TRD由具有高阻尼损失系数的弹性体(橡胶或类似橡胶材料)和在弹性体内按确定的几何和物理特性要求设置的质量体(谐振部件)组成。原理上,弹性体与质量体一起构成了一个阻尼性质量—弹簧减振系统。安装TRD产品后,提高了钢轨对振动的衰减率(TrackDecayRate,dB/m),加快振动波在钢轨中传播的衰减,降低钢轨振动的平均能量水平,从而减少了振动辐射的噪声,达到减振降噪的目的。
10年来,TRD产品已被广泛应用在欧洲,亚洲,澳洲,南美洲等数十个国家的不同轨道结构及不同钢轨型号的铁路和城市轨道交通路段上,成为一种从噪声源的角度控制和消除列车运行时的轮轨噪声的重要技术措施。
TRD产品在悉尼地铁隧道路段上的应用
2009年开通运营的地铁ECRL线位于悉尼市西北部Ryde区。线路包括2条单向轨道隧道总长25Km,全程钢轨型号AS60(60kg/m),扣件间距700mm。沿线经过Macquarie大学校园区,公园文化区及稠密的居民区,对由于地下列车运行诱发的附近地面建筑物的振动有严格的环评要求。所以,轨道设计采用了2种类型的弹性轨道结构:整体混凝土道床使用DelkorEgg减振器扣件(垂向静刚度12MN/m)和浮置板道床使用Alt1扣件(垂向静刚度24MN/m)。使用DelkorEgg减振器扣件的路段19.5Km,占总长的78%。
悉尼市交通设施研发部(TIDC)通过实际测量和理论动态模拟分析注意到,采用低刚度的弹性轨道扣件后将会导致钢轨上产生较高水平的振动能量和较低水平的振动衰减率。这意味着,当列车通过时,相应路段上的钢轨将会在较长的长度范围内发生较强烈的振动,所带来的后果除增强辐射噪声外,还会引发钢轨的损害。因此,悉尼TIDC选择通过在相应路段的钢轨上安装调频式钢轨减振器,以期提高钢轨振动的衰减率,从而实现减少钢轨振动降低噪声,提高乘车舒适度的目的。
2008年悉尼对TRD等数种同类产品分别进行了20m选型测试比较。由于突出的减振效果和安全便捷的安装方式,TRD产品被确定为ECRL线路17Km安装使用。安装后路段情况如图1.所示。
图1.悉尼ECRL线隧道路段钢轨上安装了TRD产品的情况
ECRL线100m试验段的钢轨振动衰减率测试(根据标准BSEN15461:2008+A1:2010)测试的结果表明,安装后,在315-2000Hz范围,平均钢轨振动衰减率达到5.5dB/m(垂向)及6.7dB/m(水平向)。列车通过时(Passby)的减振效果测量表明(如图2.所示):在160–5000Hz有效范围内,平均减振达到6dB(A);在315–500Hz范围内,可实现平均减振10dB(A)。
图2.列车通过时(Passby),安装TRD产品后钢轨减振效果测量