背景: ローリングノイズはどこから来るのか
車輪がレール上を通過する際、両面の小さな凹凸により車輪、レール、まくらぎの振動が励起されます。レールは 500 ～ 2000 Hz の範囲の空気伝播騒音のほとんどを放射し、締結システムはレールの足と支持構造の間の伝達経路に直接設置されます。堅い締結はこの振動をほとんど変化させずに伝えますが、弾性のある締結は剛性と減衰が正しく選択されていれば振動を減衰できます。したがって、工学的な課題は、レール自体を静音化することではなく、レールの足から出て枕木や周囲の地面に伝わる振動の量を制御することです。
クリップおよび固定システムのレバーの設計
締結部の垂直方向の剛性
クリップとアンダーレール パッドの垂直剛性の組み合わせにより、トラックの共振動作が設定されます。{0}}アセンブリが柔らかくなると、支持体上のレールの固有振動数が低下し、高周波振動の伝達が減少しますが、その代わりに荷重がかかるとレールのたわみが大きくなります。-騒音に敏感な都市路線の一般的な弾性締結具では、静的パッド剛性が 20 ～ 60 kN/mm の範囲に指定されていますが、重量輸送路線では 100 kN/mm 以上です。-
つま先荷重とクランプの安定性
ノイズ性能は、パッド表面上で安定したトー荷重を維持するクリップに依存します。つま先の荷重が緩むと、レールが持ち上がり、パッドが緩み、アセンブリがガタガタし始め、それによって独自のノイズが発生します。締結タイプに応じて、クリップあたり 7 ～ 12 kN のつま先荷重により、レールが固定された状態に維持され、設計された剛性が維持されます。
パッドとクリップ素材のダンピング
ゴム、EPDM、またはポリウレタンで作られたエラストマー パッドは、振動エネルギーを熱に変換する内部減衰を追加します。パッドの材料の損失係数と、レールのフット、パッド、ベースプレートの間の接触摩擦によって、各サポートでどれだけのエネルギーが放散されるかが決まります。一部の設計では、波形に関連した騒音のために、レールウェブ上に制振層または調整されたレール ダンパーを追加します。{2}}
ノイズリダクションの測定方法
騒音と振動の低減は、同一条件下でテスト締結と基準締結を比較することによって定量化されます。 EN 16272 は、バラスト付きおよびバラストのない軌道におけるレール締結騒音低減の測定を対象としており、締結部分の伝達関数を使用して沿線騒音レベルを予測します。弾性固定具を備えた地下鉄路線の現場測定では、通常、剛性ベースプレートと比較して沿線騒音が 3 ～ 10 dB(A) 減少することが示されています。正確な値は、車輪とレールの状態、パッドの剛性、線路の形状によって異なります。
アプリケーションシナリオ
地下鉄や路面電車のトンネルでは、振動や構造物由来の騒音が隣接する建物に迷惑をかけます。{0}弾性締結具は、多くの場合、フローティング スラブと組み合わせられます。
沿線騒音規制が実施されている幹線の住宅区間。アンダーレール パッドとレール ダンパーは更新時に取り付けられます。-
橋梁。構造物が効率的にノイズを放射します。 -剛性の低い締結により、レールと橋床版の間の結合が軽減されます。
バラストレストラックは振動を吸収するバラストが存在しないため、締結パッドが十分な反発機能を発揮します。
選択とメンテナンスの考慮事項
パッドの剛性をトラックの剛性の予算に合わせます。柔らかすぎると、レールのたわみ、ゲージの広がり、クリップの疲労が増加します。硬すぎるとノイズ目標が達成できなくなります。
設置後および定期検査時につま先の荷重を確認します。プリロードを失ったクリップは、アセンブリ全体のノイズ動作を変化させます。
パッドの状態を確認します。経年劣化、油汚れ、エラストマーパッドの永久固着により、ノイズと絶縁性能の両方が低下します。
騒音低減の改造を指定する前に、締結具がレールのプロファイルおよび枕木またはベースプレートのインターフェースと互換性があることを確認してください。{0}}
よくある誤解
柔らかい締め付けは常に静かです。締め付けが柔らかすぎるとレールのたわみが大きくなり、低周波振動が励起される可能性があります。-剛性はシステムに合わせて調整する必要があります。
ノイズリダクションはパッドのみです。パッド自体と同様に、クリップのつま先荷重、ベースプレートの減衰、レールの表面状態も大きく影響します。
騒音を軽減する固定機能は、列車の速度に関係なく機能します。{0}利点は周波数に依存するため、特定のアプリケーションの測定によって検証する必要があります。
よくある質問
Q1: レールクリップのどの部分が騒音に影響しますか?
クリップは、定義されたつま先荷重でレール フットをパッドに保持し、それ自体の弾性変形によってある程度の減衰を加えますが、支配的な騒音要因はパッドの剛性と全体的な固定アセンブリです。
Q2: 弾性締結によりどの程度騒音を低減できますか?
現場での測定では通常、線路の形状、パッドの剛性、車輪レールの状態に応じて、固定固定と比較して 3 ～ 10 dB(A) 路側騒音が低減されることが示されています。-
Q3: レール下のパッドはクリップよりも重要ですか?{1}}
垂直方向の振動伝達ではパッドが支配的ですが、パッドが設計どおりに機能するかどうかはクリップによって決まります。両方を 1 つの締結システムとして一緒に指定する必要があります。
Q4: 騒音を軽減する締結具はトラックの安定性を弱めますか?{1}}
必ずしもそうとは限りません。剛性が低いとたわみが大きくなりますが、最新の設計では横方向の抵抗を抑え、ベースプレートとアンカーによって性能を仕様内に維持します。{1}}
Q5: 騒音低減は現場でどのように検証されますか?
EN 16272 に基づく沿道騒音測定と振動伝達測定では、同じ交通条件下で、取り付けられた締結具と基準セクションを比較します。
Q6: 既存の留め具を騒音対策のみにアップグレードできますか?
はい、多くの場合、ベースプレート、枕木の間隔、レールのプロファイルに互換性がある場合、パッドとクリップをノイズ低減バージョンと交換できます。{0}}最初に現地調査が必要です。