政策解讀:近幾年,軌道交通發(fā)展越來越多樣化,城市輕軌與地鐵呈爆炸式的增長,以及軌道布局越來越接近城市居民,軌道交通對城市生產(chǎn)、環(huán)境帶來的振動和噪聲污染也越來越多,為改善城市軌道交通沿線舒適度,減振降噪系統(tǒng)將得到更多的應(yīng)用,行業(yè)將面臨新的市場機(jī)遇。
列車運行過程中,由于車輪與軌道之間的相互作用而產(chǎn)生振動,振動又通過下部結(jié)構(gòu)傳播至土壤,從而對沿線鄰近建筑物內(nèi)居民的正常生活和工作產(chǎn)生影響,還會影響精密儀器、儀表的正常使用。從目前行業(yè)來看,軌道交通噪聲控制以路徑控制為主,振動控制以振源控制為主,輔以傳插路徑和受振體控制。
根據(jù)環(huán)保部2013年發(fā)布的國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境噪聲與振動控制工程技術(shù)導(dǎo)則》(HJ2034-2013),高鐵列車運行的噪聲污染源的強(qiáng)度大約為130-140dB,大部分地鐵、輕軌列車運行的聲污染源的強(qiáng)度大約為90-100dB。
所以在軌道交通中,軌道減震系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用,它能夠有效減少列車運行時產(chǎn)生的振動和噪音,提高乘坐的舒適性和安全性,同時也能降低對周邊環(huán)境的影響。軌道減震系統(tǒng)一般主要由以下幾個部件組成:
一、彈性扣件
彈性扣件是軌道減震系統(tǒng)的重要組成部分,它包括扣件彈條、橡膠墊板和絕緣軌距塊等??奂棗l提供扣壓力,將鋼軌牢固地固定在軌枕上,同時在列車通過時能夠產(chǎn)生一定的彈性變形,起到緩沖作用。墊板放置在鋼軌與軌枕之間,具有良好的彈性和減震性能,能夠吸收列車運行時產(chǎn)生的沖擊能量。絕緣軌距塊則保持鋼軌之間的軌距,同時也能起到一定的減震效果。
傳統(tǒng)是用橡膠材料和聚氨酯材料,但研究發(fā)現(xiàn),在長期使用過程中,橡膠容易出現(xiàn)老化、開裂等問題,導(dǎo)致減震和隔振性能逐漸下降,壽命短變成一大隱性危險問題。聚氨酯材料雖然在一定程度上具有較好的力學(xué)性能,但抗疲勞性能欠佳,經(jīng)過一段時間的使用后,可能會出現(xiàn)性能衰減,影響軌道交通的運行平穩(wěn)性和安全性。此外,傳統(tǒng)材料的耐水、耐油性以及耐酸堿鹽腐蝕性也有待提高,這使得它們在復(fù)雜的環(huán)境條件下容易受損,縮短了使用壽命。
國內(nèi)軌道交通研究機(jī)構(gòu)攜手了ACF實驗室,在這里,研究ACF 人工軟骨材料在研究軌道減震系統(tǒng)應(yīng)用升級。ACF 人工軟骨材料是一種具有獨特的毛刷分子結(jié)構(gòu)設(shè)計的新型超材料,能夠吸收最高達(dá)97.1 % 的沖擊能量。研究發(fā)現(xiàn),其制成的扣件墊板在減震、隔振性能方面表現(xiàn)極為優(yōu)異,在承受壓縮應(yīng)力載荷時傳遞平穩(wěn),確保列車運行的平穩(wěn)性。同時,ACF 材料抗疲勞性能卓越,經(jīng)過 500 萬次力學(xué)性能無衰減,大大延長了彈性扣件的使用壽命。很好的能夠代替橡膠材料和聚氨酯材料制成的彈性扣件。
二、軌枕墊
軌枕墊安裝在軌枕底部與道床之間,通常由彈性材料制成。它的主要作用是吸收列車通過時軌枕傳遞下來的振動能量,降低對道床和下部基礎(chǔ)的沖擊。ACF 人工軟骨材料制成的軌枕墊,永久變形率低,在長期使用過程中能夠保持良好的形狀和性能。而且其耐水、耐油性好,耐酸堿鹽腐蝕性強(qiáng),能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境條件,確保軌道減震系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
三、道床減震墊
道床減震墊鋪設(shè)在道床與下部結(jié)構(gòu)之間,一般由橡膠、聚氨酯等彈性材料制成。它能夠進(jìn)一步減少軌道振動向周圍環(huán)境的傳遞,降低對周邊建筑物和居民的影響。ACF 人工軟骨材料在這方面同樣更有優(yōu)勢,其優(yōu)異的減震隔振性能,能夠為道床減震墊提供更好的減震效果。而且 ACF 材料的阻燃性達(dá)到 UL94 V0 級別,提高了軌道交通的安全性。
四、浮置板隔振墊
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隔振器:隔振器安裝在浮置板與基礎(chǔ)之間,通過彈性元件將浮置板與基礎(chǔ)隔離開來,減少振動的傳遞。常見的隔振器有橡膠隔振器、鋼彈簧隔振器等。ACF 人工軟骨材料制成的隔振器,能夠更好地發(fā)揮其減震隔振性能,吸收更多的沖擊能量。
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浮置板:浮置板一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),上面鋪設(shè)鋼軌。通過隔振墊與下部基礎(chǔ)隔離,實現(xiàn)良好的減震效果。ACF 材料的應(yīng)用,能夠提高浮置板的耐久性和穩(wěn)定性,延長其使用壽命。
權(quán)威實驗室報告:ACF 材料還具有良好的耐水、耐油性和耐酸堿鹽腐蝕性,能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境條件在常溫遮光條件下,ACF 材料的壽命可達(dá) 60 年,為軌道交通的升級和可持續(xù)發(fā)展奠定了新質(zhì)生產(chǎn)力的科學(xué)基礎(chǔ)。