A VASÚTI ZAJ LÉLEKTANA & RUGALMAS VÁGÁNYSZERKEZETI ELEMEK MÁV PFT konferencia Horváth Zoltán ügyvezető Horváth Zoltán CDM Magyarország Kft. okl. építőmérnök 2011 Budakalász, Ciklámen u. 43. zaj- és rezgéscsökk. szakmérnök info@cdmkft.hu - www.cdmkft.hu

Tartalom A zajról általában A vasúti zaj összetevői Zajcsökkentési lehetőségek A gördülőállomány zajának csökkentése Zajárnyékolás Aktív zajcsökkentési lehetőségek a vasúti pályában Rugalmas elemek a vasúti pályában Zajcsökkentés Rezgéscsökkentés

A zajról általában A zaj zavaró hanghatás. Mértékegysége a decibel (dB), ami egy relatív logaritmikus mérőszám dupla hangteljesítmény = + 3 dB ( = 10 lg 2) A minimális észlelhető hangszintkülönbség 1-3 dB Spektrális mennyiség frekvenciától függő intenzitás leképezhető egyparaméteres értékké (pl. ún. A-szűrővel: LA)

A zajról általában Néhány tipikus hang / zaj dB értéke.

A vasúti zaj összetevői A vasúti zaj fő összetevői: Vontatási zaj Gördülési zaj Aerodinamikai zaj VONTATÁSI ZAJ GÖRDÜLÉSI ZAJ AERODINAMIKAI ZAJ EREDŐ

A vontatási zaj A vontatási zaj Kb. 30-40 km/h sebességig domináns Összetevői: Motor zaja Erőátviteli rendszerek zaja Elektromos berendezések zaja Segédberendezések zaja

Az aerodinamikai zaj Az aerodinamikai zaj 250 km/h sebesség felett domináns Áramlási jellegű zaj Nálunk egy ideig még nem lesz kritikus.

A gördülési zaj A gördülési zaj A 40-250 km/h sebességtartományban domináns Kiváltó tényezők: Pályafolytonossági hiányok (kitérők, illesztések) A sín és a kerék felületének és kapcsolatának egyenetlenségei A vasúti jármű futóművének műszaki állapota A fékezési rendszer állapota

A sín-kerék kapcsolat A gördülési zaj szempontjából a sín-kerék kapcsolat egyenetlenségei a legfontosabbak: Laposodás Felhordások az érintkező felületeken Lokális kopások Hullámos sínkopás Kígyózó futás Súrlódás ívekben (csak részben műszaki állapot kérdése)

A zajkeltési mechanizmus A sín és kerék kapcsolatának zajkeltési mechanizmusa: A FELÉPÍTMÉNYI SZERKEZET HELYES MEGVÁLASZTÁSÁVAL BEFOLYÁSOLHATÓ Csúszás, súrlódás S Sín- és vágány-folytonossági hiányok Kerék-rugalmasság Sín rugalmasság KERÉK-SÍN KÖLCSÖN-HATÁS Forgóváz reakció Kerék reakció Forgóváz zaj Kerék zaj Sín - reakció Altalaj-reakció Vágány-reakció Sínzaj Vágányzaj ERŐK Hangterjedés a levegőben Vágány mellett mért zajszint Rezgésterjedés a talajban Épületek reakciója Vágány mellett mért rezgés Rezgés az épületben Testhangok Kerék folytonossági hiányai Kerékegyenetlenség Sínegyenetlenség Kapcsolati rugal-masság

Zajcsökkentési lehetőségek Zajcsökkentési lehetőségekről általában: Forrás oldalon (aktív védelem) Járművek üzemi zajának csökkentése Lesugárzódó rezgések csökkentése Menetrendi beavatkozás Terjedési úton (passzív védelem) Megfelelő távolság - tervezési kérdés Zajárnyékolás - kerekek takarása, zajárnyékoló fal Megfigyelési pontban (passzív védelem) Területek és épületek egyedi védelme (pl. nyílászárócsere)

Zajcsökkentési lehetőségek Vontatási zaj Vontatási zaj (30-40 km/h) Összetevői: Motor zaja Erőátviteli rendszerek zaja Elektromos berendezések zaja Segédberendezések zaja Forrás oldalon: a vontatás gépészeti és elektromos zajainak csökkentése Terjedési úton: zajárnyékolás Megfigyelési pontban: védett tér egyedi védelme

Zajcsökkentési lehetőségek Aerodinamikai zaj Aerodinamikai zaj (250 km/h felett) Áramlási jellegű zaj Forrás oldalon: a járművek aerodinamikai tervezése (kis légellenállás) Terjedési úton: zajárnyékolás Megfigyelési pontban: védett tér egyedi védelme

Zajcsökkentési lehetőségek Gördülési zaj Gördülési zaj (40-250 km/h) Kiváltó tényezők: Pályafolytonossági hiányok (kitérők, illesztések) adottság A sín és a kerék felületének és kapcsolatának egyenetlenségei műszaki, karbantartási kérdés A jármű futóművének műszaki állapota A fékezési rendszer állapota

Zajcsökkentési lehetőségek Gördülési zaj: sín-kerék kapcsolat A sín-kerék kapcsolat egyenetlenségei: Laposodás Felhordások az érintkező felületeken Lokális kopások A sín hullámos kopása műszaki, karbantartási kérdés Kígyózó futás főleg műszaki, karbantartási kérdés Abroncssúrlódás ívekben részben műszaki, karbantartási kérdés

Zajcsökkentési lehetőségek Gördülési zajok Zajcsökkentési lehetőségek gördülési zajra forrás oldalon (aktív): Menetrendi beavatkozás Kerekek, futómű, alváz, kapcsolatok Jármű megfelelő műszaki állapota!!! Vágány megfelelő műszaki állapota!!! Futófelület (síncsiszolás) Geometria Ágyazat és alépítmény állapota (egyenletes ágyazás) Lesugárzódó rezgések csökkentése később még részletesen

Zajcsökkentési lehetőségek Gördülési zajok Zajcsökkentési lehetőségek gördülési zajra a terjedési úton: Megfelelő távolság - tervezési kérdés Zajárnyékolás - kerekek takarása, zajárnyékoló fal Zajcsökkentési lehetőségek gördülési zajra a megfigyelési pontban: Területek és épületek egyedi védelme Nyílászárócsere Épületek, védendő terek rezgéscsillapító úsztatása (MŰPA)

Zajcsökkentési lehetőségek Megjegyzések Megjegyzések a zajcsökkentési lehetőségekkel kapcsolatban: Síncsiszolás: jelentős hatás Vágánygeometria Zajárnyékoló fal Számottevő zajcsökkenés: max. 15 dB vonalszerű zajforrásra Frekvenciafüggő hatás Jelentős költség Sok helyen nem szeretik (az átlátszó fal akusztikailag rosszabb)

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Műszaki lehetőségek Műszaki lehetőségek rugalmas vágányszerkezeti elemek alkalmazására: Kerék Sín Ágyazat Alépítmény Sínalátámasztás Körbeágyazott sín Rugalmas sínalátét Keresztalj-alátét Alágyazati szőnyeg

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Két fő alkalmazási irány: A vágány élettartalmának növelése Rezgéscsillapítás (közvetett zajcsillapítás) Eltérő méretezési elvek a rugalmas elem tervezése során

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Rugalmas sínalátétek Rugalmas sínalátétek (CDM-SRP/CDM-DPHI): Csökkenti a sínből a pályaszerkezet lejjebb lévő elemeibe továbbadódó rezgéseket Nagyobb hosszon eloszló, kisebb feszültségek a sínszálban nő a szerkezeti elemek élettartama Alkalmazási kihívások: kis felület, jelentős feszültség-amplitúdó  rugalmas alátétlemez Hazai referencia: Budapest, Déli vasúti összekötő híd

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Rugalmas alátétlemez Rugalmas alátétlemez (CDM-UBP): Csökkenti a sínből a pályaszerkezet lejjebb lévő elemeibe továbbadódó rezgéseket Nagyobb hosszon eloszló, kisebb feszültségek a sínszálban nő a szerkezeti elemek élettartama Hazai referencia: Budapest, Déli vasúti összekötő híd

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Rugalmas keresztalj-alátét Rugalmas keresztalj-alátét (CDM-USP): Jelentősen nagyobb és rugalmas érintkezési felület keresztalj és ágyazat között Csökkenti az ágyazatban és az alépítménybe továbbadódó rezgéseket lelassuló ágyazataprózódás kisebb igénybevételek az alépítményben lényegesen lassabban kialakuló hullámos kopás lényegesen lassabban kialakuló geometriai hibák tartósabb ágyazási tényező elszennyeződő ágyazat esetén is (homok, egyéb szennyeződés) 60-70%-kal visszaeső karbantartási igény Hazai referencia: Győr vasútállomás

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Alágyazati szőnyeg Rugalmas alágyazati szőnyeg (CDM-UBM): Csökkenti az alépítménybe vagy a műtárgyba továbbadódó rezgéseket Egyenletes ágyazási tényező műtárgyakon történő átvezetés mentén Csökkenthető ágyazatvastagság műtárgyon lelassuló ágyazataprózódás kisebb igénybevételek az alépítményben lassabban kialakuló geometriai hibák Hazai referencia: Győr vasútállomás, Bp. Kelenföld M4 végállomási műtárgy, több kisebb híd

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Körbeágyazott vágány Körbeágyazott sínszálak (pl. CDM-QTrack): Csökkenti az alépítménybe vagy a műtárgyba továbbadódó rezgéseket Vasbeton pályalemezek esetén (útátjárók, alagutak)) kisebb igénybevételek az alépítményben lényegesen lassabban kialakuló hullámos kopás kisebb felépítményi vastagság Elsősorban városi vasúti alkalmazás Hazai referencia: 8 nagyvasúti útátjáró, Szeged 11 vkm, Budapest 2 vkm

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Zajcsökkentési hatás Rugalmas vágányszerkezeti elemek közvetlen zajcsökkentő hatása: Vontatási zaj nincs Aerodinamikai zaj nincs Gördülési zaj Konkrét alkalmazás esetén sajnos nem jelentős, nehezen be- csülhető, csak a zaj jellegét változtatja meg (más frekvencia- menet) A vágány műszaki állapota lassabban romlik, és így a zajszint is lassabban emelkedik Körbeburkolt sínszálaknál a sín ugyan nem sugároz le zajt, de a vasbeton pályalemez önmagában sokkal több zajt ver vissza, mint az ágyazat

Rugalmas vágányszerkezeti elemek Zajcsökkentési hatás Rugalmas vágányszerkezeti elemek közvetett zajcsökkentő hatása: Alacsonyabb intenzitású rezgések a műtárgyakban Kisebb lesugárzott zaj – főleg acélhidak (pl. Bp. Déli összekötő) Kisebb lesugárzott zaj műtárgyon belül – gyalogos aluljárók Alacsonyabb intenzitású rezgések a környezetbe Kisebb lesugárzott zaj épületekben

CDM Fő profil: zaj- és rezgéscsillapítási rendszerek 60 éve a piacon – vasúti alkalmazások az 1970-es évektől Képviseletek & partnercégek világszerte, Magyarországon 12 éve Megoldásokra törekvő mérnökcsapat – a CDM minden egyes munkánál az ügyfelekkel együtt keresi a legjobb megoldást A CDM a legújabb technológiákat alkalmazza – vasútépítésben elsősorban rezinkötésű gumik

Kérdés?

Köszönöm megtisztelő figyelmüket! Horváth Zoltán CDM Magyarország Kft. okl. építőmérnök 2011 Budakalász, Ciklámen u. 43. zaj- és rezgéscsökk. szakmérnök info@cdmkft.hu – www.cdmkft.hu