2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 1

A budapesti Déli összekötő vasúti híd A budapesti Déli összekötő vasúti híd zaj- és rezgésvizsgálataizaj- és rezgésvizsgálatai

Augusztinovicz F. & Márki F. - BME Híradástechnikai TanszékAugusztinovicz F. & Márki F. - BME Híradástechnikai Tanszék Bite P.-né - KTI Rt.Bite P.-né - KTI Rt. Dombi I. - ÉMI Kht.Dombi I. - ÉMI Kht. P. Carels & J. Willems - CDM (Belgium)P. Carels & J. Willems - CDM (Belgium) Horváth Z. - HungarocorkHorváth Z. - Hungarocork

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 2

A helyszín

Millenniumi Városközpont Kulturális Tömb - a jövőben

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 3

A helyszín / 2

Millenniumi Városközpont Kulturális Tömb - szeptemberben

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 4

Hídszerkezet

Mederhíd: alsópályás (felsőöves), négy medernyílású

szegecselt acélhíd

Parti híd: gerinclemezes, felsőpályás szegecselt acélhíd

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 5

Zajtérkép a híd eredeti állapotában

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 6

Feltételezett fő zajforrások

főtartók

Acél járólemezek

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 7

A vizsgálat előkészítése: érzékszervi vizsgálatok

látás

hallás

tapintásFényképezés: Bite M.

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 8

Közeltéri mikrofonállvány

Zajmérések

Fénykapuk helyzetérzékelés és sebességmérés céljára

Távoltéri mérőhely

Referencia gyorsulásérzékelő az alaplemezen

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 9

Néhány fontos zajmérési eredmény

55

65

75

85

95

10 100log speed, km/h

Far

fiel

d n

ois

e le

vels

- d

BA

Goods trains

Locomotives

Passenger trains

Elhaladási zajszintek sebességfüggése

50

60

70

80

90

63 125 250 500 1000 2000

Third octave band center frequencies - Hz

So

un

d p

res

su

re le

ve

ls -

dB

Gyorsvonat1_79km/h

Gyorsvonat2_81km/h

Tehervonat1_33km/h

Tehervonat2_42km/h

ROLAvonat_49km/h

Néhány szerelvény zajspektruma

Következtetések kritikus frekvenciatartomány 400 és 800 Hz között a sebesség és a terhelés egyaránt fontos befolyásoló paraméter domináns sugárzási irány lefelé

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 10

Numerikus szerkezetdinamikai szimulációk

12 Hz-es globális módus...

...50 Hz-től kezdve azonban csak lokális módusok

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 11

Rezgésmérési pontok

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 12

Rezgésmérések - műszerezés

Silentium!

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 13

Rezgésmérési eredmények

Rezgésspektrumok 80 km/h sebességű személyszállító vonat elhaladásakor

40

50

60

70

80

90

100

110

120

50 100 200 400 800 1600

Third-octave band center frequency - Hz

Vel

oci

ty le

vel -

dB

re

5e-8

m/s

Baseplate (reference)Main girder, horizontalMain girder, verticalSteel plate, leftSteel plate, center

Következtetések:

• az alaplap/hídfa/gerinclemez rendszer rezgésszigetelése nem elégséges

• az acél járólemezek rezgése a legerősebb, de

• bizonyos, hogy a járólemezek egyben a legerősebb sugárzók is?

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 14

A rezgés- és távoltéri zajspektrumok összehasonlítása

A távoltéri zaj és a rezgéssebesség-spektrumok különbsége különféle vonatokra

SvcP 2 constLLii vp minden rész-zajforrásra, és

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

63 125 250 500 1000 2000

Third octave band center frequency - Hz

No

ise

leve

l m

inu

s ve

loci

ty l

evel

egy főtartónál

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

63 125 250 500 1000 2000

Third octave band center frequency - Hz

No

ise

leve

l m

inu

s ve

loci

ty l

evel

egy járólemezen

constLsumLivp az eredő zajra

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 15

A lesugárzás numerikus szimulációja

A híd hangterének numerikus szimulációja

Statisztikus peremelem módszer: 2D megközelítés feltételezések a rezgéseloszlásról

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 16

A szóbajöhető zajcsökkentési módszerek hatásának előrebecslése

100 200 300 400 500 600 700 80060

65

70

75

80

85

Frekvencia [Hz]

SP

L [d

B]

Távoltéri hangnyomás - zajcsökkentése

mért értékekeredeti állapot5 dB csill. a szélsö rec.lemezeken5 dB csill. a középsö rec.lemezen5 dB csill. a gerincenmindenhol 5 dB csillapítás

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 17

A járólemezek eltávolítása

Kísérleti igazolás

„Lemeztelenített” hídszerkezet

-6

-3

0

3

6

63 125 250 500 1000 2000 4000

Third-octave band frequencies - Hz

Lev

el d

iffe

ren

ces

Az eredmény:

Végkövetkeztetés:

mindkét intézkedés szükséges!

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 18

Rezgéscsökkentés: CDM FERPONT rendszer

Abso-Rail UIC 54

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 19

Zajcsökkentési intézkedések / 1

Acél járólemezek cseréje kompozit lemezre

20

30

40

50

60

70

80

20 40 80 160 315 630 1250 2500 5000 10000

Third octave band center frequency - Hz

So

un

d p

ow

er

lev

el -

dB

re

10

e-1

2 W

Steel plate

Composite plate

Lesugárzási laborkísérletek felfüggesztett lemezek azonos gerjesztés hangteljesítmény

mérése

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 20

Zajcsökkentési munkálatok

Járólemezek cseréje

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 21

Ellenőrző rezgésmérések

The effect of vibration isolation

-10

0

10

20

30

40

50

50 100 200 400 800 1600 3150

Third-octave band center frequencies - Hz

Vel

oci

ty l

evel

dif

fere

nce

s -

dB Main girder, vertical

Main girder, horizontal

Composite walking plate

Comparison of baseplate vibrations

50

60

70

80

90

100

110

63 125 250 500 1000 2000

Third-octave band center frequency - Hz

Ve

loc

ity

le

ve

ls -

dB

re

5e

-8 m

/s

In original condition

After improvement

Kb. 8 dB a kritikus tartományban

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 22

Zajszintcsökkenés a Nemzeti Színház környezetében

Átépítés előttÁtépítés után

2002. október 16-18. OPAKFI szeminárium 23

Epilógus

8 dB 8 dB 7 hónap 7 hónap alatt kb. alatt kb. 1.2 M EUR 1.2 M EUR költséggelköltséggel

csak a

MÁV, CDM, BME, KTI és

ÉMI

jó együttműködésével volt lehetséges