Виброизоляция рельсовых путей

Виброизоляция рельсовых путей с помощью конструкций типа
"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 воздушного шума (вторичный шум). В зависимости от интенсивности и длительности воздействия, шумы и вибрации оказывают негативное влияние на самочувствие, также физическое и психическое здоровье людей.

На сегодняшний день существует множество возможных решений по снижению структурного шума в месте возникновения (в источнике возбуждения). В случае городского подземного и наземного 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 определяет итоговую эффективность системы виброизоляции.

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 эксплуатации 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.

Полноплоскостные опоры

В зависимости от области применения полноповерхностные конструкции упругих опор обеспечивают снижение собственных частот конструкции 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 частот наибольшей интенсивности вибраций.

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:

Метро и трамвайные линии:

• Женева;
• Гренобль;
• Мадрид;
• Милан;
• Мюнхен;
• Нант;
• Рим;
• Руан;
• Страсбург;
• Валенсия.

Городские железные дороги:

• Берлин, городская железная дорога;
• Париж, Сен-Дени;
• Цюрих.

Ширококолейные железные дороги:

• Ампербрюке (Дойче Бан);
• Берлин, городская железная дорога;
• Брюссель (SNCB);
• Катания (FS);
• Милан - Саронно (FS);
• Рим - Фьюмичино (FS);
• Зиттенберг (туннель) (ОВВ);
• Удине - Тарвизио (FS);
• Цюрихберг - туннель (SBB).

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 лучший эффект снижения  вибраций и, как следствие,снижение  вторичного воздушного шума в зданиях.

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:

• 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		f0 ≥ 25 Гц Собственная частота для верхнего строения пути под осевой нагрузкой
Подбалластные маты		f0 ≥ 15 Гц Собственная частота для верхнего строения пути под осевой нагрузкой
Упругие опоры для пути на плитах и с балластным корытом / Система "Масса - Пружина"		f0 ≥ 6 Гц Собственная частота для верхнего строения пути под осевой нагрузкой