高分子微孔弹性体在轨道交通减振领域的应用

发布时间：2013-05-07 12:01:20 编辑：wwxianlong

本文摘要： ——北京宝曼科技有限公司总经理毛旭东

——北京宝曼科技有限公司总经理毛旭东

我们公司主要是从事轨道交通减振领域的相关工作。2010年我们与世界上领先的弹性材料生产商奥迪了Getzner公司结成唯一战略合作伙伴，共同开拓市场。因为跨度比较大，所以想简单的花一点时间讲一下减振的原理：它通过减少轮轨冲击振动的能量输出来达到减振的效果。带来的好处一个是在我们轨道的沿线，包括我们今天提到的上盖物业，有一些敏感建筑，高档的音乐厅，可能需要这样的方式达到一个好的状态。基本的原理是通过缓冲来达到减振的目的，从工程化来讲自然要精密很多，要细节到量化，细节到长期性。比如说轨道我们承诺的50年可以始终保持这个性能，对于上盖物业我们可以保持100年。频率范围一般都是400赫兹的范围，对于减振系统简单的讲有一个固有频率，这个固有频率做的越低，也就是说做到5个赫兹或7个赫兹以上它就有减振效果。所以说在下面的图片案例展示的时候我们只是简单的提一下它的固有频率做到的情况。

因为减振跟参振质量有很大的关系，所以要在道床上做工作。我们今天要做的工作是高分子微孔弹性体，因为现在的轨道交通发展非常快，如果是轨道交通先建了，但是旁边的建筑物后建或有一些变更的话就会出现建筑合振的情况。

我从四个方面来介绍一下高分子的微孔弹性体。从结构上来讲它是一个嵌段的聚合物，有软段和硬段，相容性差，容易产生两相见的微相分离结构；从材料自身分子的结构来讲，它有不饱和化学键，如果没有化学键的话它的黏性要增加很多；要在隧道环境室，大概要在水溶液当中泡42天，再测试它的性能变化，这里头我们可以感到对于水溶液的耐受性是非常强的，同时也提高了机械性；材料是连续可调的能力，但是我们常规大概有15个品种，它的净负载范围从每平方米0.011到1.5牛平方米。

我们的合作伙伴有非常强的技术领先性，去年我们在中国铁道科学研究院进行了疲劳测试，载荷是1千万次。厚度变化只有负的1.6%，静刚度的变化率只有负的3.5%，这是非常好的一个测试效果。从产品的应用案例来讲，我们有60多个国家有600多个案例，比如整体支撑可减少振动传播能量16-18dB，点式支撑可减少振动20个dB以上。维也纳的2号线是紧邻着金色大厅，音乐厅的仓库就直接在地铁隧道的上铺，最后我们给它出的方案车速在这个地方还是做了一些限制的，40公里每小时，我们做了点数的支撑，它的轴数跟国内应该是类似的。我们的软件经过之前600多个案例，而且有长期的跟踪，是非常的准确的。后面有一些资料，我觉得就过一下，在它的几个金色大厅前后的对比测试。这个是瑞典的一个案例，西班牙的、意大利的，基本上涵盖了预测值跟实测值的一个吻合程度。这是我们在国内的一个案例，重庆地铁6号线。这是当时在11年，当时是中铁一局负责施工的，铺了大概700多米，这是它的一些参数和布点，我们是委托铁科院的工程检测中心。测试的方式在30、40、50公里各选择至少6个单程，70公里至少3个单程，当时在隧道内的时速跑到了85.3km/h，测试的结果是减少12.6个分贝。这是它的振动最大值，减振以后跟减振前的参照对比，跟振动最大值的差异情况。

我们实际测量的分为直线段跟曲线段，我们最终的实测值跟预测值是非常接近的，当然我们如果比较明白的可以看出来它的固有频率比较高。这是这个已经比较晚了，土建工作已经快做完了，能做的工作很小，这样可以设计的减振效果方面给了很大的限制。我们的预测值跟实测值是满足要求的，吻合度也非常高。其实减振的绝对值，绝对效果一方面并不是越来越好。第二方面，如果情况允许的效果下还是要多多一点余量，原来想四环就出去的，现在五环都想出去。这个土建也是一样，如果提前考虑的话，有些情况下是可以不增加成本，或者是很少增加成本的情况下留一些余量，为以后周边的建筑和沿线建筑的发展和增值都是有很大的支持的。这是我们在北京12号线的一个施工现场，欧洲的轨道交通应该说都是非常的成熟，我们在这些城市都会感觉到它的有轨电车跑在路面上噪声是非常小的，应该说如果你没有直面对的话它离你很近你才能够感觉到，相信我们国内来讲对这块的重视程度也会有一个迅速的提高。比如你在建线的时候就开始考虑了，比如从轨道或者是道床上做处理，都会是一个很好的方式，经济适用。不可避免随着城市的快速发展有一些地方需要进行改动，原来这个地方是要建商业了，但最后都会改成住宅，其实在北京至少知道的已经有四个项目遇到这样的问题，需要做出我们跟他们相关的也有一些沟通，因为我们在这方面应该有一个很长期的积累，为什么我们可以讲在建筑领域它的方案可以达到100年，其实是一个长期的跟踪，对材料的，比如说过了20年、30年，我们要把这一部分材料拿出来，还要测试整体的减振效果，来评估它到底可以用多少年。这些证书都是由德国的慕尼黑工业大学大，应该说在这方面来讲是非常领先的院校，它的博士给我们出具这方面的研究和跟踪。还有根据不同的建筑结构有一些选择。

我们会有一个严谨的施工规范，计算的时候您看到的不同颜色，根据楼宇在各个面积、各个范围不同的载荷，通过计算以后选取不同性能的材料，就不同机械性能的材料组合起来，最后在建筑盖起来以后它的稳定性和减振效果能达到一个稳定的效果。这张图片，如果说我们连建筑都已经做完了，最后需要在我们的房间内部做地板处理，也可以减低振动对生活的影响。

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