Реферат: Проблемы снижения уровня шума в городах

При испытаниях, проведенных на скоростной пригородной железной дороге Юго-восточного управления транспорта (SEPTA) в Пенсильвании (США) было установлено, что проточка бандажей колес в условиях, типичных для обычной эксплуатации, и без заметных ползунов приводит к снижению уровня вибрации, обусловленной вибрацией грунта, возбуждаемой движением поез­дов, на 5-10 дБ для частот выше 100 Гц. Однако для частот ниже 100 Гц это ме­роприятие мало что дает, а то и вовсе не приводит к снижению вибрации (не го­воря уже о том, что иногда даже появля­ется случайное увеличение вибраций).

Предупреждение возникновения изно­са поверхности катания колес. Современ­ный подход к предупреждению или к минимизации образования ползунов со­стоит в оснащении новых вагонов си­стемами, предупреждающими буксова­ние с проскальзыванием, а также в про­ведении в некоторых случаях переосна­щения действующего подвижного соста­ва упрощенными вариантами автомати­ческих устройств для ограничения по­явления буксования с проскальзыванием колес, применяемых на некоторых вагонах Управления нью-йоркских город­ских железных дорог (NYCTA).   

Шлифовка рельсов, уложенных в пу­ти. Шлифовка рельсов применяется на скоростных городских и на магистраль­ных железных дорогах для устранения неровностей, связанных с неравномер­ным прокатом или следами сварки сты­ка рельсов, а также для удаления волно­образного износа, отслаивания, растрескивания поверхности головки рельса и удаления вмятин на поверхности изно­шенного рельса.

Как и в случае проточки поверхности катания колес, влияние шлифовки рель­са на уменьшение шума и вибрации грунта значительно зависит от техни­ческого состояния до шлифовки поверх­ностей катания колеса и рельса. При отсутствии ползунов на колесах шли­фовка новых рельсов (при наличии неко­торых неровностей после прокатки) или обычно изношенных (без волнообразно­го износа) приводит к уменьшению уровней вибрации грунта на 2-10 дБ. При наличии волнообразного износа рельса шлифовка поверхности катания может привести к уменьшению шума, обусловленного вибрацией грунта, на 10-20 дБА.

Для полного выравнивания поверх­ности катания требуется около 110 про­ходов по рельсовому участку шлифо­вального поезда, оснащенного абразив­ными блоками.

Сварка рельсовых стыков и обеспече­ние точного относительного расположения рельсов. Можно ожидать, что всякое устройство, смягчающее удары, возни­кающие при проходе колеса через стыки рельсов, внесет свой вклад в уменьшение связанных с этим шума и вибрации. Замена звеньевого пути на бесстыковой является в этом отношении наиболее эффективной, так как сварные стыки (при правильной стыковке) в совокупно­сти уменьшают нарушения непрерыв­ности поверхностей соединяемых рель­сов.

Тщательное техническое содержание и обеспечение правильного относитель­ного положения стыков с болтовыми соединениями рельсов выгодно там, где имеется такой путь, особенно с целью избежать дополнительные рихтовки, ко­торые приводят к подскоку колес на стыке.

Можно ожидать также положитель­ных результатов от использования спе­циальных крестовин (например, подвиж­ных узловых крестовин), что приводит к уменьшению ударов и смягчает пере­дачу нагрузки колеса с одного рельсово­го звена на следующее.

Повышение гибкости системы буксо­вого рессорного подвешивания тележек. Буксовая система рессорного подвеши­вания, расположенная между осью ко­лесной пары и рамой тележки, - опора последней. Это является наиболее су­щественной конструктивной особенно­стью вагонной тележки, которая влияет на структурный шум и вибрацию. Хотя обычно демпфирование приводит к незначительное эффекту, однако в некоторых случа­ях оно может оказаться существенным.

Подрезиненные колеса. При подрезиненных колесах точка контакта на колесе перемещается в большей степени (а точ­ка контакта на поверхности катания рельса в меньшей степени) из-за неров­ности поверхностей катания колеса и рельса, тем самым уменьшаются вибра­ции рельса и соответствующий шум в зданиях, расположенных поблизос­ти.

Подрезиненные колеса могут также составлять часть системы рессорного подвешивания: замена стандартных ме­таллических колес на подрезиненные при­водит тогда к изменениям резонансных частот и демпфирующих характеристик этих систем.

Ограничение скорости движения поез­дов. Понижением скорости движения поезда можно уменьшить уровни шума, обусловленного вибрацией грунта, и уровень вибрации примерно на 4-9 дБ (характерное уменьшение составляет 6 дБ) на каждое уменьшение скорости движения поезда в 2 раза. В большин­стве случаев изменение уровня вибрации пропорционально 13-30 ед. (скорости), а наиболее типичное пропорциональное соотношение составляет 20 ед. (скорости).

Однако зависимость шума и вибрации от скорости движения меняется как с интенсивностью движения, так и с типом подвижного состава. Поэтому при движении грузовых составов снижение скорости может привести к изменению уровня демпфирования системы, а следовательно – к обратному эффекту и увеличению вибрации и шума.

4.3.2. Упругие элементы в конструкции пути

Упругое рельсовое крепление. Устрой­ство упругих креплений рельсов продиктовано стремлением изолировать вибрирующий рельс от шпал или других элементов, к которым прикреплен рельс. Одна из рекомендаций для до­стижения хорошей виброизоляции сво­дится к тому, чтобы использовать уст­ройство упругого рельсового скрепле­ния, жесткость которого будет обеспе­чивать статический прогиб рельса при нагрузке поездом в пределах от 2 мм до 5 мм.

Упругое основание под шпалами. В конструкциях упругих опор под шпала­ми упругий элемент помещается между шпалой и нижней частью тоннеля. При упругих рельсовых креплениях упругий элемент устанавливается между подош­вой рельса и шпалой. Дополнительная промежуточная масса, которая обеспе­чивается системой "плавающего" пути, совместно с возможностью использования более эластичных элементов под шпалами по сравнению с теми, что можно применить в рельсовых упругих креплениях, приводит к улучшению виброизоляционных свойств.

"Плавающее" основание пути. Наряду с тем что при упругих рельсовых креп­лениях и шпалах на упругом основании масса, расположенная над нижними уп­ругими опорами, значительно мень­ше той, которая является необрессоренной массой ходовой части тележек ваго­на.

Существует несколько приемов, при использовании которых "плавающая" масса становится гораздо больше необрессоренной массы тележки вагона. К подобным конструкциям пути относят­ся "плавающие" плиты и "плавающие" элементы (которые иногда называют "плавающими" мини-плитами или сдво­енными шпалами). В системах с упругим основанием пути инерция "плавающей" массы приводит к снижению ее виброперемещений при частотах, где это осо­бенно важно. Виброперемещения пере­даются нижней части тоннеля через от­носительно мягкие упругие опоры, что приводит к уменьшению динамических сил, достигающих нижней части тонне­ля.

4.3.3. Конструкция тоннелей

Можно предположить, что типы тоннелей более устойчивые к возбуждающим силам, будут передавать в окружающую их среду менее интенсивные вибрации. Таким образом, можно полагать, что более массивные тоннельные конструкции вызовут меньший шум и вибрацию в соседних зданиях. Имеются данные, свидетельствующие о том, что железобетонные двойные коробчатые тоннели приводят к меньшему шуму, обусловленному вибрацией грунта, по сравнению с тем, что имеет место в слу­чае легких конструкций тоннелей круглого сечения (независимо от того, вы­полнены они на месте из монолитного железобетона или из сборных предвари­тельно напряженных железобетонных секций, стальных или чугунных тюбин­гов тоннельной обделки).

4.3.4. Экранирование

Траншеи или монолитные препятствия могут также применяться в качестве средств ограничения структурного шума, возбуждаемого вибрацией грунта, а также вибрацией, обусловленной дви­жением поездов. Оба способа экраниро­вания обеспечивают рассогласование импедансов в грунте, что приводит к на­рушению процесса распространения волн в грунте.

4.3.5. Виброизоляция зданий

Установка виброизолирующих про­кладок в здании под свайные фундамен­ты, у основания колонн или сводов и в других местах соединения различных элементов конструкции здания может способствовать вибро- и шумоизоляции зданий или отдельных зон внутри зда­ния. Свинцово-асбестовые прокладки примерно с 1915 г. нашли широкое при­менение для изоляции крупных зданий от шума в вибрации, возбуждаемых же­лезной дорогой и метрополитеном. В 60-х годах подобные прокладки были применены при сооружении отеля "Квин Элизабет" в Монреале и концертного зала Звери Фишер в Нью-Йорке. При­менение этих прокладок, по-видимому, привело к значительной виброизоля­ции-снижению уровня вибрации при­мерно на 10 дБ.

В тех случаях, когда необходимо обеспечить тишину лишь в нескольких помещениях существующих зданий, ре­комендуется сооружение "помещения в помещении", как это делается давно применительно к радио, телестудиям и акустическим камерам. В этом случае требуется обеспечить "плавающую" на упругом основании коробку защищае­мого помещения со своими ограждаю­щими конструкциями внутри сущест­вующего здания. При таком решении тихое помещение будет виброизолировано от динамических внешних воздей­ствий.

Во всех виброзащищенных конструк­циях зданий должны быть приняты ме­ры к перекрытию всех путей (акустиче­ские мостики) передачи значительных вибраций или к обеспечению их эффек­тивной виброизоляции. В противном случае вибрация будет распространяться по этим путям, сводя на нет все меры по ограничению шума, достигнутые с по­мощью виброизоляции.

5.1. Уменьшение воздействия шума, генерируемого воздушными судами

5.1.1. Введение ограничений на эксплуатацию самолетов

Разработанные в ряде стран меры контроля по использованию воздушного пространства снижают воздействие шу­ма, генерируемого воздушными судами, путем ограничения их эксплуатации в определенное время суток. Практичес­кая реализация этих мер сводится к ограничению времени, в те­чение которого в аэропорту разрешены полеты воздушных судов. В междуна­родном аэропорту Женева (Швейцария) с одобрения Федерального Управления гражданской авиации введено ограниче­ние на взлеты и посадки в ночное время между (с 22.00 до 6.00) для всех видов воздушного сообщения.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6