Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

ВОПРОСЫ СНИЖЕНИЯ ВИБРАЦИИ, ПЕРЕДАВАЕМОЙ РЕЛЬСОВЫМ ТРАНСПОРТОМ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Авторы:
Город:
Москва
ВУЗ:
Дата:
04 марта 2016г.

Аннотация: Рассматривается вопросы подавления вибрации, создаваемой рельсовым транспортом. Снижение вибрации, генерируемой при взаимодействии рельсовой машины и рельсов в контакте "рельс-колесо" происходит посредством размещения под верхним строением пути гидравлических виброизоляторов с внутренними инерционными элементами. Прогнозируется усиление эффекта виброизоляции (на 6-30 дБ) при сохранении необходимой величины статической жесткости.

Ключевые слова: Вибрация, виброударные режимы, гидроопора, жесткость, метрополитен.

Современную транспортную сеть в крупных городах и мегаполисах невозможно представить без рельсового транспорта – электропоезда, трамвая, метровагона, позволяющего обеспечить наибольший провоз пассажиров. Рост интенсивности движения на линиях, их более интенсивная загрузка и строительство новых линий движения, приводят к необходимости учета возможных воздействий рельсового транспорта на окружающую застройку.

Любой вид транспорта, особенно рельсовый является источником колебаний, передающихся через грунтовую среду на расположенные вблизи транспортных магистралей сооружения и вызывающих их вибрацию, которая сказывается как на техническом состоянии зданий, так и на санитарно-гигиенических условиях пребывания в них людей. Поэтому в последнее время в нормативные документы вводятся все более жесткие нормы на вибрацию и шум [1].

Хорошо известно, что трамвайные линии и линии метрополитена мелкого заложения являются источником повышенной вибрации, которая распространяется по грунту и передается на фундаменты зданий, расположенных в технической зоне таких линий [2]. Поэтому возникает необходимость снижения уровней вибрации и структурного шума в застройке, прилегающей к использующимся, проектируемым и строящимся линиям рельсового транспорта.

В данной статье предлагается метод снижения вибрации, возникающей от движения состава через рельсы на основание (грунт) путем размещения под верхним строением пути гидравлических виброизоляторов с внутренними инерционными элементами.

Основным источником возбуждения вибрации является точка взаимодействия колес тележки поезда и рельсов, по этому основная задача - это снижение вибрации, возникающей при взаимодействии подвижного состава и верхнего строения пути (рельсов) в контакте "рельс-колесо" на станциях метрополитена и в тоннелях, а также при их последующем распространении по грунту и действии на расположенные вблизи наземные сооружения.

При рассмотрении данной задачи мы находимся в системе координат связанных поездом при установившимся равномерном движении поезда в продольном направлении.

Применяемые сейчас пути виброизоляции можно разделить на два класса:

1.      Виброизоляция колеса (покрытие резиной обода) рельсового транспорта (Великобритания, Германия)

2.      Виброизоляция пути (Россия, Украина, США, Япония).

Упомянем запатентованную и применяемую в России так называемую сборную резиновую виброзащитную оболочку для верхнего строения пути изображенную на Рисунке 1.

Эта виброзащитная оболочка монтируется на полушпалке и помещается в жесткий короб из стеклофибробетона. В коробе размещены и прижаты к полушпалку резиновые опорный и боковые виброизолирующие элементы.

Исследования, проведенные Общероссийским Общественным Объединением "Тоннельная ассоциация России" [2], показали, что превышение уровня вибрации на станциях метрополитена и в тоннелях над санитарными нормами наблюдается в октавах с центральными частотами 16, 31,5 и 63 Гц. (Рисунок 2.)


Снижение вибрации в полосе частот 16-67 Гц можно выполнить применением виброизоляторов с внутренними инерциальными элементами. Результатом является снижение динамической жесткости виброизолятора в определенном заранее заданном частотном диапазоне [3].

С расчетом гидроопор подробно можно ознакомиться в монографии «Системы виброзащиты с использованием инерционности и диссипации реологических сред» [3].

На Рисунке 3. показаны экспериментально полученные спектры вертикальных виброускорений колебаний грунта при виброизоляции рельсовой трассы.




Анализ Рисунков 2 и 3 показывает, что эффективность виброзащитной оболочки по данным измерений составляет: 1. В октавной полосе 31,5 Гц: 6 дБ – на частоте 25 Гц; 18,3 дБ – на частоте 37,5 Гц. 2. В октавной полосе 63 Гц: 22,5 дБ – на частоте 50 Гц; 30,7 дБ – на частоте 66,7 Гц.

Полученные результаты свидетельствуют об усилении эффекта виброизоляции пути при помощи виброизоляторов с внутренними инерциальными элементами обеспечивает усиление эффекта виброизоляции в полосе частот 16-67 Гц. на 6 - 30,7 дБ при сохранении необходимой величины статической жесткости и, следовательно, устойчивости объектов при установке их на виброизоляторы.

Так же данная система может быть успешно применена для виброзащиты путевого пространства скоростных поездов типа «Красная стрела», «Сапсан» и т.д. при скоростях движения 200 – 280 км/ч частоты максимальных виброускорений передаваемых на грунт будут приближаться к 130 Гц.

На динамику подобных систем большое влияние могут оказать соударения элементов конструкций [6] Учет этих факторов будет проведен в дальнейших работах.

В заключение сделаем несколько принципиальных замечаний.

1.      Необходимость обращения к подобным задачам диктуется, прежде всего, тем обстоятельством, что защита зданий и сооружений в городах от разрушения, вызванного воздействием вредных воздействий вибраций приобретает особую актуальность с ростом скоростей и интенсивностью движения

2.      Вибрации, передаваемые через грунт на конструкции зданий, воспринимаются как неприятные низкочастотные колебания, ухудшающие самочувствие людей и работу прецизионных приборов, или как беспокоящий шум (гул).

3.      Предложенные модели позволяют также исследовать и вибрации возникающие от движения наземного рельсового транспорта.

Статья выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект № 15-19-10026).

 

 

Список литературы

1.     СНиП 23-03-2003. Защита от шума. М.: Госстрой России, 2003.

2.     Комплекс нормативных документов по оценке шума и вибрации от метрополитена. Сб. нормативных документов МОО "Тоннельная ассоциация". М.: ТИМР, 1998.

3.     Гордеев Б.А., Ерофеев В.И., Синев А.В., Мугин О.О. Системы виброзащиты с использованием инерционности и диссипации реологических сред. М.: Физматлит, 2004. 176 с.

4.     Сирил М. Харрис, Чарльз И. Крид. Справочник по ударным нагрузкам. Л.: Судостроение,1980.360 с.

5.     Обморшев А.Н. Введение в теорию колебаний. М.: Наука, 1965. 276 с.

6.     Vladimir I. Babitsky, Vitaly L. Krupenin Vibration of Strongly Nolinear Discontinuous Systems. Berlin. Springer, 2001 380 c.