本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道交通用钢轨吸振装置。提出的一种轨道交通用钢轨吸振装置包括有弹性体（2）、质量块（5）和弹性固定夹（3）；质量块（5）与钢轨（1）的轨腰之间具有空腔；钢轨吸振装置还设置有刚性约束层（9），刚性约束层（9）至少位于弹性体上端面与弹性固定夹之间，使弹性固定夹通过刚性约束层夹紧所述的弹性体，分散弹性体上端、侧面所受的压力，降低弹性体的应力，利于发挥弹性体弹性，减少弹性体在垂向方向的变形，降低对质量块的约束，增加弹性体在横向方向的振动。本发明有效控制了轮轨冲击，降低了钢轨波磨产生，减低了振动噪声污染，提升了行车安全性，降低了轨道运营维护成本。
1.一种轨道交通用钢轨吸振装置，所述的钢轨吸振装置包括有弹性体（2）、质量块（5）和弹性固定夹（3）；所述的弹性体（2）设置在每一根钢轨（1）的两侧并沿钢轨（1）的纵向布置，所述的弹性体与钢轨接触面（4）的轮廓与钢轨（1）外表面一致；所述的弹性体（2）通过设置在其外侧的弹性固定夹（3）与所述钢轨（1）的外表面紧密贴合；所述的质量块（5）镶嵌在所述的弹性体（2）内，并沿弹性体（2）的纵向设置；其特征在于：所述的质量块（5）与钢轨（1）的轨腰之间具有空腔，用以降低弹性体与钢轨接触面积、减少弹性体在垂直钢轨方向上的横向刚度，降低弹性体在垂直钢轨方向上对质量块的约束，使质量块在受到激励时，产生低阶垂直钢轨方向的振动，即横向振动；所述的钢轨吸振装置还设置有刚性约束层（9），所述的刚性约束层（9）至少位于弹性体上端面与弹性固定夹之间，使弹性固定夹通过刚性约束层夹紧所述的弹性体，刚性约束层限制了质量块在竖直方向的振动，有利于横向振动的发挥，可在较低频段激发质量块横向振动，提高钢轨吸振装置在低频段将钢轨振动转移为自身质量块振动的能量，缓解200-900Hz范围内钢轨波磨情况，同时刚性约束层分散弹性体上端面所受的压力，降低弹性体的应力。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于：所述弹性体（2）与钢轨轨腰的结合面上具有沿钢轨铺设方向设置的凹槽Ⅰ（8），所述的凹槽Ⅰ（8）与钢轨轨腰之间形成所述的空腔。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于：所述的凹槽Ⅰ（8）为通槽。
4.根据权利要求2所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于：所述的凹槽Ⅰ（8）为一端封闭，一端开口的结构。
5.根据权利要求2所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于：所述的凹槽Ⅰ（8）内具有凸起，且所述的凸起与钢轨轨腰接触。
6.根据权利要求2所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于：所述的凹槽Ⅰ（8）内具有多个盲孔。
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于：所述弹性体（2）的外侧面上具有沿钢轨铺设方向设置的凹槽Ⅱ（11）。
8.根据权利要求1所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于：所述的弹性体（2）具有沿钢轨铺设方向设置的通孔，且所述的通孔位于质量块（5）与钢轨轨腰之间，所述的通孔形成所述的空腔。
9.根据权利要求1所述的一种轨道交通用钢轨吸振装置，其特征在于所述的刚性约束层（9）位于弹性体（2）的上端面与弹性固定夹（3）之间。
一种轨道交通用钢轨吸振装置
技术领域
[0001] 本发明属于轨道交通技术领域,具体涉及一种轨道交通用钢轨吸振装置。
背景技术
[0002] 轨道交通具有速度快、运量大、成本低、舒适安全和对空气污染小等优点，轨道与行车安全是确保列车长期正常运营的关键因素。
[0003] 目前国内轨道交通线路上随着列车长时间运行，钢轨与车轮之间的滚动接触冲击激励产生的车轮及钢轨振动及噪声辐射造成了不可忽视的环境污染，严重影响乘车舒适度；轮轨冲击激励及轨道不平顺特性等使得钢轨与车轮产生不稳定的不同水平振动从而使轮轨表面形成波浪型磨损（简称钢轨波磨）持续发展，这种钢轨波浪形磨损更加加重了钢轨表面不平顺作用于车轮，加剧了车轮和钢轨之间的轮轨动态滚动接触冲击力及轮轨振动水平，进而加速波浪形磨损的发展，同时使噪声和振动对环境的污染更加严重。其问题主要表现文一下几点：
[0004] （1）对环境的振动噪声污染日益严重
[0005] 钢轨波磨加剧车轮和钢轨之间的撞击，巨大的冲击产生的噪声和振动不仅大大降低乘车舒适性，对周边建筑造成的振动辐射是十分明显的。随着城市化进程的不断推进，越来越多的轨道交通线路经过各种敏感区域（如医院、学校、机关、居民区），因列车运行所引起的振动和噪声污染问题必须解决。
[0006] （2）钢轨表面波浪形磨损对行车安全的隐患
[0007] 轨道交通对列车运行条件要求十分苛刻，钢轨表面严重的不平顺使高速行驶的车轮不能很好的贴合钢轨，存在安全隐患。轨道波磨造成钢轨、车辆振动加剧，造成钢轨安全扣压件损坏（弹条断裂）以及机车车辆零部件换修率较高，提高车辆维护费用。线路上还经常因轨道波磨造成运输中断，扰乱运行计划，带来不必要的经济损失。
[0008] （3）轨道维护成本上升
[0009] 波磨造成钢轨表面的不平顺,引起轮轨作用力急剧增大,促使轨道和机车车辆相关部件伤损的产生和发展,从而增加维修费用；由于列车通过波磨地段时引起轨道剧烈振动致使道碴粉化速率加快,道床翻浆泥,轨道扣件松动,螺纹道钉,轨枕空吊,胶垫损坏等；仅考虑轨道线路改造，每百公里维护成本约1-1.5亿元。
[0010] 为控制钢轨振动、噪声以及不良轮轨冲击造成的影响，工程人员研发的多种减振吸振产品，其中轨腰动力吸振器是比较常见，其利用质量块与弹性体粘接后紧贴在钢轨两侧表面，如专利 CN201120437186.9中公开的钢轨动力吸振器，此类产品具有一定的减振降噪效果。但在工程应用中发现，此类产品质量块与弹性体粘接而成，粘接面暴露在外部环境中，粘接面首环境老化影响严重，易造成粘接效果下降，直接影响减振降噪效果。研究表面，钢轨波磨产生的主要原因是低频横向振动激励，为了使吸振器充分起到控制钢轨波磨的作用，吸振器质量块必须的同样频段内具有低阶横向模态才能取得较好效果。而该类结构中钢轨两侧轨腰部分完全被弹性体包裹，为了实现吸振效果，产品密贴于钢轨表面并具有一定夹紧力，这使的在垂直钢轨轨腰方向上弹性体刚度较大，对质量块产生较大约束，质量块受激励时难以产生低阶垂直钢轨方向的振动，即横向振动，其控制钢轨横向振动、降低轮轨冲击、控制波浪形磨损的效果大打折扣。
发明内容
[0011] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种轨道交通用钢轨吸振装置。
[0012] 为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0013] 一种轨道交通用钢轨吸振装置，所述的钢轨吸振装置包括有弹性体、质量块和弹性固定夹；所述的弹性体设置在每一根钢轨的两侧并沿钢轨的纵向布置，所述的弹性体与钢轨接触面的轮廓与钢轨外表面一致；所述的弹性体通过设置在其外侧的弹性固定夹与所述钢轨的外表面紧密贴合；所述的质量块镶嵌在所述的弹性体内，并沿弹性体的纵向设置；所述的质量块与钢轨的轨腰之间具有空腔，用以降低弹性体与钢轨接触面积、减少弹性体在垂直钢轨方向上的横向刚度，降低弹性体在垂直钢轨方向上对质量块的约束，使质量块在受到激励时，产生低阶垂直钢轨方向的振动，即横向振动；所述的钢轨吸振装置还设置有刚性约束层，所述的刚性约束层至少位于弹性体上端面与弹性固定夹之间，使弹性固定夹通过刚性约束层夹紧所述的弹性体，刚性约束层限制了质量块在竖直方向的振动，有利于横向振动的发挥，可在较低频段激发质量块横向振动，提高吸振装置在低频段将钢轨振动转移为自身质量块振动的能量，缓解200-900Hz范围内钢轨波磨情况，同时刚性约束层分散弹性体上端、侧面所受的压力，降低弹性体的应力。
[0014] 所述弹性体与钢轨轨腰的结合面上具有沿钢轨铺设方向设置的凹槽Ⅰ，所述的凹槽Ⅰ与钢轨轨腰之间形成所述的空腔。
[0015] 所述的凹槽Ⅰ为通槽。
[0016] 所述的凹槽Ⅰ为一端封闭，一端开口的结构。
[0017] 所述的凹槽Ⅰ内具有凸起，且所述的凸起与钢轨轨腰接触。
[0018] 所述的凹槽Ⅰ内具有多个盲孔。
[0019] 所述弹性体的外侧面上具有沿钢轨铺设方向设置的凹槽Ⅱ。
[0020] 所述的弹性体具有沿钢轨铺设方向设置的通孔，且所述的通孔位于质量块与钢轨轨腰之间，所述的通孔形成所述的空腔。
[0021] 所述的刚性约束层位于弹性体与弹性固定夹之间。
[0022] 所述的刚性约束层位于弹性体的上端面与弹性固定夹之间。
[0023] 本发明提出的一种轨道交通用钢轨吸振装置，在质量块与钢轨的轨腰之间设计空腔，降低了弹性体与钢轨的接触面积，在发生外界激励时，弹性体在横向更容易发生变形，刚度更低，对质量块的约束更低，可以在较低频段激发质量块横向振动，提高了吸振器在低频段将钢轨振动转移为自身质量块振动的能量，缓解200-900Hz范围内钢轨的波磨情况。刚性约束层限制了质量块在竖直方向的振动，有利于横向振动的发挥，更好的达到该设计的目的，即产生低频横向振动控制钢轨波磨产生和发展，同时减低振动噪声污染，提升了行车安全性，降低了轨道运营维护成本。
附图说明
[0024] 图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0025] 图2为本发明中弹性体的结构示意图。
[0026] 图3为图2的A-A剖视图。
[0027] 图4、图5、图6、图7、图8为本发明中凹槽的结构示意图。
[0028] 图9为本发明实施例2的结构示意图。
[0029] 图10为本发明实施例3的结构示意图。
[0030] 图中：1、钢轨，2、弹性体，3、弹性固定夹，4、弹性体与钢轨接触面，5、质量块，6、外侧面，7、弹性体上表面，8、凹槽Ⅰ，9、刚性约束层，10、约束层，11、凹槽Ⅱ。
具体实施方式
[0031] 结合附图和具体实施例对本发明加以说明：
[0032] 如图1所示，一种轨道交通用钢轨吸振装置，所述的钢轨吸振装置包括有弹性体2、质量块5和弹性固定夹3；所述的弹性体2设置在每一根钢轨1的两侧并沿钢轨1的纵向布置，所述的弹性体与钢轨接触面4的轮廓与钢轨1外表面一致；所述的弹性体2通过设置在其外侧的弹性固定夹3与所述钢轨1的外表面紧密贴合；结合图2、图3，所述的质量块5镶嵌在所述的弹性体2内，并沿弹性体2的纵向设置；所述的质量块5与钢轨1的轨腰之间具有空腔，该实施例中，所述的空腔由所述弹性体与钢轨轨腰的结合面上沿钢轨铺设方向设置的凹槽Ⅰ8和钢轨轨腰之间形成，降低了弹性体与钢轨接触面积、减轻了弹性体在横向方向上的质量，从而减少了弹性体在横向方向上的刚度，使质量块在受到激励时，产生低阶垂直钢轨方向的振动，即横向振动；结合图4，所述的凹槽Ⅰ为通槽；如图5所示，所述的凹槽Ⅰ还可为一端封闭，一端开口的结构；所述的钢轨吸振装置还设置有刚性约束层9，所述的刚性约束层9至少位于弹性体上端面与弹性固定夹之间，使弹性固定夹通过刚性约束层夹紧所述的弹性体，减少弹性体在垂向方向的变形，降低对质量块的约束，增加弹性体在横向方向的振动，可在较低频段激发质量块横向振动，提高吸振装置在低频段将钢轨振动转移为自身质量块振动的能量，缓解200-900Hz范围内钢轨波磨情况。
[0033] 如图6、图7所示，所述的凹槽Ⅰ8具有凸起，且所述的凸起与钢轨轨腰接触，所述的凸起为圆形或方形或其它形状。
[0034] 如图8所示，所述的凹槽Ⅰ8内具有多个盲孔。
[0035] 如图9所示，给出本发明实施例2的结构示意图。该实施例的主体结构同实施例1，该实施例中，所述的弹性体2具有沿钢轨铺设方向设置的通孔，且所述的通孔位于质量块5与钢轨轨腰之间，所述的通孔形成所述的空腔。
[0036] 如图10所示，给出本发明实施例3的结构示意图。该实施例的主体结构同实施例1，该实施例中，所述的刚性约束层9位于弹性体2与弹性固定夹3之间，从弹性体的上端、侧面分别分散弹性体的应力；为了充分降低刚性约束层对质量块5在横向（即垂直钢轨腰部方向）的约束，使质量块5在横向更容易发生振动，所述弹性体2的外侧面上具有沿钢轨铺设方向设置的凹槽Ⅱ11。
