A vasúti pálya zaj- és rezgéscsillapító sínkamra elemeinek elméleti és laboratóriumi vizsgálata

Ma, a XXI. században egyre égetőbb kérdést jelent a környezetvédelem. A vasúti pálya, mint közlekedési létesítmény, valamint az azon közlekedő járművek és szerelvények jelentős zajhatással terhelik a környezetet. A jellemző zajforrás a kerék-sín kapcsolatból származó gördülési zaj, közúti vasútnál jellemzően a kissugarú ívekben kritikus. A pályák közvetlen közelében élők számára nagyon zavaró lehet a zajterhelés, valamint a rezgések által okozott kellemetlenségek.

A megengedhető zajszint előírások és határértékek meglehetősen szigorúak, betartatásuk azonban sok problémát vet fel. Ma a legelterjedtebb zajcsökkentési megoldás a zajvédő falak alkalmazása. A városokban a lakások ablakainak cseréjével is próbálnak védekezni az emberek, ez viszont nem a megfelelő megoldása a problémának. A probléma megoldásával kapcsolatos dolgozatom témája, miszerint a vasúti közlekedés által keletkezett zaj- és rezgésterheléseket más úton kell csökkenteni. Az utóbbi években többféle elem jelent meg a piacon, ami a vasúti pálya által keletkezett zajt illetve rezgést csillapítja. Ilyenek: ágyazati szőnyeg, rugalmas sínalátét, közbetét, aljpapucs, valamint új „idegen” elemként a pályában, a sínkamra elemek, amelyek vizsgálataim és dolgozatom témáját képezik.

Külföldön számos cég gyárt sínkamra elemeket, amiket alkalmaznak is. Hazánkban még nem terjedt el ezeknek az elemeknek a használata. Dolgozatom fő célja ezen elemek hatékonyságának szabályozott, laboratóriumi keretek között történő vizsgálata és összehasonlítása, ezáltal a hazai gyártás hatékonyságának alátámasztása és elősegítése. Magyarországon alkalmazásban vannak olyan elemek, amelyeket külföldön gyártanak, de megjelentek hazai gyártók is, akiknek az elemeit szintén lehetőségem volt vizsgálni. Többfajta zaj- és rezgéscsillapító sínkamra elemet bocsátottak rendelkezésemre, amelyeket azonos körülmények között, azonos eszközökkel és metodikával mértem a Villamosmérnöki és Informatikai Kar Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszéke Akusztikai és Stúdiótechnikai Laboratóriumában.

Vizsgálataimat egy 1 méter 20 cm hosszú UIC 60-as sínszálon végeztem. A sínszál két betonaljra volt leerősítve egy VOSSLOH cég által gyártott Skl-1 típusú szorítórugóval kialakított sínleerősítéssel. Ahhoz, hogy egy tudatos vizsgálat jöjjön létre, először a végeselemes modellezést vettem segítségül: MSCNastran szerkezeti végeselem programmal modelleztem a sínszálat, hogy lássam, adott frekvencián miként viselkedik a sínszál, milyenek az egyes sajátrezgések frekvenciái és módusalakjai. Ennek figyelembevételével helyeztem el a sínszál alkalmas pontjain három rezgésérzékelőt, valamint a sínszál közepétől 1 méter távolságra egy mikrofont. A sínszálat 13×2 pontból álló modellel helyettesítettem, amelyeket egyben gerjesztési pontként is felhasználtam. A sínfejet függőleges illetve vízszintes irányból, a síntalpat csak vízszintes irányból ütöttem meg impulzuskalapáccsal, összesen 39 ponton. A mért frekvenciaátviteli függvény mátrixból a Test.Lab programcsomag móduselemző modulja segítségével szerkezeti móduselemzést végeztem. Ez volt a mérések összehasonlításának az alapja, a csillapítóelem nélküli sínszál. Ezután ugyanolyan laboratóriumi körülmények mellett, ugyanazon leerősített sínszálra helyeztem fel egyesével a különböző összetételű és geometriájú elemeket. Kétféle felhelyezési módszert alkalmaznak a cégek: voltak ragasztott technikával felrakott, és szerelhető kamraelemek.

Vizsgálati eredményeim, mivel azonos körülmények között mértem az elemeket, összehasonlíthatóak. A kapott adatokból számszerű adatokat nyertem arról, hogy mennyire hatékony a zaj- és rezgéscsillapító elemekkel ellátott sínszál a csillapítás nélküli sínszállal, valamint a különböző cégek által gyártott, más-más geometriájú, összetételű és rögzítésű csillapító elemekkel összehasonlítva. Az összes eredményt figyelembe véve megállapítható, hogy a zaj- és rezgéscsillapító kamraelemek – bizonyos körülmények között - alkalmas eszközt képeznek a vasúti zaj illetve a vasúti pálya rezgésének csökkentésére.

szerző

• 
  Csortos Gabriella
  infrastruktúra-építőmérnök
  nappali
  

konzulensek

• 
  Dr. Kazinczy László
  egyetemi docens, Út és Vasútépítési Tanszék
• 
  Dr. Augusztinovicz Fülöp
  egyetemi tanár, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

helyezés