EN 16727 Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Rào cản tiếng ồn và các thiết bị liên quan ảnh hưởng đến sự lan truyền âm thanh trong không khí - Hiệu suất phi âm thanh

Tiêu chuẩn Châu Âu “EN 16727 Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Rào chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan ảnh hưởng đến sự lan truyền âm thanh trong không khí - Hiệu suất phi âm thanh” bao gồm các tiểu mục sau được công bố dưới cùng một tiêu đề:

• Tiêu chuẩn "EN 16727-1 Phần 1: Hiệu suất cơ học dưới tải trọng tĩnh - Tính toán và phương pháp thử nghiệm" chỉ áp dụng cho các tấm chắn tiếng ồn bao gồm các trụ làm thành phần kết cấu và các tấm làm thành phần âm thanh (ví dụ: được làm từ các tấm kim loại, gỗ, nhựa hoặc bê tông). Tiêu chuẩn này cũng áp dụng cho lớp phủ âm thanh của tường hiện có và lớp phủ âm thanh một phần hoặc toàn bộ của đường ray xe lửa.

Điều quan trọng là các thành phần âm thanh phải được thử nghiệm kết hợp với các thành phần kết cấu để đảm bảo rào chắn tiếng ồn đáp ứng đúng mục đích sử dụng. Tiêu chuẩn này cung cấp các tiêu chí để xác nhận rào chắn tiếng ồn đường sắt và các thiết bị liên quan dựa trên hiệu suất cơ học cơ bản trong điều kiện tiếp xúc tiêu chuẩn, bất kể vật liệu được sử dụng.

Tiêu chuẩn này bao gồm một số điều kiện và yêu cầu tùy chọn cho phép áp dụng rộng rãi tại Châu Âu. Các khía cạnh hiệu suất riêng lẻ được đề cập riêng trong các phụ lục. Tiêu chuẩn này cung cấp các phương pháp thử nghiệm và tiêu chí để đánh giá hiệu suất cơ học và độ ổn định của rào chắn tiếng ồn đường sắt dưới tải trọng tĩnh.

Các tấm chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan ảnh hưởng đến sự lan truyền âm thanh trong không khí phải chịu các tác động cố định, biến đổi hoặc ngẫu nhiên, như được quy định trong tiêu chuẩn EN 1990. Tiêu chuẩn này cho phép đánh giá tác động của các lực do trọng lượng bản thân, tải trọng áp suất không khí và tải trọng va đập có thể tác động lên tấm chắn tiếng ồn và các bộ phận của nó. Điều cần thiết là phải đánh giá hành vi kết cấu của tấm chắn tiếng ồn dưới sự kết hợp của các tác động cố định, biến đổi và ngẫu nhiên để ngăn ngừa ứng suất quá mức của vật liệu, tách các bộ phận khỏi trụ kết cấu và độ võng quá mức có thể ảnh hưởng đến hiệu quả âm thanh và độ bền của chúng.

Các vật liệu khác nhau được sử dụng trong thiết kế rào chắn tiếng ồn phải tương thích về mặt hóa học và không ảnh hưởng tiêu cực đến đặc tính của nhau. Có thể chấp nhận hư hỏng nhỏ, đặc biệt là do đá dằn hoặc các mảnh vụn khác từ tàu hỏa chạy qua, nhưng phải tính đến các yêu cầu về an toàn, môi trường và chức năng.

Tiêu chuẩn EN 16727-3 đề cập đến đặc tính phân mảnh. Trong trường hợp thiếu thông tin thiết kế hoặc có nghi ngờ về các thông số cần thiết cho việc thử nghiệm hoặc tính toán để xác nhận thiết kế, cần phải tiến hành các cuộc điều tra và nghiên cứu địa kỹ thuật bổ sung để có được các giá trị cần thiết nhằm đảm bảo an toàn và khả năng sử dụng của toàn bộ hệ thống rào chắn tiếng ồn. Ở một số quốc gia, cần phải tính đến lực động của tuyết do thiết bị dùng để dọn đường ray vào mùa đông đẩy ra.

• Tiêu chuẩn EN 16727-2-1 Phần 2-1: Hiệu suất cơ học dưới tải trọng động do tàu hỏa chạy qua - Khả năng chịu mỏi mô tả các yêu cầu cơ bản để xác minh trạng thái giới hạn cuối cùng và khả năng chịu mỏi của các rào chắn tiếng ồn hoặc các bộ phận của chúng thông qua các phương pháp phân tích và thử nghiệm. Các phương pháp phân tích có thể được sử dụng để xác định các giá trị đặc trưng và thiết kế. Trong trường hợp không có đủ thông tin, quy trình phân tích có thể được kết hợp với kết quả thử nghiệm.

Tiêu chuẩn này cung cấp các loại quy trình thử nghiệm sau:

• Kiểm tra trên các mẫu nhỏ để xác định các danh mục chi tiết có thể không được Eurocodes bao phủ (quy trình xác thực A).
• Thử nghiệm trên một phần tử chung để xác định trạng thái giới hạn mỏi (quy trình xác minh B).
• Thử nghiệm toàn diện dưới tải trọng đại diện cụ thể để xác định khả năng chống mỏi của các thành phần chắn tiếng ồn trong điều kiện tải trọng xác định (quy trình xác nhận C). Quy trình này được cung cấp như một phương án thay thế cho quy trình xác nhận A và B.

Tàu hỏa chạy qua tạo ra sóng áp suất không khí tác động lên các tấm chắn tiếng ồn đặt dọc theo đường ray. Điều quan trọng là các tấm chắn tiếng ồn phải chịu được tác động này mà không có bộ phận nào bị xê dịch hoặc rơi ra ngoài một cách không an toàn. Chúng phải được thiết kế theo các yêu cầu được quy định trong các trạng thái giới hạn cực hạn, trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn mỏi. Trong trường hợp không có quy tắc thiết kế hoặc không có đủ kinh nghiệm với các bộ phận, thiết kế nên dựa trên các tính toán và thử nghiệm được thực hiện để cung cấp thông tin về các đặc tính và khả năng chịu mỏi của bộ phận, phục vụ cho việc thiết kế ở các trạng thái giới hạn cực hạn và trạng thái giới hạn sử dụng. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các bộ phận tấm chắn tiếng ồn hoặc cho các tấm chắn tiếng ồn được xem xét tổng thể.

Trong trường hợp thiết kế có thể được thực hiện bằng mô hình phân tích, việc kiểm tra móng, cột và tấm phải tuân thủ các tiêu chuẩn Eurocodes hoặc tài liệu đánh giá châu Âu có liên quan. Các cấu kiện thép và nhôm phải được thiết kế theo bộ tiêu chuẩn EN 1993 và bộ tiêu chuẩn EN 1999.

• Tiêu chuẩn EN 16727-2-2 Phần 2-2: Hiệu suất cơ học dưới tải trọng động do tàu hỏa chạy qua - Phương pháp tính toán" xác định tải trọng tác động lên các tấm chắn tiếng ồn do sóng áp suất không khí quy định trong EN 1991-2, vị trí của mô hình tải trọng liên quan và nội lực. Hình dạng thẳng đứng và nằm ngang của sóng áp suất không khí và các hiệu ứng động lực được tính đến. Phương pháp tính toán được mô tả trong tiêu chuẩn này được phát triển cho các tấm chắn tiếng ồn có kết cấu trụ và tấm trên móng cọc. Phương pháp này cũng có thể được sử dụng khi vật liệu phủ được gắn vào kết cấu cứng. Đối với các kết cấu có móng cọc, công thức thực nghiệm để xác định tần số riêng được đưa vào phụ lục của tiêu chuẩn (Phụ lục A). Phụ lục B cũng bao gồm một ví dụ về việc áp dụng phương pháp tính toán để xác định nội lực và mô men tác động lên trụ giữa. Thiết kế các tấm chắn tiếng ồn (ví dụ: khả năng chống mỏi) không phải là một phần của tiêu chuẩn này.

Tàu hỏa chạy qua tạo ra những thay đổi áp suất dưới dạng sóng áp suất không khí, tác động lên các tấm chắn tiếng ồn đặt ở mép đường ray. Các tấm chắn tiếng ồn phải chịu được lực tác động này mà không bị vỡ hoặc rơi ra, điều này có thể gây nguy hiểm cho tàu hỏa hoặc người đi qua. Tiêu chuẩn này cung cấp một phương pháp tính toán để đánh giá khả năng chịu đựng sự thay đổi áp suất này của các tấm chắn tiếng ồn dạng cột và tấm có móng cọc, đồng thời tính đến phản ứng động của kết cấu. Sóng áp suất không khí do tàu hỏa chạy qua được mô tả dưới dạng hai khối tải trong EN 1991-2. Để tính toán các tác động tĩnh và động thực tế lên các tấm chắn tiếng ồn, cần xem xét hình dạng của sóng áp suất không khí và các tác động động của nó.

• Tiêu chuẩn EN 16727-3 Phần 3: Các yêu cầu chung về an toàn và môi trường" mô tả các yêu cầu tối thiểu và các tiêu chí khác để đánh giá hiệu suất an toàn và môi trường tổng thể của các rào chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan ảnh hưởng đến sự lan truyền âm thanh trong không khí trong các điều kiện điển hình bên đường ray. Các yêu cầu đối với các điều kiện khắt khe hơn sẽ được nhà thiết kế đánh giá. Các phương pháp thử nghiệm phù hợp sẽ được cung cấp khi cần thiết, nhưng đối với một số khía cạnh, có thể cần phải khai báo các đặc tính vật liệu để thông báo cho nhà thiết kế. Việc xử lý từng khía cạnh được thảo luận riêng trong các phụ lục của tiêu chuẩn này (Phụ lục A đến G).

Rào chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan được lắp đặt dọc theo đường ray xe lửa ảnh hưởng đến sự lan truyền âm thanh trong không khí, trong khi thực hiện chức năng chính của chúng, không được gây nguy hiểm cho hành khách đường sắt, những người đứng xem khác hoặc môi trường nói chung. Rào chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan không được góp phần làm lan truyền lửa từ các phía liền kề hoặc địa hình liền kề. Hơn nữa, có thể yêu cầu khả năng chống cháy đáp ứng các tiêu chuẩn cụ thể để giảm thiểu rủi ro cho các tòa nhà liền kề hoặc cho hành khách đường sắt trong các hành lang hẹp. Rào chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan không được phản chiếu ánh sáng về phía người lái tàu theo cách gây nguy hiểm cho an toàn đường sắt. Chúng phải được chế tạo bằng vật liệu không phát ra khói hoặc nước rỉ rác độc hại, dù là từ các quá trình tự nhiên, công nghiệp hay do hỏa hoạn. Rào chắn tiếng ồn phải cung cấp lối thoát hiểm cho hành khách đường sắt và lối ra cho người vận hành trong trường hợp khẩn cấp. Rào chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan ảnh hưởng đến sự lan truyền âm thanh trong không khí thường không chịu được va chạm của xe cộ; tuy nhiên, các nhà thiết kế có thể sử dụng thông tin về hậu quả của các tải trọng va chạm đó để xác định các yêu cầu bảo vệ hành khách đường sắt và người qua đường.

Tiêu chuẩn EN 16727 được coi là quan trọng vì những lý do sau:

• An toàn và tính toàn vẹn về kết cấu: Rào chắn tiếng ồn phải chịu được áp suất tĩnh và động đáng kể, bao gồm cả sóng áp suất không khí do tàu hỏa chạy qua. Nếu không có thiết kế tiêu chuẩn, những kết cấu này có thể bị hỏng bất ngờ, gây nguy hiểm cho hành khách, nhân viên bảo trì và cộng đồng xung quanh.
• Độ bền và khả năng chống mỏi: Các chu kỳ tải trọng lặp đi lặp lại (từ tàu hỏa chạy qua) có thể làm hỏng các bộ phận rào chắn. Mục 2-1 đảm bảo rằng rào chắn vẫn hiệu quả theo thời gian mà không bị hư hỏng do mỏi.
• Tính nhất quán giữa các quốc gia: Là chuẩn mực của châu Âu, tiêu chuẩn này bắt buộc đối với tất cả các quốc gia thành viên CEN và đảm bảo các phương pháp kỹ thuật tương thích và khả năng tương tác trên toàn bộ mạng lưới đường sắt châu Âu.
• Thực hành kỹ thuật có hiểu biết: Các tiêu chuẩn này cung cấp công thức tính toán, quy trình thử nghiệm và các ví dụ bổ sung để hướng dẫn các nhà thiết kế và kỹ sư trong nhiều tình huống và vật liệu khác nhau, giảm sự không chắc chắn và tăng độ tin cậy.

Những lợi ích thực tế của các tiêu chuẩn này như sau:

• Thiết kế rào chắn tiếng ồn đường sắt an toàn, bền bỉ và hiệu quả về mặt hiệu suất cơ học.
• Ngăn ngừa các hư hỏng về kết cấu có thể gây nguy hiểm cho hoạt động tàu hỏa hoặc cơ sở hạ tầng gần đó.
• Các thông số kỹ thuật hài hòa trên nhiều quốc gia giúp đơn giản hóa các dự án đường sắt xuyên biên giới.
• Các yêu cầu rõ ràng về cả tính toán thiết kế và thử nghiệm vật lý giúp các nhà sản xuất tuân thủ khuôn khổ quy định.

Do đó, tiêu chuẩn EN 16727 đảm bảo rằng các công trình giảm tiếng ồn dọc theo đường sắt không chỉ hiệu quả về mặt âm học mà còn bền chắc và an toàn về mặt cơ học trong suốt vòng đời hoạt động – một yêu cầu quan trọng đối với thiết kế cơ sở hạ tầng đường sắt hiện đại và tuân thủ quy định.

Tổ chức của chúng tôi, với nhiều năm kinh nghiệm hỗ trợ các doanh nghiệp thuộc mọi lĩnh vực thông qua nhiều hoạt động thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá, tự hào sở hữu đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo sát những phát triển khoa học công nghệ toàn cầu và không ngừng cải thiện năng lực. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn "EN 16727 Ứng dụng đường sắt - Đường ray - Rào chắn tiếng ồn và các thiết bị liên quan ảnh hưởng đến sự lan truyền âm thanh trong không khí - Hiệu suất phi âm thanh".