Tausta: Mistä vierintämelu tulee
Kun pyörä kulkee kiskon yli, pienet epätasaisuudet molemmilla pinnoilla herättävät pyörän, kiskon ja ratapölkyn tärinää. Kisko säteilee suurimman osan ilmamelusta 500 - 2000 Hz alueella, ja kiinnitysjärjestelmä on suoraan kiskon jalan ja tukirakenteen välissä. Jäykkä kiinnitys välittää tämän tärinän lähes muuttumattomana, kun taas joustava kiinnitys voi vaimentaa sitä, jos jäykkyys ja vaimennus valitaan oikein. Suunnittelutehtävä ei siis ole vaimentaa itse kiskoa, vaan valvoa kuinka paljon tärinää lähtee kiskon jalusta ja saavuttaa ratapölkkyyn ja ympäröivään maahan.
Suunnitteluvivut klipsi- ja kiinnitysjärjestelmässä
Kiinnityksen pystysuuntainen jäykkyys
Kiinnikkeen ja kiskon alle{0}}pehmusteen yhdistetty pystysuora jäykkyys määrittää raiteen resonanssikäyttäytymisen. Pehmeämmät kokoonpanot alentavat kiskon luonnollista taajuutta sen tukien päällä ja vähentävät korkeataajuisen -värähtelyn siirtymistä suuremman kiskon taipuman kustannuksella kuormituksen alaisena. Tyypilliset kimmoisat kiinnikkeet melu{4}}herkille kaupunkiradoille määrittävät staattisen tyynyn jäykkyyden välillä 20–60 kN/mm, kun raskaiden-kuljetusraiteiden jäykkyys on 100 kN/mm tai enemmän.
Varvaskuormitus ja kiinnitysvakaus
Melun suorituskyky riippuu siitä, että pidike säilyttää vakaan varvaskuormituksen pehmusteen pinnalla. Jos varvaskuorma rentoutuu, kisko voi nousta, pehmuste löystyy ja kokoonpano alkaa täristä, mikä synnyttää omaa ääntä. Varvaskuorma 7-12 kN kiinnitystyypistä riippuen pitää kiskon paikallaan ja säilyttää suunnitellun jäykkyyden.
Vaimennus pehmuste- ja klipsimateriaaleissa
Kumista, EPDM:stä tai polyuretaanista valmistetut elastomeerityynyt lisäävät sisäistä vaimennusta, joka muuntaa värähtelyenergian lämmöksi. Pehmusteen materiaalin häviökerroin sekä kiskon jalan, tyynyn ja pohjalevyn välinen kosketuskitka määräävät kuinka paljon energiaa haihtuu kussakin tuessa. Joissakin malleissa kiskon uumaan on lisätty vaimennuskerros tai viritetty kiskon vaimennin aallotuksesta{2}} liittyvän melun vuoksi.
Kuinka melunvaimennus mitataan
Melun ja tärinän väheneminen mitataan vertaamalla testikiinnitystä vertailukiinnitykseen samoissa olosuhteissa. EN 16272 kattaa kiskon kiinnitysmelun vähentämisen painolastilla ja painolastittomalla radalla, ja kiinnityksen siirtofunktiota käytetään tienvarren melutasojen ennustamiseen. Kenttämittaukset metrolinjoilla, joissa on kimmoisat kiinnitykset, osoittavat tyypillisesti tienvarsimelua 3–10 dB(A) jäykkiin pohjalevyihin verrattuna. Tarkka arvo riippuu pyörän ja kiskon kunnosta, tyynyn jäykkyydestä ja raidemuodosta.
Sovellusskenaariot
Metro- ja raitiovaunutunnelit, joissa tärinä ja rakenne{0}}melu häiritsee viereisiä rakennuksia; joustavat kiinnikkeet yhdistetään usein kelluviin laattoihin.
Pääratojen asuinalueet, joissa tienvarsimelurajoituksia valvotaan; alle{0}}kiskopehmusteet ja kiskon vaimentimet asennetaan uusimisen yhteydessä.
Sillat, joissa rakenne säteilee melua tehokkaasti; matalan-jäykkyyden kiinnikkeet vähentävät kiskon ja siltakannen välistä yhteyttä.
Painolastiton tela, jossa ei ole tärinää vaimentavaa painolastia, joten kiinnitystyynyssä on täysi kimmoisuustoiminto.
Valinta- ja huoltonäkökohdat
Sovita tyynyn jäykkyys kiskon jäykkyysbudjettiin: liian pehmeä lisää kiskon taipumista, raidevälin levenemistä ja klipsien väsymistä; liian jäykkä voittaa melutavoitteen.
Tarkista varvaskuormitus asennuksen jälkeen ja määräaikaisissa tarkastuksissa; esikuormituksen menettänyt pidike muuttaa koko kokoonpanon melukäyttäytymistä.
Tarkista tyynyn kunto: ikääntyminen, öljylikaisuus ja pysyvä elastomeerityynyjen sarja heikentävät sekä melua että eristyskykyä.
Varmista, että kiinnitys on yhteensopiva kiskon profiilin ja ratapölkyn tai pohjalevyn liitännän kanssa, ennen kuin määrität melua{0}}vähentävän jälkiasennuksen.
Yleisiä väärinkäsityksiä
Pehmeämmät kiinnikkeet ovat aina hiljaisempia. Liian pehmeät kiinnitykset lisäävät kiskon taipumista ja voivat herättää matalataajuista{1}}värähtelyä; jäykkyys on säädettävä järjestelmään sopivaksi.
Melunvaimennus koskee vain tyynyä. Klipsivarvaskuorma, pohjalevyn vaimennus ja kiskon pinnan kunto vaikuttavat yhtä paljon kuin itse tyyny.
Melua vaimentava{0}}kiinnitys toimii kaikilla junan nopeuksilla. Hyöty on taajuusriippuvainen, ja se tulee validoida mittauksella tietylle sovellukselle.
Usein kysytyt kysymykset
K1: Mikä kiskon pidikkeen osa vaikuttaa meluun?
Klipsi pitää kiskon jalkaa pehmustetta vasten määritellyllä varvaskuormituksella ja lisää jonkin verran vaimennusta oman elastisen muodonmuutoksensa kautta, mutta hallitsevia äänivivut ovat pehmusteen jäykkyys ja yleinen kiinnityskokoonpano.
Q2: Kuinka paljon melunvaimennusta joustavilla kiinnikkeillä voidaan saavuttaa?
Kenttämittaukset osoittavat tyypillisesti 3–10 dB(A) tienvarsimelua verrattuna jäykiin kiinnityksiin, riippuen radan muodosta, tyynyn jäykkyydestä ja pyörän -kiskojen kunnosta.
Kysymys 3: Onko kiskon alla oleva-pehmuste tärkeämpi kuin pidike?
Pystysuorassa tärinänsiirrossa tyyny hallitsee, mutta pidike määrittää, toimiiko tyyny suunnitellulla tavalla. Molemmat on määritettävä yhdessä yhdeksi kiinnitysjärjestelmäksi.
Kysymys 4: Heikentävätkö{1}}melua vaimentavat kiinnitykset radan vakautta?
Ei välttämättä. Alempi jäykkyys lisää taipumista, mutta nykyaikaiset mallit pitävät sivuttaisvastuksen ja{1}}suorituskyvyn pitämällä suorituskyvyn määritysten sisällä pohjalevyn ja ankkuroinnin ansiosta.
Q5: Miten melunvaimennus varmistetaan paikan päällä?
EN 16272 mukaiset tienvarsimelumittaukset ja tärinänsiirtomittaukset vertaavat asennettua kiinnitystä vertailuosaan samoissa liikenneolosuhteissa.
Q6: Voidaanko olemassa olevia kiinnikkeitä päivittää vain melun vuoksi?
Kyllä, monissa tapauksissa pehmuste ja pidike voidaan vaihtaa melun{0}}vaimennusversioon, jos pohjalevy, ratapölkyjen väli ja kiskoprofiili ovat yhteensopivia. ensin vaaditaan paikkatutkimus.