連接桿采用直徑80mm、壁厚9mm的鋼管。由于梯形軌枕軌道自重較輕，該結(jié)構(gòu)板下支承材料的靜剛度一般為每延米15kN/mm以上。
預(yù)制鋼彈簧浮置板因其施工工藝簡單、施工工序少、不同施工現(xiàn)場適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用背景。在總結(jié)以往鋼彈簧浮置板軌道的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用快速施工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)浮置板軌道標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)、工廠化制作和機(jī)械化鋪設(shè)。這有利于提高施工速度和軌道施工質(zhì)量，改善施工工作環(huán)境，降低工人的勞作強(qiáng)度，節(jié)約工程投入。預(yù)制浮置板長按3.6～5.4 m設(shè)計(jì)，寬度2.7～2.9m。每塊板可設(shè)置6～8個(gè)彈簧隔振器，工廠預(yù)制生產(chǎn)時(shí)，按照安裝標(biāo)準(zhǔn)，將隔振器的外套筒預(yù)埋在預(yù)制板內(nèi)。為滿足減振要求，可設(shè)置凸臺(tái)，增加浮置板整體的重量，降低其自振頻率，以達(dá)到更好的減振效果。
為研究浮置式軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，可先對(duì)其進(jìn)行有限元建模，通過對(duì)采用不同參數(shù)的模型進(jìn)行振動(dòng)頻率有限元分析，以得到不同參數(shù)對(duì)其各自振動(dòng)特性的影響。模態(tài)提取是用來計(jì)算特征值和特征向量的計(jì)算技術(shù)。Blank Lanczos法可以應(yīng)用于大多數(shù)場合，在提取中型到大型計(jì)算模型中的部分振型時(shí)，這種方法很有效，且收斂更快。因此，杭州那泰有限元分析公司在對(duì)浮置式軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率提取時(shí)，采用Blank Lanczos法。
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