ГО С Т Р И С 0 14837-1— 2007
иа состояние самих путей.Для решения данной проблемы балластный слой рельсового пути устраивают на
уплотненном грунте или на бетонных плитах со свайным фундаментом, который достигает более плотных
слоев грунта. Если рельсовый путь проложен в туннеле, то его обделка и обратный свод обеспечивают
жесткое основание, которое уменьшает уровень вибрации, распространяющейся в окружающий грунт;
b
) неровности поверхностей катания колес и рельсов. Случайные неровности в зоне контакта рельса
с колесом вызывают возбуждение всей системы «транспортное средство— рельсовый путь». Такие неров
ности появляются, в первую очередь, в процессе изготовления, поэтому при приемке в эксплуатацию
состояние колес и путей должно быть подвергнуто контролю. Однако это не может защитить от появления
неровностей в процессе эксплуатации;
c) параметрическое возбуждение. Если рельоовая опора имеет дискретную структуру — шпалы, уп
ругие подушки поверх бетонного основания (в отличие от заглубленных в бетон рельсов), то колесо при
качении по рельсу «чувствует» изменение жесткости опоры. Переменная сила упругости создает колеба
ния колеса и рельса на частоте, зависящей от скорости движения транспортного средства и пространствен
ной дискретности опоры. Другая дискретность (и соответствующие ей частоты возбуждения) характеризу
ется расстояниями между осями колесных пар и тележками. Если частоты возбуждения совпадают с соб
ственными частотами транспортного средства или системы «транспортное средство — рельсовый путь», то
колебания пути и окружающего грунта могут быть весьма значительными;
d) дефекты колес (рельсов). Помимо неровностей на поверхностях катания колес и рельсов могут
наблюдаться более грубые дефекты, возникающие при эксплуатации транспортных средств и рельсового
пути. Наиболее серьезные дефекты рельсов связаны с выбоинами. Выбоины могут присутствовать и на
поверхности катания колес, для которых, кроме того, характерны такие дефекты, как овальность формы,
дисбаланс и эксцентриситет. Со временем дефекты накапливаются, особенно если рельсовые коммуника
ции не обеспечены своевременным и должным техническим уходом;
в) разрывы рельсового пути (на стрелочных переводах, в глухих пересечениях, в стыках рельсов
и т. д.). вызывающие появление ударов. Если длины стыкующихся или сварных рельсов равны расстоя
нию между тележками вагонов, уровень вибрации может существенно возрасти;
f) подвеска транспортного средства;
д) случайные или периодические изменения твердости стальной поверхности рельсов, являющиеся
следствием дефекта изготовления или (более вероятно) результатом старения рельсового пути;
h) нагрузки в поперечном направлении, в частности при движении транспортного средства по закруг
ленному участку пути малого радиуса или при прохождении стрелочных переводов;
i) изменение режима движения. Ускорение или торможение транспортного средства сопровождается
возникновением переменных сил и. соответственно, вибрацией;
j) экстремальные внешние факторы. Например, температура и влажность головки рельса влияют на
ее износ и. следовательно, появляющуюся в результате этого вибрацию.
Уровень вибрации, обусловленной вышеперечисленными причинами, зависит от входных имледан-
сов головки рельса и обода колеса в области их контакта.
Значение входного импеданса головки рельса определяется конструкцией верхнего строения рель
сового пути, его основания, а также характеристиками прилегающего грунта.
Входной импеданс колеса в исследуемой области частот зависит в основном от неподрессоренной
массы транспортного средства. Однако для жесткой подвески (например, из-за отсутствия должного техни
ческого ухода или вследствие особенностей конструкции демпфера и его поведения на высоких частотах)
большое значение имеет также общая масса транспортного средства вместе с грузом.
4.3 Распространение вибрации
Если рельсовый путь проложен по поверхности земли или на эстакаде, вибрация передается через
грунт в основном в виде поверхностных волн.
Если рельсовый путь проходит через туннель, вибрация передается через грунт в виде продольных и
сдвиговых волн. На некотором расстоянии от туннеля, которое зависит от его глубины, преобладающими
вновь становятся поверхностные волны.
Вибрация и переизлученный шум на обьекте воздействия наблюдаются вдиапазоне частот приблизи
тельно от 1 до 250 Гц. Для некоторых видов грунта (например, скальной породы), а также при наличии
жесткой связи между зданием и туннелем или когда здание расположено на небольшом расстоянии от
туннеля и фундамент здания и скальную породу разделяет только тонкий слой грунта, существенной может
оказаться вибрация на более высоких частотах.
Балластный слой рельсового пути работает как фильтр нижних частот, подавляя составляющие виб рации
в высокочастотной области спектра. Грунт также обладает демпфирующими свойствами, поэтому
6