阻尼鋼軌應(yīng)用

為了降低列車通過時(shí)軌道結(jié)構(gòu)引起的噪聲,荷蘭在開發(fā)研究板式軌道時(shí), 研制了軌頭形狀與UIC54 相似的SA42 型矮軌。由于這種鋼軌矮胖,車輛通過時(shí)引起鋼軌腹板的振動(dòng)頻率較低,提高了軌道結(jié)構(gòu)的減振降噪效果。據(jù)國外資料表明,這種軌道結(jié)構(gòu)的降噪效果為5 dB。日本的高架鐵道采用了這種形式，測試結(jié)果表明，可降低噪聲3~5dB。

通過對(duì)阻尼減振型鋼軌的分析，選取高性能粘彈性阻尼橡膠ZN03，這種材料在較寬的溫度、頻率范圍內(nèi)具有較大的損耗因子。這種材料具有防油污、不燃燒等性能，且不易老化，使用壽命長等特點(diǎn)，具有雙面黏性，敷設(shè)于結(jié)構(gòu)表面十分方便。分三組實(shí)驗(yàn)，分別是1、研究不同阻尼厚度對(duì)阻尼鋼軌減震降噪效果的影響;2、研究不同約束厚度對(duì)阻尼鋼軌減震降噪的影響;3、研究不同的約束材料對(duì)阻尼鋼軌減震降噪效果的影響。最后得出以下結(jié)論:(1)人耳對(duì)高頻范圍的噪聲較敏感，而標(biāo)準(zhǔn)鋼軌經(jīng)過約束阻尼處理后，可以看到在1000~5000Hz的高頻段的節(jié)點(diǎn)頻率響應(yīng)有較大的降低，說明經(jīng)阻尼處理后阻尼鋼軌具有良好的減震效果;(2)經(jīng)過比較結(jié)構(gòu)損失可知，減振型鋼軌的阻尼損耗因子較標(biāo)準(zhǔn)鋼軌的阻尼損耗因子有大幅提高，這說明阻尼鋼軌減震結(jié)構(gòu)的可行性;(3)經(jīng)過比較阻尼鋼軌，可以看出阻尼層厚度較厚(如圖1)、約束層厚度較厚(如圖2)以及約束層材質(zhì)越硬其減震效果越好。

1、國外研究現(xiàn)狀:

從軌道結(jié)構(gòu)減振降噪來看，國外已嘗試的減振降噪措施主要有l(wèi)>采用減振型軌下基礎(chǔ)(如有渣軌道采用彈性軌枕和道床彈性膠墊，無渣軌道采用彈性支承塊，防振型軌道板等);2>采用減振型鋼軌;3>采用減振型扣件;4>采用鋼軌打磨技術(shù)。這些措施均己證明具有不同程度的減振降噪效果，適應(yīng)環(huán)保要求。

阻尼鋼軌方面，國外使用的阻尼鋼軌有(1)金屬一橡膠復(fù)合阻尼鋼軌，對(duì)其研究主要集中在提高機(jī)械性能和使用壽命。(2)自適應(yīng)(有源/半有源)阻尼鋼軌，現(xiàn)在國際上高度重視其研究。(3)電/磁流變液阻尼鋼軌，國際上主要用于列車的懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向架統(tǒng)，對(duì)其研究已接近產(chǎn)業(yè)化。

2、國內(nèi)研究現(xiàn)狀:

從軌道結(jié)構(gòu)減振降噪來看，國內(nèi)使用的阻尼鋼軌主要是金屬一橡膠復(fù)合阻尼鋼軌，對(duì)其研究主要集中在提高機(jī)械性能和使用壽命，國內(nèi)已基本達(dá)到國外先進(jìn)水平，但離軌道車輛的理想要求(全部是彈性傳動(dòng)和彈性連接)還有一定差距;在使用壽命方面和發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距;抗疲勞和抗老化能力都存在非常明顯的差距。

阻尼鋼軌方面，(1)國內(nèi)對(duì)軌道交通減振用彈性結(jié)構(gòu)材料的研究，在機(jī)械輕度方面，國內(nèi)已經(jīng)基本達(dá)到國外先進(jìn)水平，但離軌道車輛的理想要求還有一定差距，使用壽命方面與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距，抗疲勞，抗蠕變都存在明顯差距; (2)在列車電磁流變液阻尼鋼軌方面的研究才剛剛起步。