Eredmények

Minden méréshez három (közvetett rendszerű sínleerősítések esetén négy), az el­helyezett érzékelők által felvett rezgésgyorsulás per erő típusú frekvenciafüggvény tartozik, összesen 86 db. Az összes mérési eredmény ismertetését mellőzve csak a legfontosabb, illetve az általánosságban tapasztalt eredményeket emeljük ki. Az eredmények ismertetését csak a keresztaljon elhelyezett rezgésérzékelő által felvett függvényeken keresztül ismertetjük, mivel ez volt a legalsó pályaszerkezeti elem, azaz mérési pont a felépítményben, ahol mérni lehetett a rezgéshatásokat. A vasúti közlekedés által a felépítményben kialakuló rezgések a teherátadás útján terjednek egészen a talajig, onnan pedig az épületekbe. A vasúti felépítményt vizsgálva emiatt általában a legalsó pont hordozza a legtöbb információt a rezgések tekintetében.
A vizsgált sínleerősítések viselkedése erősen frekvenciafüggő, rezgéscsillapítás terén eltérő értékeket és tendenciákat mutatnak (3. ábra).

A közvetett és közvetlen rendszerű sínleerősítések azonosan viselkednek egészen 100 Hz-ig, minimálisan rugalmasabb leerősítésnek bizonyulnak itt a közvetlen rendszerűek. 100 és 500 Hz frekvenciatartományban eltérően viselkedik a két rendszer. A W21 és GEO + Skl-24-es leerősítések itt merevebbek (szorosabban erősítik a sínszálat a keresztaljhoz), ezáltal a rezgéseket a keresztaljak felé továbbítják. Ebben a tartományban rugalmasak a GEO és W14-es rendszerű leerősítések, emiatt csökkennek a keresztaljra jutó rezgések. 500 Hz felett már jelentősebb eltérések tapasztalhatók a sínleerősítések között, és az előző tartományban ismertetett viselkedések megfordulnak. Itt a legrugalmasabb leerősítés a W21-es, majd azt követi a GEO + Skl-24-es rendszerű. Az előző két leerősítéshez viszonyítva merevnek tekinthetők a GEO és W14-es rendszerű leerősítések. A sínleerősítések meglehetősen eltérő, szinte frekvenciánként változó eredményei további elemzést és kutatást igényelnek. 
Az 54 E1 rendszerű sínszálak mérésekor sínleerősítésenként négy felépítményi kombinációt különböztettünk meg. A 3. ábrán bemutatott eredmények szolgáltak referencia felépítményi szerkezetként. Mind a négy sínleerősítést vizsgáltuk kamraelemmel, aljpapuccsal, majd együttesen a két rugalmas elemmel.

A 4. ábrán a W21 típusú sínleerősítéssel kialakított felépítmény komplett mérésének eredményeit emeltük ki. A grafikonon piros színnel jelöltük a referenciagörbét, amelyhez a többi mérési eredményt kell hasonlítani. Azok az eredmények, amelyek a referenciaértékek alá estek, csökkenést, a fölötte levők erősítést jelentenek. A grafikonról leolvasható, hogy a vasúti közlekedésből származó rezgések – amelyek legfeljebb néhány 100 Hz-ig jelennek meg – frekvenciatartományában folyamatos erősítő hatással bír az aljpapucs, illetve az aljpapucs a kamraelemmel együttesen. Ebben a tartományban a kamraelem hatása elvész. 100 és 400 Hz közötti tartományban nem olvashatók le jelentősebb eltérések a rugalmas elemek beépítéseinek hatására. 500 és 1600 Hz tartományban a kamraelem csillapító hatása kétségtelen. Az aljpapucs viselkedése azonban nem egyértelmű ebben a tartományban, némely frekvencián minimális a csillapító hatása. A grafikon meglepő eredménye, hogy a kamraelemet aljpapuccsal együttesen alkalmazva akár erősítő hatások is felléphetnek. Az aljpapucs mérsékeli, illetve teljesen megszünteti a kamraelem csilla­pító hatását.
A 60 E1 rendszerű sínszálakon a különböző típusú kamraelemeket vizsgáltuk aljpapucs nélkül, illetve azonos, FRT-USP típusú aljpapuccsal. A kamraelemek közül a STRAILastic_A inox 2.0 eredményeit mutatjuk be az 5. ábrán.

A grafikon alsó részén az előző grafikonok alapján a rezgésgyorsulás per erő típusú frekvenciafüggvények láthatók, felső részén pedig a csillapítatlan referenciafelépítményhez képesti különbségértékek. Mindkét esetben ugyanazokat a mérési eredményeket ábrázoltuk. A grafikon alsó részét a korábbiak szerint kell értelmezni. A grafikon felső része az alsó függvények különbségeit mutatja. Azok az értékek, amelyek a piros szaggatott vonal fölé emelkednek, erősítést; amelyek alá süllyednek, azok rezgéscsökkenést képviselnek. Az 54 E1 rendszerű mérésekhez képest itt az látható, hogy a vasúti felépítményből származó rezgések frekvenciatartományában minimális hatások alakultak ki. Az eltérések 630 Hz-től jelentkeznek, ahol azonos módon a kamraelem csillapító hatása, illetve az aljpapucs erősítő hatása figyelhető meg. Ezen a grafikonon egyértelműen látszik, hogy az aljpapucs teljes mértékben megszünteti a kamraelem csillapító hatását.

Összefoglalás

A laboratóriumi munka összes mérési eredményét figyelembe véve megállapít­ható, hogy rugalmas pályaszerkezeti elemekkel leginkább az 500 Hz feletti frekvenciákon lehetünk hatással a kialakuló rezgésekre. A vasúti eredetű rezgési frekvenciákon – amelyek legfeljebb néhány 100 Hz-ig jelennek meg – általában minimális hatások voltak kimérhetők. Mindazonáltal a vasúti forgalom rezgésgerjesztéséből származó, főként magas frekvenciájú zajok, az ún. testzajok tekintetében a vágányok közelében észlelhető zajszintek csökkenthetők.
Jellemzően a sín kamrájába ragasztott elemekkel rezgéscsillapítás nyerhető magasabb frekvenciákon, amelyből várható, hogy ezeknek az elemeknek az alkalmazásával zajcsökkentést érhetünk el a valós vasúti felépítményben. Előrelátható volt, hogy az aljpapucs többnyire erősíteni fogja a keresztalj rezgéseit. Sajnálatos módon a laboratóriumi körülmények nem adtak módot a keresztaljból az ágyazat felé terjedő rezgések vizsgálatára, azonban feltételezhető, hogy szigetelőrétegként csillapítja a lefelé hatoló rezgések mértékét.
A laboratórium legnagyobb előnye, hogy itt – a valós vasúti pályával szemben – bármely felépítményi kombináció egyszerűen kivitelezhető. Az összeállított mérési rendszerrel az általunk kívánt összes kimenetel lejátszható, illetve a zaj- és rezgéscsillapításra irányuló beavatkozási lehetőségek együttes vizsgálata is itt végezhető el. Meglepő és nem várt eredményt nyújtott a kamraelem és aljpapucs közös alkalmazása. A rezgéseket alapvetően csökkentő kamraelem hatását az aljpapucs mérsékelte vagy teljesen megszüntette, illetve több esetben erősítő hatások érvényesültek. Végeredményben együttesen rezgésnövekedést vagy kisebb csillapítást okoznak, mint ha csak magát a kamraelemet építenénk be a felépítményi rendszerbe. A jövőben mindenképp szükséges lehet ezt a laboratóriumi eredményt élőpályás zaj- és rezgésvizsgálatokkal tovább elemezni. 
A laboratóriumban végzett kísérletekkel elértük kitűzött céljainkat. A kidolgozott új modell és mérési metodika segítségével jól értelmezhető eredményeket kaptunk, az elemek rezgésekre gyakorolt hatásai feltérképezhetők. Ugyanakkor a szükségszerű egyszerűsítések miatt az elemek valódi hatásait helyszíni mérésekkel szükséges ellenőrizni, verifikálni. Az összeállított mérési rendszer akár további, új megoldások kikísérletezésére is alkalmassá válhat.
A továbbiakban is a cikkekben ismertetett intézkedések és pályaelemek zajra és rezgésekre gyakorolt hatásainak vizsgálatával foglalkozunk. A laboratóriumi eredményeket helyszíni mérésekkel egészítettük ki. A cikksorozat harmadik – és egyben záró – részében részletezzük a pályamérések körülményeit és eredményeit, valamint kifejtjük a CNOSSOS-EU metodika gördülési zajok meghatározására vonatkozó számítási eljárását is, ugyanis az egyik elvégzett helyszíni mérés adatait ezzel a módszerrel is feldolgoztuk.