Tests of dynamic impact from trains on noise barriers

• Autorzy: Olaszek Piotr , Sakowski Artur , Twardosz Ewa , Nurek Paweł

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.020.016

Warianty tytułu

PL

Badania oddziaływań dynamicznych pociągów na ekrany przeciwhałasowe

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents an investigation on the dynamic impact from passing trains on noise barriers. The effect was an investigation along two railway line sections: on the first section the barriers were located less than 3.8 m from the track axis and considerable distress of the barriers was observed; on the second section barriers of the same type were located 4.6 m from the track axis and no distress was noted. A method for determination of displacement occurring under aerodynamic loading is presented, based on measurement of vibration acceleration and calculation of double integral. The obtained results are compared with measurements from an interferometric radar. Parameters for analysis and assessment of the magnitude of dynamic impact from passing trains are proposed. The results of the analyses performed on the two railway line sections are compared. The article also presents laboratory tests of an undamaged noise barrier panel. Conclusions are formulated regarding the use of noise barriers susceptible to fatigue due to alternating positive and negative aerodynamic pressure peaks.

PL

Tematem artykułu są oddziaływania dynamiczne przejeżdżających pociągów na ekrany przeciwhałasowe. Badania oddziaływania pociągów przeprowadzono na dwóch odcinkach: pierwszym, gdzie ekrany znajdowały się w odległości poniżej 3,8 m od osi toru i występowały liczne uszkodzenia ekranów oraz na drugim, gdzie ekrany tego samego typu znajdowały się w odległości 4,6 m od osi toru i nie występowały żadne uszkodzenia ekranów. Opisano metodę wyznaczania przemieszczeń powstałych podczas oddziaływania obciążeń aerodynamicznych poprzez pomiar przyspieszeń drgań i podwójne całkowanie. Uzyskane wyniki badań porównano z otrzymanymi na podstawie pomiarów przeprowadzonych z zastosowaniem radaru interferencyjnego. Zaproponowano parametry, które będą wykorzystywane przy analizie i ocenie wielkości oddziaływań dynamicznych, których źródłem są przejeżdżające pociągi. Zestawiono wyniki analizy oddziaływań pociągów na dwóch odcinkach linii kolejowej. Przedstawiono także badania laboratoryjne nieuszkodzonego panelu ekranu przeciwhałasowego. Sformułowano wnioski związane ze stosowaniem ekranów podatnych na oddziaływania zmęczeniowe pików nadciśnienia i podciśnienia.

Słowa kluczowe

EN

aerodynamic excitation from trains; dynamics; high-speed rail lines; noise barriers

PL

aerodynamiczne oddziaływania pociągów; dynamika; ekran przeciwhałasowy; linie kolejowe dużych prędkości

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 19, no. 4
• Strony: 247--265
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Olaszek Piotr

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw, Poland

autor

Sakowski Artur

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw, Poland

autor

Twardosz Ewa

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw, Poland

autor

Nurek Paweł

• Road and Bridge Research Institute, 1 Instytutowa Str., 03-302 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Szafrański M.: Dynamic analysis of the railway bridge span under moving loads. Roads and Bridges – Drogi i Mosty, 17, 4, 2018, 299-316, DOI: 10.7409/rabdim.018.019
• 2. Thompson D.: Railway Noise and Vibration: Mechanisms, Modelling and Means of Control. Elsevier; 2009
• 3. Janas L.: Badania wibroakustyczne mostu blachownicowego. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie, Seria: Materiały Konferencyjne, 106, 2, 2015,47-60
• 4. Li Y., Li Z.: Application Effect of Chinese High-Speed Railway Noise Barriers. Proceedings of the 12th International Workshop on Railway Noise, 12-16 September 2016, Terrigal, Australia, in book: Noise and Vibration Mitigation for Rail Transportation Systems, part of: Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multi-disciplinary Design, Springer, Cham, 139, 2018, 423-430, DOI: 10.1007/978-3-319-73411-8_32
• 5. Kurze U.J.: Tools for measuring, predicting and reducing the environmental impact from railway noise and vibration. Journal of Sound and Vibration, 193, 1, 1996, 237-251, DOI: 10.1006/jsvi.1996.0264
• 6. Pietrzak K., Tokarski Z., Kowalski K.J.: Assessment of the traffic noise reduction when using tramway screening. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 17, 2, 2018, 127-139, DOI: 10.7409//rabdim.018.008
• 7. Janas L., Łakota W.: Analysis of posibilities of noise reduction in the vicinity of steel bridge and railway line. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 4, 2, 2005, 71-90
• 8. Tokunaga M., Sogabe M., Santo T., Ono K.: Dynamic response evaluation of tall noise barrier on high speed railway structures. Journal of Sound and Vibration; 366, 2016, 293-308, DOI: 10.1016/j.jsv.2015.12.015
• 9. Zou Y., Fu Z., He X., Cai C., Zhou J., Zhou S.: Wind Load Characteristics of Wind Barriers Induced by High-Speed Trains Based on Field Measurements. Applied Sciences, 22, 9, 2019, 4865 (14p), DOI: 10.3390/app9224865
• 10. Xiong X., Li A., Liang X., Zhang J.: Field study on high-speed train induced fluctuating pressure on a bridge noise barrier. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 177, 2018, 157-166, DOI: 10.1016/j.jweia.2018.04.017
• 11. Zhengqing Z., Zhiqiang C.: Numerical simulation and experimental verification of dynamic pressure on noise barriers of high speed railways. Railway Standard Design, 11, 2011, 77-80 (in Chinese)
• 12. Friedl H., Reiterer M., Kari H.:Aerodynamic excitation of noise barrier systems at high-speed rail lines – Fatigue analysis. Proceedings of 4th International Operational Modal Analysis Conference (IOMAC’11), 9-11 May 2011, Istanbul, Turkey, 692 p. (1 Vol.)
• 13. Vittozzi A., Silvestri G., Genca L., Basili M.: Fluid dynamic interaction between train and noise barriers on High-Speed-Lines. Procedia Engineering, 199, 2017, 290-295, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.09.035
• 14. Baker Ch., Jordan S., Gilbert T., Quinn A., Sterling M., Johnson T., Lane J.: Transient aerodynamic pressures and forces on trackside and overhead structures due to passing trains. Part 1: Model-scale experiments; Part 2: Standards applications. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 228, 1, 2014, 37-70
• 15. PN-EN 1991-2:2007 - Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje - Część 2: Obciążenia ruchome mostów
• 16. Gentile C., Bernardini G.: An interferometric radar for non-contact measurement of deflections on civil engineering structures: laboratory and full-scale tests. Structure and Infrastructure Engineering, 6, 5, 2010, 521-534, DOI: 10.1080/15732470903068557
• 17. Borrego L.P., Abreu L.M., Costa J.M., Ferreira J.M.: Analysis of low cycle fatigue in AlMgSi aluminium alloys. Engineering Failure Analysis, 11, 5, 2004, 715-725, DOI: 10.1016/j.engfailanal.2003.09.003
• 18. PN-EN 1794-1+AC:2019-02 Drogowe urządzenia prze- ciwhałasowe – Wymagania pozaakustyczne – Część 1: Właściwości mechaniczne i stateczność

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).