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1、钢弹簧浮置板减振轨道在城市地铁中的应用摘要:研究目的:钢弹簧浮置板减振道床近年来在国内城市地铁建设中得到了广泛的应用,由于地铁建设要求高、专业众多、工期紧迫,研究其减振性能及其与相关施工工序的科学衔接显得尤为必要。研究结论:相比别的减振方式,钢弹簧浮置板道床具有减振效果明显、少维修等优点,同时通过对各施工工序的科学安排,可弥补钢弹簧浮置板减振道床施工周期长的缺陷,进一步发挥其在城市轨道交通建设中特殊减振地段的重要作用。 关键词:地铁;钢弹簧浮置板;减振;施工 如何解决轨道交通中振动和噪声对环境的破坏和居民生活的影响,成为人们关注地铁建设的焦点,也
2、成为城市轨道交通建设能否可持续发展的关键之一。传统减振技术在减振降噪方面因减振效果有限,列车运行经过时产生的振动和噪声仍会直接影响到人们的生活和健康,对周围环境在一定程度上也造成了不良影响,因此在减振要求高的特殊地段传统减振技术显然已不再适用。正因如此,国内外对减振降噪问题的研究从未停止过,试图找到一种在减振降噪方面有突出效果的技术。经过多年的潜心研究,德国在减振隔振方面率先取得突破,他们在浮置板轨道结构研究与应用方面作了大量工作,相继开发了多种浮置板结构形式以及配套隔振支座和施工工艺。德国最先在科隆地铁中采用了浮置板轨道系统,并在1994年投入运营
3、的柏林地铁中采用了钢弹簧浮置板道床轨道结构。因钢弹簧浮置板道床减振效果明显,随即在日本、韩国、新加坡等国得到应用和推广。国内最先在北京地铁13号线得到应用,上海、广州等城市随后也相继采用。由于目前国内地铁采用的钢弹簧浮置板减振道床均为德国隔而固公司提供的技术与产品,造价较高,故仅限于有特殊减振降噪要求的地段,如音乐厅、歌剧院、医院、市政厅、会议中心、博物馆、实验室、居民区等周围地区。本文通过对比各种减振技术的减振效果,介绍钢弹簧浮置板减振轨道在减振降噪方面所独具的优势地位。同时通过北京地铁10号线一期工程中特殊减振地段钢弹簧浮置板减振轨道的成功实施,
4、在实践中摸索出工期紧迫的情况下施工方案灵活选用的实例及相关工序衔接处理的要点,有效地弥补了钢弹簧浮置板减振轨道施工周期长的缺陷,对今后城市地铁中类似工程施工的质量、进度控制具有重要的现实意义。1 工程概况北京地铁10号线一期工程为奥运配套工程,是一条先东西走向、后南北走向的半环线,它西起巴沟站,南至劲松站,全长49.2km。根据市政府“以人为本、创建和谐社会”的指示精神,经过方案比选及专家论证,决定全线除在一般地段采用普通整体道床线路及在减振要求相对较高的地段采用Ⅲ型轨道减振器外,在特殊减振地段采用钢弹簧浮置板减振轨道,全线共有钢弹簧浮置板减振道床线
5、路2.93km。公司承担施工的北京地铁10号线一期轨道铺设工程Ⅰ4合同段包含K0+050~K5+200段正线、出入段线及万柳车辆段。因正线线路穿越海淀妇幼保健院、北京卫星制造厂及中国空间技术研究院,故在K1+130~K1+250及K3+435~K3+655两地段设计为无枕式钢弹簧浮置板减振道床线路,轨道类型为60kg/m,采用DTVI2型扣件,长度共计0.68km。2 钢弹簧浮置板减振轨道简介2.1 工艺原理钢弹簧浮置板减振轨道是将具有一定质量和刚度的混凝土道床板浮置于钢弹簧隔振器上,距离基础垫层顶面30mm或40mm,构成质量-弹簧-隔振系统。隔振
6、器内放有螺旋钢弹簧和粘滞阻尼,钢弹簧隔振器内的粘滞阻尼使钢弹簧具有三维弹性,增加了系统的各向稳定性和安全性,且能抑制和吸收固体声。作用在钢轨上的力传递给浮置于钢弹簧隔振器上的道床板,道床板可以提供足够的惯性质量来抵消车辆产生的动荷载,只有静荷载和少量残余动荷载会通过弹性支承传递到基础垫层中去。道床板受力后,在惯性作用下将受到的力经过重新分配后传递给固定在基础垫层上的隔振器,再通过隔振器传递到基础垫层,在此过程中由隔振器进行调谐、滤波、吸收能量,达到隔振减振的目的。2.2 工艺特点钢弹簧浮置板减振道床工程内容多、工序复杂、施工周期长,现场施工通常采用预
7、铺的方式进行。施工时先浇筑基础垫层,再进行浮置板道床施工。通常采用工具轨及与浮置板断面形式相适应的钢轨支撑架调整线路几何尺寸,扣配件类型及标准与普通整体道床线路相同,轨道调整就位后道床混凝土采用现场泵送的方式进行浇筑。浮置板与基础垫层之间铺设聚乙烯隔离层,将基础垫层与浮置板隔开,以便于后期钢弹簧浮置板道床的顶升。顶升工作在浮置板混凝土浇筑完成28d后进行。为保证钢弹簧浮置板道床的整体性,每块板必须一次性浇注完毕,板与板之间通过剪力铰进行连接,板缝即为施工缝。2.3 道床断面型式钢弹簧浮置板减振道床的断面型式根据其所处工况的不同而有所区别:高架桥上的钢
8、弹簧浮置板道床断面如图1所示,盾构、矿山法等施工的隧道内道床断面如图2~图4所示。3 各种减振技术及性能比较
