EN 16727 Zastosowania kolejowe – Tor – Bariery akustyczne i urządzenia pokrewne wpływające na rozprzestrzenianie się dźwięku w powietrzu – Właściwości nieakustyczne

Norma europejska „EN 16727 Zastosowania kolejowe – Tor – Ekrany akustyczne i urządzenia pokrewne mające wpływ na rozprzestrzenianie się dźwięku w powietrzu – Właściwości nieakustyczne” składa się z następujących podrozdziałów opublikowanych pod tym samym tytułem:

• Norma „EN 16727-1 Część 1: Właściwości mechaniczne pod obciążeniami statycznymi – Obliczenia i metody badań” ma zastosowanie wyłącznie do ekranów akustycznych składających się ze słupów jako elementów konstrukcyjnych i paneli jako elementów akustycznych (np. wykonanych z metalu, drewna, tworzywa sztucznego lub płyt betonowych). Ma ona również zastosowanie do okładzin akustycznych istniejących ścian oraz częściowych lub całkowitych okładzin akustycznych torów kolejowych.

Ważne jest, aby elementy akustyczne były testowane w połączeniu z elementami konstrukcyjnymi, aby zapewnić, że ekran akustyczny jest reprezentatywny dla swojego przeznaczenia. Niniejsza norma określa kryteria walidacji kolejowych ekranów akustycznych i powiązanych z nimi urządzeń w oparciu o podstawowe parametry mechaniczne w standardowych warunkach ekspozycji, niezależnie od użytych materiałów.

Niniejsza norma zawiera szereg warunków i wymagań opcjonalnych, umożliwiających szeroki zakres zastosowań w Europie. Poszczególne aspekty działania omówiono oddzielnie w załącznikach. Norma ta określa metody badań i kryteria oceny właściwości mechanicznych i stabilności kolejowych ekranów akustycznych pod obciążeniem statycznym.

Ekrany akustyczne i powiązane z nimi urządzenia wpływające na rozprzestrzenianie się dźwięku w powietrzu podlegają uderzeniom stałym, zmiennym lub przypadkowym, zgodnie z normą EN 1990. Norma ta umożliwia ocenę wpływu sił wynikających z ciężaru własnego, obciążeń ciśnieniowych powietrza i obciążeń udarowych, które mogą oddziaływać na ekran akustyczny i jego elementy. Istotne jest, aby zachowanie konstrukcji ekranu akustycznego było oceniane pod kątem kombinacji uderzeń stałych, zmiennych i przypadkowych, aby zapobiec nadmiernym naprężeniom materiału, oderwaniu się elementów od filarów konstrukcyjnych oraz nadmiernym ugięciom, które mogłyby wpłynąć na ich skuteczność akustyczną i trwałość.

Różne materiały stosowane w konstrukcji ekranów akustycznych muszą być kompatybilne chemicznie i nie mogą negatywnie wpływać na swoje właściwości. Drobne uszkodzenia, zwłaszcza od tłucznia lub innych zanieczyszczeń pochodzących z przejeżdżających pociągów, są dopuszczalne, jednak należy wziąć pod uwagę wymogi bezpieczeństwa, ochrony środowiska i funkcjonalności.

Właściwości fragmentacji zostały omówione w normie EN 16727-3. W przypadku braku informacji projektowych lub wątpliwości co do parametrów wymaganych do badań lub obliczeń w celu walidacji projektu, konieczne są dodatkowe badania i analizy geotechniczne w celu uzyskania wartości niezbędnych do zapewnienia bezpieczeństwa i użyteczności całego ekranu akustycznego. W niektórych krajach należy uwzględnić siłę dynamiczną śniegu wyrzucanego przez sprzęt używany do odśnieżania dróg zimą.

• Norma EN 16727-2-1 Część 2-1: „Właściwości mechaniczne pod obciążeniem dynamicznym wywołanym przez przejeżdżające pociągi – Wytrzymałość zmęczeniowa” opisuje podstawowe wymagania dotyczące weryfikacji stanów granicznych nośności i użytkowalności oraz wytrzymałości zmęczeniowej ekranów akustycznych lub ich elementów za pomocą metod analitycznych i badań. Metody analityczne można stosować do określania wartości charakterystycznych i projektowych. W przypadku braku wystarczających informacji, procedurę analityczną można połączyć z wynikami badań.

W niniejszej normie określono następujące rodzaje procedur testowych:

• Testowanie na małych próbkach w celu zidentyfikowania szczegółowych kategorii, które mogą nie być objęte Eurokodami (procedura walidacyjna A).
• Przeprowadź test na elemencie ogólnym w celu zdefiniowania stanu granicznego zmęczenia (procedura weryfikacyjna B).
• Pełnoskalowe testy pod określonym, reprezentatywnym obciążeniem w celu określenia odporności zmęczeniowej elementów ekranów akustycznych dla zdefiniowanych warunków obciążenia (procedura walidacyjna C). Procedura ta stanowi alternatywę dla procedur walidacyjnych A i B.

Przejeżdżające pociągi wytwarzają falę ciśnienia powietrza, która uderza w ekrany akustyczne umieszczone wzdłuż szyn. Istotne jest, aby ekrany akustyczne wytrzymywały to uderzenie, nie powodując przy tym niebezpiecznego przemieszczenia lub oderwania któregokolwiek z elementów. Powinny być one projektowane zgodnie z wymaganiami określonymi dla stanów granicznych nośności, użytkowalności i zmęczenia. W przypadku braku zasad projektowania lub wystarczającego doświadczenia w zakresie elementów, projekt powinien opierać się na obliczeniach i testach przeprowadzonych w celu uzyskania informacji o właściwościach elementu i jego odporności zmęczeniowej, niezbędnych do projektowania w stanach granicznych nośności i użytkowalności. Niniejsza norma ma zastosowanie do elementów ekranów akustycznych lub do ekranów akustycznych rozpatrywanych jako całość.

W przypadku gdy projekt można przeprowadzić z wykorzystaniem modeli analitycznych, weryfikacja fundamentów, filarów i paneli musi być zgodna z odpowiednimi Eurokodami lub europejskimi dokumentami oceny. Elementy stalowe i aluminiowe muszą być zaprojektowane zgodnie z serią norm EN 1993 i serią norm EN 1999.

• Norma EN 16727-2-2 Część 2-2: Właściwości mechaniczne pod obciążeniem dynamicznym wywołanym przez przejeżdżające pociągi – Metoda obliczeniowa definiuje obciążenie ekranów akustycznych falą ciśnienia powietrza określoną w normie EN 1991-2, odpowiednie miejsca rozkładu obciążenia oraz siły wewnętrzne. Uwzględnia się pionowy i poziomy kształt fali ciśnienia powietrza oraz oddziaływania dynamiczne. Metoda obliczeniowa opisana w niniejszej normie została opracowana dla ekranów akustycznych z konstrukcją słupowo-płytową na fundamentach palowych. Można ją również stosować, gdy materiał pokrycia jest przymocowany do sztywnej konstrukcji. W przypadku konstrukcji z fundamentami palowymi, wzór empiryczny do określania częstotliwości drgań własnych znajduje się w załączniku A do normy. Załącznik B zawiera również przykład zastosowania metody obliczeniowej do określania sił wewnętrznych i momentów działających na filar środkowy. Projektowanie ekranów akustycznych (np. wytrzymałość zmęczeniowa) nie jest częścią niniejszej normy.

Przejeżdżające pociągi powodują zmiany ciśnienia w postaci fal ciśnienia powietrza, które oddziałują na ekrany akustyczne umieszczone na krawędzi torów. Ekrany akustyczne muszą wytrzymać to uderzenie bez pękania lub przemieszczania się jakichkolwiek elementów, co mogłoby stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa przejeżdżających pociągów lub ludzi. Niniejsza norma określa metodę obliczeniową oceny nośności ekranów akustycznych słupowo-płytowych z fundamentem palowym w zakresie przeciwdziałania tej zmianie ciśnienia, uwzględniając dynamiczną odpowiedź konstrukcji. Fala ciśnienia powietrza generowana przez przejeżdżający pociąg jest opisana w normie EN 1991-2 w odniesieniu do dwóch obciążeń blokowych. Aby obliczyć realistyczny wpływ statyczny i dynamiczny na ekrany akustyczne, konieczne jest uwzględnienie kształtu fali ciśnienia powietrza i jej skutków dynamicznych.

• Norma EN 16727-3, Część 3: Ogólne wymagania bezpieczeństwa i ochrony środowiska, opisuje minimalne wymagania i inne kryteria oceny ogólnego bezpieczeństwa i ochrony środowiska ekranów akustycznych i powiązanych urządzeń wpływających na rozprzestrzenianie się dźwięku w powietrzu w typowych warunkach torowych. Wymagania dotyczące bardziej wymagających warunków ocenia projektant. W razie potrzeby podano odpowiednie metody badań, ale w przypadku niektórych aspektów może być wymagana deklaracja właściwości materiałów w celu poinformowania projektantów. Omówienie każdego aspektu omówiono osobno w załącznikach do niniejszej normy (załączniki A–G).

Ekrany akustyczne i powiązane urządzenia instalowane wzdłuż torów kolejowych, które wpływają na rozprzestrzenianie się dźwięku w powietrzu, nie mogą, spełniając swoją podstawową funkcję, stanowić zagrożenia dla użytkowników kolei, osób postronnych ani dla środowiska w ogóle. Ekrany akustyczne i powiązane urządzenia nie mogą przyczyniać się do rozprzestrzeniania się ognia z sąsiednich stron lub z sąsiedniego terenu. Ponadto, w celu zminimalizowania ryzyka dla sąsiednich budynków lub użytkowników kolei w wąskich korytarzach, może być wymagana odporność ogniowa spełniająca określone normy. Ekrany akustyczne i powiązane urządzenia nie mogą odbijać światła w kierunku maszynistów w sposób zagrażający bezpieczeństwu kolei. Muszą być wykonane z materiałów, które nie emitują szkodliwych oparów ani odcieków, zarówno z procesów naturalnych, jak i przemysłowych, ani w wyniku pożaru. Ekrany akustyczne muszą zapewniać drogę ewakuacji dla użytkowników kolei oraz dostęp dla operatorów w razie awarii. Zasadniczo nie oczekuje się, że ekrany akustyczne i powiązane urządzenia wpływające na rozprzestrzenianie się dźwięku w powietrzu wytrzymają uderzenie pojazdu; jednak projektanci mogą wykorzystać informacje o skutkach takich obciążeń uderzeniowych do określenia wymagań dotyczących ochrony użytkowników kolei i przechodniów.

Normy EN 16727 są uważane za ważne z następujących powodów:

• Bezpieczeństwo i integralność konstrukcji: Ekrany akustyczne muszą wytrzymywać znaczne obciążenia statyczne i dynamiczne, w tym fale ciśnienia powietrza generowane przez przejeżdżające pociągi. Bez standardowej konstrukcji konstrukcje te mogą nieoczekiwanie ulec awarii, stwarzając zagrożenie dla pasażerów, personelu konserwacyjnego i okolicznych społeczności.
• Trwałość i odporność na zmęczenie: Powtarzające się cykle obciążeń (przez przejeżdżające pociągi) mogą uszkodzić elementy bariery. Sekcja 2-1 zapewnia, że ​​bariery zachowają skuteczność przez długi czas, bez uszkodzeń związanych ze zmęczeniem.
• Spójność między krajami: Jako norma europejska jest ona obowiązkowa dla wszystkich państw członkowskich CEN i gwarantuje zharmonizowane podejście techniczne oraz interoperacyjność w obrębie całej europejskiej sieci kolejowej.
• Świadoma praktyka inżynierska: Normy te zawierają przepisy obliczeniowe, procedury testowe i przykłady uzupełniające, które mają pomóc projektantom i inżynierom w radzeniu sobie z różnymi sytuacjami i materiałami, redukując niepewność i zwiększając niezawodność.

Praktyczne zalety tych norm są następujące:

• Bezpieczna, trwała i skuteczna konstrukcja kolejowych ekranów akustycznych pod względem parametrów mechanicznych.
• Zapobieganie awariom konstrukcyjnym, które mogłyby zagrozić działaniu pociągów lub pobliskiej infrastrukturze.
• Zharmonizowane specyfikacje inżynieryjne w wielu krajach upraszczają transgraniczne projekty kolejowe.
• Jasne wymagania dotyczące obliczeń projektowych i testów fizycznych pomagają producentom spełniać wymogi prawne.

W rezultacie normy EN 16727 gwarantują, że konstrukcje redukujące hałas wzdłuż linii kolejowych są nie tylko skuteczne pod względem akustycznym, ale także wytrzymałe mechanicznie i bezpieczne przez cały okres ich eksploatacji – jest to kluczowy wymóg w projektowaniu nowoczesnej infrastruktury kolejowej i zgodności z przepisami.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, może pochwalić się silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia nauki i techniki oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą „EN 16727 Zastosowania kolejowe – Torowiska – Ekrany akustyczne i urządzenia akustyczne wpływające na rozprzestrzenianie się dźwięku w powietrzu – Właściwości nieakustyczne”.