Устройство для снижения уровней вибрации и шума железнодорожного пути метрополитена

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ УРОВНЕЙ ВИБРАЦИИ И ШУМА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ МЕТРОПОЛИТЕНА(71) Заявитель МЕТМА малое научно-производственное предприятие(73) Патентообладатель МЕТМА малое научнопроизводственное предприятие(57) Устройство для снижения уровней вибрации и шума железнодорожного пути метрополитена, содержащее виброизолятор, выполненный в виде уложенной между основанием шпалы и бетонной постелью прокладки,образованной верхней и нижней пластинами, на каждой из которых по контуру и на поперечной оси расположены выступы разной высоты, а пластины обращены выступами друг к другу, отличающееся тем, что верхняя пластина снабжена отверстиями, а нижняя пластина - захватами, причем пластины соединены между собой путем приведения захватов и отверстий во взаимодействие. 3991 1 Изобретение относится к области метростроения и может быть использовано при сооружении виброизолированного верхнего строения железнодорожного пути метрополитена. Известны способы борьбы с вибрацией и шумом, который создают поезда метрополитена. Установлено,что сварка рельсовых плетей в бесстыковой путь позволяет уменьшить амплитуду колебаний на стыках в 2-4 раза 1. При этом не устраняются вибрации, обусловленные качеством пути, поверхности рельсов, состоянием поверхностей катания колес подвижного состава. Известен также метод демпфирования узла соединения рельсов с широко применяемыми в отечественном метростроении деревянными шпалами. Рельс опирается на металлическую подкладку, под которую ставят рифленые резиновые прокладки 2. Размах виброускорений уменьшается в этом случае вдвое. Наибольший эффект виброизоляции достигнут на относительно высокой частоте 250 Гц. Эта частота является для человека не самой опасной. Наиболее близким техническим решением является способ виброизоляции пути типовой конструкции на деревянных шпалах и бетонном основании, при котором перед укладкой на бетонное основание каждую шпалу помещают в виброизолятор - резиновую оболочку 3, 4. Наибольший эффект виброизоляции верхнего строения пути метрополитена и фундаментов зданий в ближней зоне получен при прохождении полугруженых и груженых поездов со скоростью 55 - 70 км/час, что соответствует режиму работы эксплуатируемых тоннелей. Натурные эксперименты показали необходимость применения такой конструкции виброизолятора, при которой он выполнен составным из нижнего, двух боковых и торцового элементов. Нижний элемент собирают из двух пластин, специальная форма внутренней поверхности которых обеспечивает необходимую эффективность виброизоляции пути действующего метрополитена. Однако при сооружении пути составная конструкция нижнего элемента проявляется как недостаток. Некоторое время он (элемент) оказывается подвешен без опоры. В таком положении шпалы заливают жидким бетоном. Затем бетон уплотняют с помощью вибраторов. Относительное смещение его составных частей при этом может привести к снижению эффективности и надежности элемента. Не исключено и попадание посторонних частиц в полость амортизатора. Применение мер по более надежному укреплению нижнего элемента на шпале ведет к неоправданному увеличению трудоемкости монтажных работ. В основу решаемой задачи положена необходимость снижения трудозатрат при сооружении виброизолированного верхнего строения железнодорожного пути метрополитена. Задача решается таким образом, что при сооружении верхнего строения железнодорожного пути на шпалу устанавливают устройство для снижения уровня вибраций и шума железнодорожного пути метрополитена. Оно содержит виброизолятор, который выполнен в виде уложенной между основанием шпалы и бетонной постелью прокладки, образованной верхней и нижней пластинами. На каждой пластине по контуру и на поперечной оси расположены выступы разной высоты. Пластины обращены выступами друг к другу. При этом верхняя пластина снабжена отверстиями, а нижняя пластина - захватами, а пластины соединены между собой приведением захватов и отверстий во взаимодействие. Сопоставление с прототипом показывает отличия заявляемого виброизолятора. Они заключаются в том,что внутри образованной выступами полости на нижней пластине установлены соединительные элементы захваты. На верхней пластине выполнены соответствующие отверстия. Под шпалу виброизолятор укладывают в особом конструктивном исполнении - в сцепленном состоянии. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию новизна. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение верхнего строения железнодорожного пути метрополитена на фиг. 2 - поперечное сечение А-А нижней прокладки на фиг. 3 сечение В-В нижней прокладки в собранном и соединенном состоянии. Работает устройство следующим образом. В шпаломонтажном цехе к деревянным шпалам 1 с помощью монтажных гвоздей 2 прикрепляются боковые 3 и торцовый 4 виброизоляторы. Вместо нижней прокладки 5 виброизолятора к основанию шпалы 1 прикрепляют временную прокладку 6 (на чертеже не показана). Она может быть изготовлена из материала шпалы, в частности из дерева. Затем рельсы и шпалы с виброизоляторами везут в тоннель метрополитена, собирают рельсо-шпальную решетку. Устанавливают железнодорожный путь в проектное положение и укладывают путевой бетон 7. Таким способом можно подготовить бетонную постель с поверхностью любого качества, вплоть до зеркального. После того, как бетон 7 затвердел, на место временных прокладок 6 устанавливают нижние прокладки 5 виброизолятора. Для этого шпалу извлекают из постели. Нижнюю прокладку предварительно собирают, соединяя пластины между собой с помощью вставленных в отверстия захватов 8. Поскольку высота захвата меньше толщины прокладки, наружные поверхности пластин после сборки образуют своды 9. К гладкому бетонному основанию обращен герметичный свод 9 нижней пластины. Под на 2 3991 1 грузкой края свода 9 плотно прилегают к ровному бетонному основанию 7. В результате между прокладкой 5 и шпалой 1, а также между прокладкой 5 и бетоном 7 возникают воздушные мостики, препятствующие распространению акустической волны, блуждающей в системе железнодорожного пути. В верхней пластине прокладки есть отверстия, через которые воздух может перетекать из внутренней полости прокладки в верхний свод. Такая конструкция обеспечивает дополнительные возможности для поглощения гармоник разных участков широкополосного акустического спектра. Проходящий поезд нагружает шпалу 1 и сжимает прокладку 5. Площадь опоры возрастает, воздушный мостик уменьшается, но возникает вакуумный объем,который тоже препятствует распространению в грунт акустических волн от поезда. Использование предложенных прокладок позволит снизить уровень вибраций фундаментов зданий, расположенных над тоннелями, до уровней, меньших предельно допускаемых Санитарными нормами уровней вибраций для жилых зданий в ночное время. Источники информации 1. Гладков А.А., Новиков Я.Н. Борьба с шумом на метро // Метрострой. - 1938,3. - С. 10-17. 2. Барабошин В.Ф. и др. Виброзащита верхнего строения пути // Метрострой. - 1980,3. - С. 19-21. 3. А.с. СССР 1684389 // Бюл. изобр. 1991,38. Устройство для снижения уровней вибраций и шума железнодорожного пути метрополитена. 4. Мрочек Г.А. Эффективность использования резиновых амортизаторов //Метрострой. - 1992,2. - С. 14-15. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.