阻尼钢轨应用

为了降低列车通过时轨道结构引起的噪声,荷兰在开发研究板式轨道时, 研制了轨头形状与UIC54 相似的SA42 型矮轨。由于这种钢轨矮胖,车辆通过时引起钢轨腹板的振动频率较低,提高了轨道结构的减振降噪效果。据国外资料表明,这种轨道结构的降噪效果为5 dB。日本的高架铁道采用了这种形式，测试结果表明，可降低噪声3~5dB。

通过对阻尼减振型钢轨的分析，选取高性能粘弹性阻尼橡胶ZN03，这种材料在较宽的温度、频率范围内具有较大的损耗因子。这种材料具有防油污、不燃烧等性能，且不易老化，使用寿命长等特点，具有双面黏性，敷设于结构表面十分方便。分三组实验，分别是1、研究不同阻尼厚度对阻尼钢轨减震降噪效果的影响;2、研究不同约束厚度对阻尼钢轨减震降噪的影响;3、研究不同的约束材料对阻尼钢轨减震降噪效果的影响。最后得出以下结论:(1)人耳对高频范围的噪声较敏感，而标准钢轨经过约束阻尼处理后，可以看到在1000~5000Hz的高频段的节点频率响应有较大的降低，说明经阻尼处理后阻尼钢轨具有良好的减震效果;(2)经过比较结构损失可知，减振型钢轨的阻尼损耗因子较标准钢轨的阻尼损耗因子有大幅提高，这说明阻尼钢轨减震结构的可行性;(3)经过比较阻尼钢轨，可以看出阻尼层厚度较厚(如图1)、约束层厚度较厚(如图2)以及约束层材质越硬其减震效果越好。

1、国外研究现状:

从轨道结构减振降噪来看，国外已尝试的减振降噪措施主要有l>采用减振型轨下基础(如有渣轨道采用弹性轨枕和道床弹性胶垫，无渣轨道采用弹性支承块，防振型轨道板等);2>采用减振型钢轨;3>采用减振型扣件;4>采用钢轨打磨技术。这些措施均己证明具有不同程度的减振降噪效果，适应环保要求。

阻尼钢轨方面，国外使用的阻尼钢轨有(1)金属一橡胶复合阻尼钢轨，对其研究主要集中在提高机械性能和使用寿命。(2)自适应(有源/半有源)阻尼钢轨，现在国际上高度重视其研究。(3)电/磁流变液阻尼钢轨，国际上主要用于列车的悬架系统和转向架统，对其研究已接近产业化。

2、国内研究现状:

从轨道结构减振降噪来看，国内使用的阻尼钢轨主要是金属一橡胶复合阻尼钢轨，对其研究主要集中在提高机械性能和使用寿命，国内已基本达到国外先进水平，但离轨道车辆的理想要求(全部是弹性传动和弹性连接)还有一定差距;在使用寿命方面和发达国家相比还存在较大差距;抗疲劳和抗老化能力都存在非常明显的差距。

阻尼钢轨方面，(1)国内对轨道交通减振用弹性结构材料的研究，在机械轻度方面，国内已经基本达到国外先进水平，但离轨道车辆的理想要求还有一定差距，使用寿命方面与发达国家相比还存在较大差距，抗疲劳，抗蠕变都存在明显差距; (2)在列车电磁流变液阻尼钢轨方面的研究才刚刚起步。