本發(fā)明適用于軌道交通領(lǐng)域，具體涉及一種非線性超低剛度彈性套靴。
背景技術(shù)：
1、城市軌道交通的發(fā)展人們對環(huán)保振動噪聲的要求也逐漸在提高，軌道減振措施中大量用到了彈性短軌枕隔振產(chǎn)品，如附圖11所示，現(xiàn)有彈性短軌枕隔振產(chǎn)品一般包括鋼筋混凝土道床、彈性套靴及枕下橡膠墊板、短軌枕等，其中彈性套靴是由套靴外套7-1和彈性層7-2組成，列車通過后軌道受輪軌力的作用產(chǎn)生振動通過短軌枕和道床之間的彈性套靴隔離振動的傳遞，其設(shè)計隔振量相對普通整體道床在8-12db，隨著運營時間的持續(xù)減振系統(tǒng)由于受疲勞載荷及彈性套靴材料發(fā)生老化、變形，短軌枕-?彈性套靴-?道床之間出現(xiàn)剝離，間隙擴大，造成短軌枕吊空、軌距變化大、減振量下降、短軌枕破裂等現(xiàn)象，給行車安全埋下較大的隱患；同時現(xiàn)有彈性短軌枕的彈性套靴與周邊的道床混凝土沒有粘接，在列車載荷作用下短軌枕相對道床的豎向運動與套靴產(chǎn)生相對的滑動，在長期運動過程中，彈性套靴與周邊混凝土之間出現(xiàn)磨耗間隙，水及灰塵等從間隙中滲入內(nèi)部不僅加快套靴及軌枕和道床的損壞同時也直接影響軌道的幾何位置等；另外現(xiàn)有彈性短軌枕其軌枕和道床之間除了軌枕底部被支承外軌枕向上及左右前后無約束或無預(yù)緊力的軌枕系統(tǒng)也直接影響軌道的穩(wěn)定性，特別在線路彎道地段會增加軌道振動及輪軌磨耗，也直接影響行車安全，使軌道系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性能下降。
2、為了避免這種情況的持續(xù)惡化，提高軌道系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證軌道交通安全性，增強減振效果，對現(xiàn)有軌道系統(tǒng)進行改造的需求越來越多。
3、如專利cn202011374015.6公開了一種彈性短軌枕快速改造方法，通過拔出待維修的彈性短軌枕，清理橡膠套靴，涂刷粘接劑，灌注高分子彈性材料于軌枕與軌枕坑之間，形成穩(wěn)定的化學(xué)連接，確保軌枕、道床之間的密封性和剛度，專利cn201310117539.0采用改進結(jié)構(gòu)的短軌枕減振扣件更換彈性短軌枕的施工工藝，通過分期分組逐根更換舊短軌枕，使用減振扣件和灌漿料提升減振性能，并在不影響現(xiàn)有線路運營的情況下進行更換。盡管這些現(xiàn)有改進方法一定程度上提升了軌道交通安全性，增強減振效果，但仍存在很多問題，包括：（1）無法滿足原來的低剛度減振性能指標(biāo)，（2）在運營線路利用有限的工程窗時間施工效率也很難滿足線路維護保養(yǎng)要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種非線性超低剛度彈性套靴，以解決現(xiàn)有技術(shù)中彈性套靴穩(wěn)定性差及減振量下降和現(xiàn)場施工更換問題。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種非線性超低剛度彈性套靴，設(shè)置在短軌枕（5）和軌枕底座（6）之間的腔體內(nèi)，所述的彈性套靴包括現(xiàn)澆彈性體（1）、密封體（2）、超低剛度彈性體（3）和粘結(jié)層（4），所述的現(xiàn)澆彈性體（1）嵌入所述腔體內(nèi)，并通過粘結(jié)層（4）與短軌枕（5）和底座（6）連接成一體，所述的超低剛度彈性體（3）設(shè)置在支承底座（6）和被支承的短軌枕（5）之間；所述的密封體（2）隔離超低剛度彈性體（3）和現(xiàn)澆彈性體（1）。
3、進一步地，所述的現(xiàn)澆彈性體（1）為市售彈性材料現(xiàn)澆于所述腔體內(nèi)固化形成的彈性體，材料固化后的硬度范圍在邵氏20?-?90之間?，F(xiàn)澆彈性體選用的材料可以是本領(lǐng)域常用的彈性材料，包括市售的由液態(tài)彈性體基體a和液態(tài)固化劑b按材料彈性性能要求的比例a1和b1現(xiàn)場混合而成，如陶氏化學(xué)（dow）的hyperlast?lf1015多元醇和hyperlastlf5000異氰酸酯按質(zhì)量比a1:b1=3-10:1混合。
4、進一步地，所述的密封體（2）為模量不高于現(xiàn)澆彈性體（1）的彈性材料，現(xiàn)澆彈性體（1）的模量為0.1-100?n/mm2。
5、進一步地，所述的超低剛度彈性體（3）在現(xiàn)澆彈性體（1）固化前按設(shè)計的預(yù)緊力預(yù)壓設(shè)置在支承底座（6）和短軌枕（5）之間，所述的超低剛度彈性體（3）的預(yù)緊力范圍在0.1-30kn。
6、進一步地，所述的超低剛度彈性體（3）由彈性阻尼體（3-1）、連接層（3-2）和空腔（3-3）組成，其中，
7、彈性阻尼體（3-1）為多個排布在連接層（3-2）底部的彈性凸起，相鄰彈性凸起之間為空腔（3-3），所述的超低剛度彈性體（3）的模量范圍在0?-?0.2?n/mm2。
8、或者，所述的超低剛度彈性體（3）也可以為低回彈性發(fā)泡材料，超低剛度彈性體（3）為由彈性阻尼體（3-1）、連接層（3-2）和空腔（3-3）組成的復(fù)合墊，其中空腔（3-3）為低回彈性發(fā)泡材料自帶的發(fā)泡空腔。該低回彈性發(fā)泡材料在車載壓縮后連接層（3-2）會有一定程度的被壓縮，空腔（3-3）受擠壓減小，但仍在短軌枕（5）和底座（6）的底面之間產(chǎn)生空隙。低回彈性發(fā)泡材料可以是eva發(fā)泡材料或epe?珍珠棉材料。
9、進一步地，所述的粘結(jié)層（4）為高粘結(jié)力的涂層或具有高粘結(jié)力的現(xiàn)澆彈性體。粘結(jié)層（4）為高粘結(jié)力一般為環(huán)氧樹脂膠水或聚氨酯膠水或高粘度現(xiàn)澆彈性體。
10、一步地，所述的密封體（2）和超低剛度彈性體（3）組合放置在短軌枕（5）和底座（6）的底面之間或側(cè)面之間。
11、進一步地，所述的短軌枕（5）和底座（6）底面之間的間隙范圍0-60mm，所述的短軌枕（5）和底座（6）側(cè)面四周的間隙范圍0?-?50mm。
12、進一步地，所述的現(xiàn)澆彈性體（1）填充所述腔體后，在短軌枕（5）和底座（6）的側(cè)面之間四周上現(xiàn)澆彈性體頂面（1-1）連續(xù)無縫隙。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
14、本發(fā)明為一種預(yù)壓非線性超低剛度彈性套靴，以解決現(xiàn)有彈性短軌枕在使用過程中由于受疲勞載荷及彈性套靴發(fā)生老化、變形，短軌枕-彈性套靴-道床之間出現(xiàn)剝離和間隙，造成短軌枕吊空、軌距變化大、減振失效、短軌枕破裂等現(xiàn)象。
15、本發(fā)明的超低剛度彈性體不僅解決彈性套靴低剛度問題，同時在現(xiàn)澆彈性體固化前按設(shè)計的預(yù)緊力預(yù)壓，通過固化的現(xiàn)澆彈性體不僅約束短軌枕水平方向也約束短軌枕垂直方向，避免了垂向向上和水平自由運動問題，從而提高了橫向穩(wěn)定性和可靠性及其零部件壽命，也大大地提高了列車運行平穩(wěn)性和舒適性。
16、本發(fā)明采用超低剛度彈性體與現(xiàn)澆彈性體結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)非線性及多重剛度設(shè)計，滿足低載荷低剛度和重載荷大剛度的線路載荷實際工況例如正常軸載運營車輛和維修工程車大軸載運行要求。
17、本發(fā)明采用現(xiàn)澆彈性體不僅解決現(xiàn)有彈性短軌枕無粘結(jié)離縫問題，在短軌枕和道床四周縫隙頂面起到密封效果。
18、本發(fā)明采用預(yù)制超低剛度彈性體和現(xiàn)澆彈性體在不同區(qū)域結(jié)合實現(xiàn)彈性短軌枕隔振效果及更換方案，確?，F(xiàn)有的減振效果。
19、本發(fā)明的材料和結(jié)構(gòu)及施工方案簡單，不改變現(xiàn)有道床板及基礎(chǔ)設(shè)計，安裝施工及維護保養(yǎng)簡單，能夠在不影響線路運營條件下的工程窗時間段高效施工改造，從而提高更換維修效率和降低運維成本。
1.一種非線性超低剛度彈性套靴，設(shè)置在短軌枕（5）和軌枕底座（6）之間的腔體內(nèi)，其特征在于，所述的彈性套靴包括現(xiàn)澆彈性體（1）、密封體（2）、超低剛度彈性體（3）和粘結(jié)層（4），所述的現(xiàn)澆彈性體（1）嵌入所述腔體內(nèi)，并通過粘結(jié)層（4）與短軌枕（5）和底座（6）連接成一體，所述的超低剛度彈性體（3）設(shè)置在支承底座（6）和被支承的短軌枕（5）之間；所述的密封體（2）隔離超低剛度彈性體（3）和現(xiàn)澆彈性體（1）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的現(xiàn)澆彈性體（1）為市售彈性材料現(xiàn)澆于所述腔體內(nèi)固化形成的彈性體，材料固化后的硬度范圍在邵氏20?-?90之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的密封體（2）為模量不高于現(xiàn)澆彈性體（1）的彈性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的超低剛度彈性體（3）在現(xiàn)澆彈性體（1）固化前按設(shè)計的預(yù)緊力預(yù)壓設(shè)置在支承底座（6）和短軌枕（5）之間，所述的超低剛度彈性體（3）的預(yù)緊力范圍在0.1-30kn；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的彈性阻尼體（3-1）為多個排布在連接層（3-2）底部的彈性凸起，相鄰彈性凸起之間為空腔（3-3），所述的超低剛度彈性體（3）的模量范圍在0?-?0.1?n/mm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的超低剛度彈性體（3）的材料為低回彈性發(fā)泡材料，超低剛度彈性體（3）為由彈性阻尼體（3-1）、連接層（3-2）和空腔（3-3）組成的復(fù)合墊，其中空腔（3-3）為低回彈性發(fā)泡材料自帶的發(fā)泡空腔，該低回彈性發(fā)泡材料在車載壓縮后在短軌枕（5）和底座（6）的底面之間產(chǎn)生空隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的粘結(jié)層（4）為高粘結(jié)力的涂層或具有高粘結(jié)力的現(xiàn)澆彈性體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的密封體（2）和超低剛度彈性體（3）組合放置在短軌枕（5）和底座（6）的底面之間或側(cè)面之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的短軌枕（5）和底座（6）底面之間的間隙范圍0-60mm，所述的短軌枕（5）和底座（6）側(cè)面四周的間隙范圍0?-?50mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性超低剛度彈性套靴，其特征在于，所述的現(xiàn)澆彈性體（1）填充所述腔體后，在短軌枕（5）和底座（6）的側(cè)面之間四周上現(xiàn)澆彈性體頂面（1-1）連續(xù)無縫隙。