СЕКЦИЯ МАЛОГО ШУМОЗАЩИТНОГО УСТРОЙСТВА РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

Предлагаемое в качестве полезной модели техническое решение относится к области строительства железных дорог, а конкретно к обустройству их на всем протяжении шумозащитными экранами, возводимыми параллельно рельсовому пути.
Анализ информации из уровня техники показывает, что решение проблемы борьбы с шумом от движения большегрузных железнодорожных составов решается в двух направлениях: устранение или уменьшение шума непосредственно в местах его возникновения, (прежде всего от движения колесных тележек состава по рельсам и стыкам, от вибраций и колебаний рельсового пути, выброса гравия и пр.), и созданием защитных устройств от возникающих звуковых волн. Примерами решений первого направления являются патенты №№2369877 и 2369678 (оборудование пути прокладками), или накладками №130319 (ПМ), также путем регулирования стыковочного узла рельс №2434987. Мероприятия этого направления чаще всего применяются или могут быть применены в исключительно городских условиях, например, для прокладки трамвайного движения. Но для протяженных железных дорог дальнего следования они не применимы из-за их дороговизны и технических проблем.
На практике применительно к защите от шума железнодорожного транспорта широко используются технические средства второго направления, а именно вдоль рельсовых путей возводят шумозащитные устройства в виде экранов, содержащих звукопоглощающие или шумоотражающие акустические панели. Конструктивные особенности экранов связаны с варьированием элементов экрана: несущих конструкций, панелей, их составляющих, способах их изготовления и пр. Общепринятые приемы изготовления защитного устройства заключаются в подготовке фундаментного основания, закрепления на нем несущих стоек и установке между ними акустических панелей Простейшим примером является шумозащитное устройство по пат. РФ 21052 (ПМ). Экран собирается из сборных железобетонных панелей приваркой к закладным элементам. Более совершенным экраном является устройство по пат. РФ 34943 (ПМ), в котором применяют ж/б панели рельефного профиля в виде лотков. Это примеры шумозащитных устройств, работающих по принципу отражения шумовой волны, в результате эффект шумопоглощения невысокий. Шумозащитное устройство, эффективно гасящее шумовые волны и одновременно их поглощающие, описано в патентах РФ №№2405082 и 2400595. Отличительной особенностью экрана является акустическая панель, составленная из промышленно выпускаемых П-образных профилей, а также оригинальный способ изготовления устройства. Профили устанавливают в стойки Н-образного профиля (двутавр), которые в свою очередь закреплены на точечном бетонном фундаменте под каждую стойку. Акустические панели способны как отражать звуковую волну, так и поглощать шум, снижая его до допустимых норм. Примером измененной конструкции акустической панели экрана является устройство по пат. РФ №2465390. Описано шумопонижающее устройство, содержащее несущие элементы типа поперечных стоек и продольных профилей Н-образного сечения. Отличие экрана заключается в модификации звукопоглощающих панелей, призванных усиливать резонаторную составляющую шумовой волны, за счет чего и происходит шумопонижение. Недавно опубликованный пат. РФ №2514289 (публ. 27.04.14 г.) защищает итальянскую разработку шумозащитного ограждения из шумоизолирующих панелей, установленных на Н-образных профильных секциях. Отличие конструкции в креплении панелей к таким профилям.
Из приведенного уровня техники следует, что существующие шумозащитные устройства являются капитальными блочными сооружениями. Устройства такого вида занимают большую площадь, поскольку возводятся на расстоянии не менее 4 м. от пути с высотой также не менее 3 м. Они не предназначены по экономическим соображениям для установки вдоль всего рельсового пути на всем его протяжении, поэтому они устанавливается, в основном, в ответственных местах населенных пунктов и шумоохранных зон - лесопарков, заповедников и пр. Кроме того, территория, огороженная такими устройствами, с трудом и большими трудностями подвергается очистке, а доступ для ремонта самого ж/д пути практически не возможен без разбора этих устройств. Основным источником шума при движении состава является пара «колесо-рельс». Известно, что чем ближе шумозащитный экран к источнику шума, тем эффективность выше. Вместе с тем практика использования шумозащитных устройств показывает, что основной процент создаваемой шумовой волны приходится непосредственно на близлежащее пространство около самого ж/д пути, рассеиваясь и уменьшаясь по мере удаления от источника шума. Все эти факты послужили толчком к разработке так называемых «малых экранов». Такие экраны обладают уменьшенными габаритами, что позволяет устанавливать их ближе к рельсовому пути. Уровень техники не выявил подобных устройств, хотя по конструктивным характеристикам существующие экраны могут быть аналогами предполагаемой разработки. Исходя из этого и по схожести технических признаков мы в качестве ближайшего аналога предполагаем использовать известное шумозащитное устройство по пат. РФ №50549 (ПМ). Это защитное устройство выполнено как дорожный барьер, установленный на фундаменте в виде опорной стены. В роли акустических панелей используются отдельные листы, прикрепленные к средствам поддержки в виде стоек. К недостаткам такой конструкции относится, прежде всего, ее монолитность, создающая отмеченные выше для всех устройств такого типа проблемы, в частности, не обеспечивается свободный доступ в зону рельсового пути для санитарно-гигиенических и профилактических ремонтных работ.
Целью данного предложения является разработка шумозащитного ограждения, обеспечивающего доступность к зоне ж/д пути для профилактических и ремонтных работ, с сохранением шумозащитных свойств.
Задача была решена путем обеспечения средств поддержки акустических панелей опорно-поворотным механизмом, позволяющим опрокидывать определенную часть шумозащитного устройства, а также применять для экранирования от шумовой волны акустические панели максимальной высотой не более 1,1 м, от верха головки рельса, сгруппированные в секции.
Достигаемый технический результат заключается в возможности свободного доступа к ж/д путям, уменьшение в несколько раз зоны строительства экрана, сокращение расходов на изготовление и эксплуатацию шумозащитного устройства, обеспечение безопасности от выбросов гравия с полотна дороги.
Конструкция устройства и возможности его эксплуатации поясняются чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид секционного шумозащитного устройства со стороны источника шума ж/д полотна. На фиг. 2 показано расположение устройства относительно ж/д пути и колесной тележки состава. На фиг. 3 - схема работы устройства в процессе опрокидывания.
Секционное шумозащитное устройство (фиг. 1) состоит из средств поддержки в виде винтовых свай 1, опорного основания 2, вертикальных стоек 3 и 4, акустических панелей 5, защитных колпаков 6 и 7, опорно-поворотного механизма, состоящего из устройства фиксации секции 8 и устройства опрокидывания 9, а также ручек 10. Секция представляет собой, как правило, три пролета из акустических панелей, закрепленных между двух центральных и двух концевых стоек, установленных на едином опорном основании 2.
Устройство изготавливают следующим образом (фиг, 1): Сваи 1 вкручиваются в землю до проектного положения и заполняются бетоном при необходимости. Секция экрана устанавливается, в зависимости от района установки чаще всего, на три винтовые сваи 1. К опорному основанию 2 приварены две центральные стойки 3 и две боковых стойки 4, с установленными на них ручками 10. Пространство между стойками заполняется акустическими панелями 5, закрепляемыми между полками стоек. После монтажа панелей, для их фиксации, на стойки устанавливаются защитные колпаки 6 и 7. Опорное основание секции крепится к сваям, при помощи опорно-поворотных механизмов, содержащих запорное фиксирующее устройство 8 и устройство для опрокидывания 9. В качестве устройства фиксации может применяться любое известное приспособление, например, крюк, задвижка, болтовое соединение. В качестве опрокидывающего устройства может также применяться любое известное приспособление, например, шарнир или петля. Длина опорного основания балки может быть произвольной, зависящей от размеров панелей ее составляющих. Чаще всего применяют швеллер длиной 9 м.
На схеме фиг. 3 показано как работает устройство. Для обеспечения доступа в зону рельсового пути секция переводится из вертикального (рабочего) положения в наклонное положение (процесс опрокидывания). Перевод в нужные положения осуществляется поворотом секции при помощи механизма опрокидывания, угол опрокидывания от 1° до 179°. В вертикальном (рабочем) положении секция удерживается устройством фиксации. Сваи для монтирования шумозащитного устройства устанавливаются на фиксированном расстоянии от рельсового пути, не создавая помех движению. Количество акустических панелей в каждом пролете секции варьируется в зависимости от параметров самой панели, при этом суммарная высота экрана не превышает 1,1 м от верха головки ближайшего рельса. Формирование шумозащитного экрана осуществляется пристройкой вплотную новых секций к уже построенным.
В настоящее время проводятся пробное изготовление и испытание устройства.
Применение на практике таких «малогабаритных» экранов имеет преимущество по сравнению с известными шумозащитными экранами прежде всего по экономическим показателям. Технология изготовления цельных экранов вдоль протяженного пути значительно упрощена и осуществляется путем присоединения новых секций. Доступ к зоне ж/д пути обеспечивается на нужных участках опрокидыванием единичных секций, без разборки всего экрана. Учитывая, что чем ближе ограждающая конструкция, тем больше акустическая эффективность. Малые экраны устанавливаются на минимально допустимом расстоянии от оси пути и имеют максимальную допустимую для данного расстояния высоту (фиг. 2). Этим самым применение малых экранов вблизи ж/д путей позволяет добиться высоких значений акустической эффективности при малой высоте экрана. В наиболее ответственных местах экологической безопасности целесообразно сочетать известные (большие) экраны с параллельным возведением малых экранов. В этом случае ожидается чрезвычайно высокий показатель шумозащищенности.