На железнодорожном транспорте

Кошман Вероника Александровна, учащаяся,

Муравейко Кристина Юрьевна, учащаяся

Кулицкая Кристина Игоревна, руководитель практики

Брестский колледж – филиал учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта» (Беларусь, Брест)

 

Железнодорожный транспорт – один из самых эффективных видов транспорта. Однако он имеет как плюсы, так и минусы. Железнодорожный транспорт часто становится причиной жалоб населения на повышенный шум и вибрацию. Шум и вибрация от железнодорожного транспорта является угрозой для здоровья, а также причиной беспокойства и дискомфорта людей. Исходя из этого, уменьшение воздействия шума и вибрации до допустимых величин является важнейшим условием для труда и защиты окружающей среды[1].

Шумом является любойзвук, мешающий восприятию производственных сигналов, речи и вызывающий неприятные ощущения. С физической точки зрения, шум – это совокупность звуков разной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени. Шум, вибрация и ультразвук имеют общее происхождение.

Основными источниками шума на железнодорожном транспорте являются движущие поезда, путевые машины, производственное оборудование. Интенсивное движение поездов вблизи линий жилой застройки, в черте города, посёлка заметно ухудшает акустический климат населённых пунктов и жилых помещений. Распространённым источником шума является локомотив. Общий шум дизельного тепловоза на расстоянии 0,5 м от корпуса и аэродинамического шума выхлопа на расстоянии 1м от выхода патрубка достигает 120 дБ. Источниками интенсивного шума являются локомотивные, вагонные депо[2].

Вибрация – это механическое колебательное движение системы с упругими связями; движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере одной координаты.

Причиной возбуждения вибраций на железнодорожном транспорте являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источником такого дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося или движущегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей, а также неправильная установка и эксплуатация оборудования. Основные параметры вибрации: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания[4].

Источниками вибрации на железнодорожном транспорте являются такие технологические процессы как укладка бетонных смесей, производство крупнопанельных конструкций, а также движущиеся поезда, механические колебания, которые они возбуждают. Так при следовании поезда через мост вибрации передаются через его основание, реку и рядом находящиеся объекты.

Проблемасуменьшением шума от железной дороги является очень актуальной, так как испробованные методы оказались малоэффективны. В основном железные дороги находятся за чертой населенных пунктов, но данный факт не решает проблемы.Поскольку железная дорога проходит через населенные пункты, создаются неудобства для проживающих, а такжепроисходит загрязнение окружающей среды.

Работники железнодорожного транспорта при выполнении служебных обязанностей постоянно подвергаются воздействию интенсивного шума, который помимо вредного действия маскирует информационные звуковые сигналы. Это затрудняет восприятие подаваемых подвижным составом сигналов и сообщений диспетчера и повышает опасность производственного процесса. Поэтому снижение шума является одной из задач охраны труда и окружающей среды.

Методы борьбы с шумом.

Железные дороги имеют огромное преимущество перед другими видами транспорта по всему комплексу факторов воздействия на окружающую среду, в том числе и по шумовым характеристикам. На основании исследований, высокоскоростные магистрали производят меньший шум по сравнению с автомагистралью одинаковой провозной способности, при этом спектральные характеристики и периодичность проявляют свойства, меньше беспокоящие человека. Также эффективны методы защиты от шума с помощью инженерных устройств – барьеров, лесонасаждений, искусственных насыпей. В силу того, что линии входят в центральные городские районы, а шум, производимый поездами, увеличивается по мере роста скорости движения, перед администрацией железных дорог стоит выбор: снижение скорости движения поездов или поиск эффективных средств борьбы с шумом. К настоящему времени, благодаря исследованиям и разработкам инженеров, были установлены причины и определены эффективные средства снижения шумового воздействия от поездов.

Во-первых, улучшение акустических параметров высокоскоростного подвижного состава и постоянных устройств высокоскоростной магистрали и, как следствие, меньшая генерация шума поездами, конструкциями пути при больших скоростях движения.

Во-вторых, эффективные инженерные и организационно-технические методы защиты от шума, генерируемого при прохождении поездов по высокоскоростным магистралям.

Снижение шума механического происхождения обеспечивается повышением качества рельсов: большей ровностью поверхности катания, а также регулярным проведением регламентных работ по поддержанию на должном уровне поверхности головки рельса своевременной шлифовкой и поверхности катания колес регулярной проточкой.

Для снижения шума от качения колес по рельсу на высокоскоростных магистралях применяют следующий метод: экранируют тележки вагона и устраивают звукозащитные ограждения на эстакадах и вдоль насыпей линии высокоскоростной магистрали.

Существует еще ряд методов по снижению шума на железнодорожном транспорте:

–устранение износов и дефектов поверхности катания колес;

–шлифовка рельсов, уложенных в пути;

–ограничение скорости движения поездов;

–контроль за техническим состоянием колёсных пар;

–снижение звукоизлучения рельса;

–повышение гибкости системы буксового рессорного подвешивания тележек.

Все эти методы являются эффективными и помогают снизить уровень шума на железнодорожном транспорте[1].

Методы борьбы с вибрацией.

· 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.

· 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.

· 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[3].

Уровни звуковых давлений железнодорожного транспорта принадлежат к четвёртой области действия шума (75-120 дБ). Данная область производит неблагоприятное физиологическое действие, и люди, подвергающиеся воздействию такого шума, часто жалуются на раздражительность, головные боли, снижение внимания и памяти, сонливость, повышенную утомляемость, нарушения сна. Чтобы уменьшить уровень шума, следует предпринять различные методы, при помощи которых будет происходить снижение шума железнодорожного транспорта. Например, при помощиулучшения акустических параметров подвижного состава или засчетповышения качества рельсов. Поэтому следует предпринимать различные методы, при помощи которых будет происходить снижение шума и вибрации железнодорожного транспорта.

 

Используемые источники:

1. scienceforum.ru[Электронный ресурс] – Режим доступа: https://scienceforum.ru/2019/article/2018010921 – Дата доступа: 14.10.2021.

2. vuzlit.ru[Электронный ресурс] – Режим доступа: https://vuzlit.ru/1287759/istochniki_vibratsii_shuma – Дата доступа: 14.10.2021.

3. www.1435mm.ru[Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.1435mm.ru/ecology/snizhenie-vibracij-na-zhd.html – Дата доступа: 17.10.2021.

4. www.1435mm.ru[Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.1435mm.ru/ecology/vibracii-sozdavaemye-zheleznodorozhnym-transportom.html – Дата доступа: 18.10.2021.