本实用新型涉及振动及噪声领域，尤其涉及一种连续式钢轨阻尼器。
背景技术：
中国铁路快速发展，不仅方便了旅客出行，而且还有助于带动城乡建设和经济发展，具有显著的经济和社会效益。但是铁路系统也不可避免地给城乡环境带来诸多噪声、振动、电磁辐射等一系列环境污染，其中以列车行驶中的噪声和振动影响尤为突出。噪声是以空气为媒体传递，振动是通过固体传递，虽然两者传递途径不同，但是都是振动，都可以通过隔离或吸收振动来缓和，国内外关于铁路噪声与振动控制的措施主要有三种：(1)声源与振源控制；(2)传播途径隔声隔振；(3)受保护体吸声吸振。
由于各种原因导致的异常振动，国内地铁线路近年来普遍出现钢轨的波浪形磨耗现象，钢轨的波浪形磨耗导致轮轨接触关系恶化，车轨系统受到固定频率的谐波激励导致产生大量高频啸叫噪声，致使车内乘客、周边居民投诉严重，钢轨谐振器为减轻这一现象应运而生。
钢轨谐振阻尼器是为控制铁路噪声与振动污染而研制的减振器，针对钢轨进行改造的一种减振降噪措施，在钢轨下表面粘贴质量块和阻尼材料并通过弹性扣压元件结合为一体。其基本原理为动力吸振器原理，即在共振元件上附加安装一个单自由度质量弹簧系统，动力吸振器设计频率与结构共振频率相同，起到吸收钢轨共振能量的作用。传统的钢轨谐振阻尼器一般布置在轨腰处或轨底处，受空间限制及安装条件所限，扣件处通常无法安装钢轨阻尼器，如图2所示，因此，钢轨阻尼器只能离散安装在扣件两侧，如图1出示了一种离散式安装的钢轨阻尼器，然而在实际应用中发现，钢轨的磨耗仅在谐振器安装区域减轻，而在扣件处的波磨依然存在。
由于上述问题，亟需设计一种可覆盖钢轨全长安装的连续式钢轨阻尼器。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，提供了一种连续式钢轨阻尼器，该钢轨阻尼器可覆盖钢轨全长，不仅可减轻扣件处跨中波磨，也可减轻扣件处钢轨波磨，大大降低了钢轨整体的波磨。
为此，本实用新型提供一种连续式钢轨阻尼器，该钢轨阻尼器包括垂向阻尼系统和横向阻尼系统，垂向阻尼系统和横向阻尼系统共用同一质量块；所述垂向阻尼系统包括垂向弹性元件和质量块，所述横向阻尼系统包括横向弹性元件和质量块，
垂向弹性元件、横向弹性元件和质量块沿钢轨延伸的方向成长条状，并跨越扣件安装，并经过多个钢轨阻尼器的拼装组合形成在钢轨上全长度分布的连续阻尼系统；
进一步的，质量块对称安装在垂向弹性元件和横向弹性元件的外侧；在所述质量块相对的两侧面设有安装孔
所述质量块和钢轨通过弹条固定，所述弹条包含能产生夹持力的中部和用于扣压质量块和钢轨的两个夹持端，即顶部夹持端和底部夹持端；
在钢轨的底部安装有套管，在所述套管的两端设有安装孔，
所述弹条的底部夹持端插入套管的安装孔内，顶部夹持端插入质量块的侧面安装孔内；
根据本实用新型，所述弹条为具有单趾部的弹条结构，即所述顶部夹持端和底部夹持端的数量均为1个；
在所述套管的底部还设有螺纹孔，在螺纹孔内安装有螺栓。
根据本实用新型，所述垂向弹性元件均对称放置在钢轨轨腰两侧，并靠近钢轨底部上表面安装；
所述横向弹性元件对称安装在钢轨底部上表面上，靠近轨腰处安装；
所述垂向弹性元件安装在横向弹性元件之下并与横向弹性元件留有预设长度的间隙。
所述弹条的底部夹持端安装在钢轨的底部，顶部夹持端扣压在质量块上表面上。
根据本实用新型，所述弹条为钢轨阻尼器提供扣压力，所述垂向弹性元件和横向弹性元件在弹条的扣压力作用下紧紧贴合在钢轨轨腰两侧，所述质量块与垂向弹性元件在弹条的挤压紧紧贴合在一起，所述质量块与横向弹性元件在弹条的挤压紧紧贴合在一起。
根据本实用新型，单趾弹条分段式安装在扣件两侧；
根据本实用新型，所述垂向弹性元件和横向弹性元件为粘弹性元件或弹性和阻尼复合元件，提供恢复力维持质量块振动。
本实用新型提供的钢轨阻尼器具有以下有益效果：
(1)具有更好的降低钢轨磨耗作用
连续式钢轨谐振阻尼器可覆盖钢轨全长，不仅可减轻扣件处跨中波磨，也可减轻扣件处钢轨波磨，大大降低了钢轨整体的波磨；
(2)双向自由度设计，可同时减轻垂向与横向波磨
连续式钢轨谐振阻尼器采用单质量系统与双向弹性元件设计，可形成双向的质量-弹簧系统，对于钢轨的垂向与横向波磨都有抑制作用，可适用于更广泛的场合；
(3)结构简单，操作方便
连续式钢轨谐振阻尼器采用简易弹条装配，安装、调节方便；
(4)可靠性高，成本低
连续式钢轨谐振阻尼器结构造型简单，无复杂精密零部件，不易损坏，可靠性高且成本低廉。
附图说明
图1示出了离散式钢轨阻尼器的结构示意图
图2示出了未安装钢轨阻尼器时扣件处钢轨俯视图
图3示出了本实用新型所述的钢轨阻尼器的弹条5处剖面示意图；
图4示出了本实用新型所述的钢轨阻尼器的主视图结构示意图；
图5示出了本实用新型所述的钢轨阻尼器的扣件8处剖面示意图；
图6示出了本实用新型所述的钢轨阻尼器的使用方法示意图。
附图标记说明
1-垂向弹性元件，
2-横向弹性元件，
3-质量块，
4-套管，
5-弹条，
6-螺栓，
7-钢轨，701-钢轨底部，702-轨腰，
8-扣件，801-绝缘轨距块，802-扣件弹条，803-螺母，804-螺母，805-铁垫板，
9-弹性元件，
10-扣压元件，
11-离散式钢轨阻尼器,
12-轨下垫板，
13-调高垫板，
14-铁垫板下垫板。
具体实施方式
下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
现有技术中，钢轨谐振阻尼器一般布置在轨腰处或轨底处，而钢轨7通常需要通过扣件8使其固定在轨道板上，具体来说，扣件8主要包括绝缘轨距块801，扣件弹条802和螺母803，钢轨7的安装和固定主要通过将绝缘轨距块801扣压在钢轨底部701上表面，然后通过扣件弹条802和螺母803锁紧使其固定在轨道板上，如图2、图5所示；
进一步地，为了调平钢轨7，通常还需要在钢轨7下安装轨下垫板12，调高垫板13和铁垫板下垫板14，如图5所示；
基于上述原因，这就导致扣件8处钢轨底部701的上、下表面可用空间较小，不便于安装钢轨阻尼器，因此，钢轨阻尼器11离散安装在扣件8的两侧，如图1所示，然而在实际应用中发现，钢轨的磨耗仅在钢轨阻尼器11的安装区域减轻，扣件8处依然存在波磨现象。
因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种连续式钢轨阻尼器，该钢轨阻尼器主要包括垂向阻尼系统和横向阻尼系统，其中，垂向阻尼系统和横向阻尼系统共用同一质量块；
根据本实用新型，所述垂向阻尼系统包括垂向弹性元件1和质量块3，可用于调谐钢轨7的垂向波浪形磨耗；所述横向阻尼系统包括横向弹性元件2和质量块3，可用于调谐钢轨7的横向波浪形磨耗，如图3所示。
为了解决如图1所示的钢轨阻尼器只能离散安装在扣件8两侧的问题，同时为了减轻扣件8处钢轨波磨，本实用新型将垂向弹性元件1、横向弹性元件2和质量块3设计为长条状，使其能够跨越扣件8安装，并经过多组钢轨阻尼器的拼装组合形成在钢轨7上全长度分布的连续阻尼系统，如图4、图5所示。
根据本实用新型优选的实施方式，垂向弹性元件1、横向弹性元件2和质量块3设计为沿钢轨7延伸的方向成长条状，并使其横截面积尽可能地小，以便于在扣件8处空间受限的工况下安装使用。
进一步地，所述垂向弹性元件1对称放置在钢轨7轨腰702两侧，并尽可能地靠近钢轨底部701的位置，所述垂向弹性元件1并采用具有柔性的材料，使其能够较好地与轨腰701的侧面贴敷，如图3、图5所示；
优选地，所述横向弹性元件2的对称安装在钢轨底部701上表面上，并尽可能地靠近轨腰702处；所述横向弹性元件2并采用具有柔性的材料，使其能够较好地与钢轨底部701上表面贴敷，如图3、图5所示；
进一步地，所述垂向弹性元件1安装在横向弹性元件2之下并与横向弹性元件2留有预设长度的间隙，该间隙主要是为了避让钢轨底部701上表面与轨腰702连接的部位，进而防止弹性元件在此处出现应力；
进一步的，质量块3对称安装在垂向弹性元件1和横向弹性元件2的外侧，
在所述质量块3相对的两侧面设有安装孔，以便于弹条5的固定。
优选地，所述质量块3和钢轨7的固定通过弹条5实现，具体地，所述弹条5包含能产生夹持力的中部和用于扣压质量块3和钢轨7的两个夹持端，即顶部夹持端和底部夹持端；
优选地，所述弹条5的底部夹持端安装在钢轨7的底部，顶部夹持端扣压在质量块3上表面上。
根据本实用新型，所述弹条5为钢轨阻尼器提供扣压力，所述垂向弹性元件1和横向弹性元件2在弹条5的扣压力作用下紧紧贴合在钢轨7轨腰两侧，所述质量块3与垂向弹性元件1在弹条5的挤压紧紧贴合在一起，同时所述质量块3与横向弹性元件2在弹条5的挤压紧紧贴合在一起。
根据本实用新型优选的实施方式，为了能够方便弹条5的安装，在所述钢轨7的底部安装有套管4，在所述套管4的两端设有安装孔，如图3所示；
进一步地，所述弹条5的底部夹持端可插入套管4的安装孔内，顶部夹持端可插入质量块3的侧面安装孔内。
根据本实用新型，所述弹条5为具有单趾部的弹条结构，即所述顶部夹持端和底部夹持端的数量均为1个，如此设置的目的在于，在扣件8两侧分别安装一个单趾弹条5可使长条状状钢轨阻尼器受力均衡，不易倾斜或移位，如图3所示。
根据本发明优选的实施方式，在套管4的底部还设有螺纹孔，在螺纹孔内安装有螺栓6，所述螺栓6旋紧后可以对弹条4的底部夹持端固定，以防止其在使用过程中脱出，导致钢轨阻尼器的失效。
根据本实用新型，所述垂向弹性元件1和横向弹性元件2为粘弹性元件，如天然橡胶或合成橡胶等，其能提供恢复力维持质量块振动；
根据本实用新型，所述质量块3可以为阻尼器系统提供惯性力。
优选地，所述垂向弹性元件1，横向弹性元件2和质量块3的长度及弹条5的扣压位置需根据现场安装条件以及所需的调谐频率进行调整。
根据本实用新型，还提供一种选用该钢轨阻尼器的使用方法，如图6所述具体步骤如下所述：
1)跟车测试
根据用户反馈信息，乘坐指定线路列车，采用噪声仪采集噪声信号，并标注噪声量级较大的列车区间与时间位置等，分析噪声最大声级以及频率等。
2)下线调研
根据下线调研情况，到实际噪声所发生的区间内进行下线调查，观察并记录钢轨波磨情况，记录钢轨波磨波长与区间位置等信息。
3)选型定参
结合车内噪声测试情况与下线调查情况，综合研判阻尼器的选型与参数，安装位置与长度等，并进行产品试制。
4)室内试验
对试制产品进行室内测试，包括固有频率测试/钢轨衰减率测试等，测定其特性是否符合应用需求。
5)线上安装
室内试验符合要求后，将产品进行线上安装。
6)效果验证
产品上线安装后，进行车内噪声测试验证阻尼器效果。
7)跟踪调研
对安装阻尼器后的线路进行定期跟踪测试，必要时可下线观察阻尼器安装区间的磨耗变化。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。
1.一种连续式钢轨阻尼器，其特征在于，该钢轨阻尼器包括垂向阻尼系统和横向阻尼系统，垂向阻尼系统和横向阻尼系统共用同一质量块；
所述垂向阻尼系统包括垂向弹性元件(1)和质量块(3)，所述横向阻尼系统包括横向弹性元件(2)和质量块(3)，
垂向弹性元件(1)、横向弹性元件(2)和质量块(3)沿钢轨(7)延伸的方向成长条状，并跨越扣件(8)安装，并经过多个钢轨阻尼器的拼装组合形成在钢轨(7)上全长度分布的连续阻尼系统；
质量块(3)对称安装在垂向弹性元件(1)和横向弹性元件(2)的外侧；在所述质量块(3)相对的两侧面设有安装孔；
所述质量块(3)和钢轨(7)通过弹条(5)固定，所述弹条(5)包含能产生夹持力的中部和用于扣压质量块(3)和钢轨(7)的两个夹持端，即顶部夹持端和底部夹持端；
在钢轨(7)的底部安装有套管(4)，在所述套管(4)的两端设有安装孔，
所述弹条(5)的底部夹持端插入套管(4)的安装孔内，顶部夹持端插入质量块(3)的侧面安装孔内；
所述弹条(5)为具有单趾部的弹条结构，即所述顶部夹持端和底部夹持端的数量均为1个；
在所述套管(4)的底部还设有螺纹孔，在螺纹孔内安装有螺栓(6)。
2.根据权利要求1所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述垂向弹性元件(1)对称放置在钢轨(7)轨腰(702)两侧，并靠近钢轨底部(701)上表面安装；
所述横向弹性元件(2)对称安装在钢轨底部(701)上表面上，靠近轨腰(702)处安装。
3.根据权利要求1所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述垂向弹性元件(1)安装在横向弹性元件(2)之下并与横向弹性元件(2)留有预设长度的间隙。
4.根据权利要求1所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述弹条(5)的底部夹持端安装在钢轨(7)的底部，顶部夹持端扣压在质量块(3)上表面上。
5.根据权利要求3所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述弹条(5)为钢轨阻尼器提供扣压力。
6.根据权利要求1所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述垂向弹性元件(1)和横向弹性元件(2)在弹条(5)的扣压力作用下紧紧贴合在钢轨(7)轨腰两侧。
7.根据权利要求5所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述质量块(3)与垂向弹性元件(1)在弹条(5)的挤压下紧紧贴合在一起。
8.根据权利要求5所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述质量块(3)与横向弹性元件(2)在弹条(5)的挤压下紧紧贴合在一起。
9.根据权利要求1所述的钢轨阻尼器，其特征在于，单趾弹条(5)安装在扣件(8)两侧。
10.根据权利要求9所述的钢轨阻尼器，其特征在于，所述垂向弹性元件(1)和横向弹性元件(2)为粘弹性元件或弹性和阻尼复合元件，提供恢复力维持质量块(3)振动。
技术总结