Виброизоляция рельсовых путей с помощью конструкций типа "масса - пружина"

Высокоэффективная изоляция структурных шумов. Упругие опоры для всех типов конструкций верхнего строения пути — системы «масса-пружина».

Движение поездов вызывает колебания, которые через почву могут передаваться в прилегающие здания и ощущаться в них. Возбуждающиеся при этом в элементах зданий и предметах колебания могут приводить к возникновению слышимого вторичного воздушного шума. В зависимости от интенсивности и длительности воздействия этот шум оказывает сильное отрицательное влияние на людей в зоне действия. Существует множество возможных решений по снижению структурного шума в месте возникновения, т.е., в случае городского подземного транспорта, в верхнем строении пути. Эти решения включают, например, применение высокоупругих прокладок для рельсовых креплений, подбалластных матов, упругих опор для пути на плитах и с балластным корытом, так называемые системы «масса-пружина». Системы «масса-пружина» применяются при предъявлении самых жестких требований к защите от структурных шумов, и при наличии конструктивных возможностей реализации.

За последние десятилетия разработано множество вариантов конструкций системы «масса-пружина». Известны конструкции из монолитного бетона или из готовых бетонных элементов, комбинации этих двух типов, с щебёночным балластом или без него. При проектировании упругой опоры для систем «масса-пружина» выбранное конструктивное решение является критическим фактором.

Различают три основных конструктивных решения этих систем:

• полноповерхностная опора;
• ленточная опора;
• точечная опора.

Опыт применения в многочисленных проектах в течение десятилетий показал преимущества материала SYLOMER®, созданного фирмой Getzner для удовлетворения специальным требованиям с гарантированной эффективностью. Благодаря постоянным усилиям по развитию и улучшению этого материала было создано новое поколение высокоэффективных эластомеров: материалы SYLODYN®.

Оба материала при использовании в качестве упругих опор для пути на плитах или с балластным корытом обеспечивают исключительные преимущества:

• надёжные, однородные и долговременные упругие свойства;
• устойчивость к кратковременной экстремальной перегрузке;
• простота применения в условиях строительных допусков;
• адаптируемость к любым областям применения путем варьирования плотности материала, толщины и площади упругой опоры.

SYLOMER® и SYLODYN® — идеальные материалы для упругих опoр в системе "масса-пружина" любых типов конструкций.

Полноповерхностные опоры

В зависимости от области применения полноповерхностные конструкции упругих опор обеспечивают снижение собственных частот до 15 Гц на городских трамвайных линиях и до 25 Гц на ширококолейных железных дорогах — минимальных значений собственных частот верхнего строения пути. Это соответствует изоляции структурных шумов до 20 дБ в диапазоне сверхкритических частот.

Преимуществами полноповерхностной конструкции упругой опоры являются:

• простой и быстрый способ строительства;
• низкая вероятность строительных дефектов;
• перераспределении нагрузок в основание на максимальной площади;
• гашение вибрации несущих элементов рельсового пути;
• экономичность системы в целом.

Объекты:

Ленточные опоры

Ленточные опоры применяются преимущественно в системах "масса-пружина", выполняемых в виде конструкций из готовых элементов или комбинированных конструкций готовых элементов и монолитного бетона. Возникающие при движении поезда горизонтально направленные воздействия как по оси пути (силы торможения и ускорения), так и перпендикулярно оси пути (центробежные и секущие силы) эффективно компенсируются за счет относительно большой площади опор.

При реализации ленточной опоры можно достичь меньших значений собственных частот верхнего строения пути (в сравнении с полноплоскостной опорой) при оправданно меньших затратах. Конечным результатом является лучшая изоляция структурных шумов.

Объекты:

Линии метро и городские железные дороги:

• Бонн;
• Дортмунд;
• Мюнхен;
• Эссен.

 

Точечные опоры

Применение точечных опор необходимо при определенных конструктивных формах плит или балластных корыт. Готовые плиты или плиты, изготовленные на месте из монолитного бетона (после отвердения), приподнимают, и упругие опоры вставляются через специальные установочные отверстия. Так как площадь опоры относительно мала, то особое внимание необходимо уделить горизонтальным силам, возникающих при движении поезда. Для ограничения горизонтальных сдвигов в соответствии с заданными параметрами необходимо найти оптимальное соотношение между модулем сдвига, эластичностью материала, толщиной и площадью опоры.

Использование точечных опор позволяет достичь самых низких собственных частот и обеспечить максимальную защиту от структурных шумов. При использовании систем такого типа без проблем достигается изоляция от структурных шумов в 30 дБ и более.

Объекты:

Линии метро и городские железные дороги:

• Бонн;
• Гамбург (надземная железная дорога);
• Мюнхен;
• Нюрнберг.

 

SYLOMER® — многофункциональный эластомер для верхнего строения железнодорожных путей.

Более двух десятилетий материалы SYLOMER® используются в верхнем строении ж.д. пути для эффективной защиты от вибрации и структурного шума. Реализуя эти функции, материалы способствуют защите архитектурных памятников, повышают стабильность транспортных сооружений, снижают динамическую нагрузку на щебеночный балласт, а вместе с тем и затраты на техническое обслуживание. Даже после более чем двадцати летней эксплуатации балластные маты из материала SYLOMER® полностью сохраняют свои функциональные параметры. Испытания матов, извлеченных после многих лет эксплуатации показали отсутствие усталостных дефектов.

SYLODYN® — новое поколение высокоэффективных эластомерных материалов.

В результате последовательной развития давно испытанных в применении материалов SYLOMER® фирма Getzner разработала новое поколение высокоэффективных полиуретановых эластомеров: материалы SYLODYN®. В расчёте на всё более возрастающие динамические нагрузки на высокоскоростных ж.д. магистралях фирма предлагает сегодня целый ряд продуктов из материала SYLODYN®: высокоупругие подрельсовые и нашпальные прокладки, высокоэффективные подбалластные маты и опоры для систем «масса-пружина».

Требования к эластомерной опоре для систем "масса-пружина"

В качестве упругой опоры для систем «масса-пружина» применяются ячеистые материалы SYLODYN® плотностью от 220 до 850 кг/м. куб. Однородное качество материала позволяет без проблем создавать любую толщину опор путем укладки нескольких слоев один на другой. Наиболее часто применяемые в настоящее время для систем «масса-пружина» опоры из материала SYLOMER® имеют в ненагруженном состоянии толщину от 12 до 50 мм для полноповерхностной опоры и 25-100 мм для ленточной и точечной опор.

Материалы SYLOMER® не чувствительны к кратковременной перегрузке. Даже при экстремальной деформации под воздействием кратковременных пиковых нагрузок, которые, в частности, могут возникать при монтаже, материал не получает повреждений. Мелкоячеистая структура материалов SYLOMER® как при статической, так и при динамической нагрузке создает необходимый объем для деформации. Это означает, что в материале не имеется выступов и полостей, которые в процессе монтажа или эксплуатации сжимаются и тем самым могут оказывать отрицательное воздействие на эффективность опор.

Упругие подрельсовые и нашпальные прокладки для рельсовых соединений	Подбалластные маты	Упругие опоры для пути на плитах и с балластным корытом / Системы "Масса - Пружина"
f0 >= 25 Гц	f0 >= 15 Гц	f0 >= 6 Гц
Собственная частота для верхнего строения пути под осевой нагрузкой	Собственная частота для верхнего строения пути под осевой нагрузкой	Собственная частота для верхнего строения пути под осевой нагрузкой