Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice školní rok 2003/2004, letní semestr I. ročník (obor Technologie a řízení dopravy) Šenkýř Michal 05.04.2004
Název práce: Protihluková opatření na železniční trati Brno – Česká Třebová u Březové nad Svitavou Prohlášení: Prohlašuji, že předložená práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracoval samostatně. Literaturu a další zdroje, ze kterých jsem čerpal, v práci řádně cituji. Souhlasím, se zveřejněním práce na webovém serveru Univerzity Pardubice.
Anotace: Práce je zaměřena na ochranu obyvatelstva před škodlivým hlukem z železniční dopravy u Březové nad Svitavou. Zabývá se výstavbou protihlukové stěny, výměnou starých oken za protihluková a dalšími možnostmi ochrany před hlukem. V práci jsou zahrnuty výsledky měření hluku po dokončení stavby, použité materiály na výstavbu stěny a výměnu oken a celkové zhodnocení provedených opatření.
Klíčová slova: Protihluková stěna, protihluková okna, železniční koridor, kolejové vozidlo, hladina akustického tlaku
1
Obsah:
2
Úvod 1. Výstavba koridoru a legislativa 1.1 Legislativa 1.2 Výstavba koridoru 2.Protihluková stěna 2.1 Historie výstavby 2.2 Architektonicko – stavební řešení 2.3 Stavebně technické řešení 2.4 Ochrana před nebezpečným dotykem 2.5 Úpravy trakčního vedení 2.6 Atypické části stěny 2.7 Protihluková stěna na mostě v km 214,996 2.8 Piktogramy 2.9 Demolice zádveří drážního domku v km 215,100 2.10 Úprava výstroje trati 2.11 Ostatní 3.Protihluková okna 3.1 Odůvodnění výměny 3.2 Stavebně technické řešení 4. Měření hluku 4.1 Měřící metoda 4.2 Měřící přístroje 4.3 Měřené veličiny 4.4 Výsledky měření 5. Další možnosti snížení hluku 5.1 Nové technologie výroby kolejových vozidel 5.2 Ostatní řešení Závěr Použité informační zdroje
3 4 4 5 6 6 6 7 9 9 10 10 10 10 11 11 12 12 12 13 13 14 15 15 19 19 19 20 21
2
Úvod V současném světě plném moderních technologií, útočí na člověka mnoho faktorů, které negativně ovlivňují jeho zdraví. Patří mezi ně emise výfukových zplodin, špatné hospodaření s odpady (zvláště nebezpečnými) a v neposlední řadě také hluková zátěž způsobená dopravou. Dnes už je vědecky dokázáno, že hluk (správně by se mělo uvádět hladina akustického tlaku), který překračuje povolené hodnoty a působí dlouhodobě, způsobuje vážné zdravotní problémy. Patří mezi ně bolesti hlavy, poškození nebo dokonce ztráta sluchu a dále také psychické problémy. Železniční doprava je oproti ostatním druhům doprav šetrnější k životnímu prostředí. Jednou z mála jejích nevýhod je poměrně velká hlučnost, která je způsobena jednak valením ocelových kol po kolejnici, dále pak pohyby skříní vozidel, průjezd kolejového vozidla obloukem železniční tratě a prací spalovacího motoru.
3
1. Výstavba koridoru a legislativa 1.1 Legislativa Od roku 2000 platí zákon č.258 o ochraně veřejného zdraví a také nařízení vlády č. 502 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. V tomto nařízení se stanoví nepřekročitelné hygienické imisní limity hluku a vibrací na pracovištích, ve stavbách pro bydlení, ve stavbách občanského vybavení a ve venkovním prostoru a způsob jejich měření a hodnocení. Emisní hodnoty hluku stanoví zvláštní právní předpisy. Pojmy, jakož i definice a označení veličin jsou uvedeny v příloze č. 1 k tomuto nařízení. Hodnoty hluku uvnitř staveb pro bydlení a staveb občanského vybavení se vyjadřují ekvivalentní hladinou akustického tlaku A LAeq,T a maximální hladinou akustického tlaku A LpAmax. V denní době se stanoví pro osm nejhlučnějších hodin, v noční době pro nejhlučnější hodinu. Pro hluk z dopravy na veřejných komunikacích a železnicích a pro hluk z leteckého provozu se stanoví pro celou denní a noční dobu [1]. Nejvyšší přípustná ekvivalentní hladina akustického tlaku A uvnitř staveb pro bydlení a občanského vybavení se stanoví pro hluky pronikající zvenčí součtem základní hladiny akustického tlaku LAeq,T = 40 dB a korekcí přihlížejících k využití prostorů a denní době podle přílohy č. 5 k tomuto nařízení. Obsahuje-li hluk výrazné tónové složky nebo má-li výrazný informační charakter, jako například řeč nebo hudba, přičítá se další korekce -5 dB. Nejvyšší přípustná maximální hladina akustického tlaku A uvnitř staveb pro bydlení a staveb občanského vybavení se stanoví pro hluky šířící se ze zdrojů uvnitř budovy součtem základní maximální hladiny hluku LpAmax = 40 dB a korekcí přihlížejících k využití prostoru a denní době podle přílohy č. 5 k tomuto nařízení. Obsahuje-li hluk výrazné tónové složky nebo má výrazně informativní charakter, jako například řeč nebo hudba, přičítá se další korekce -5 dB. Za hluk ze zdrojů uvnitř budovy se pokládá i hluk ze stacionárních zdrojů, umístěných mimo posuzovaný objekt, pronikající do těchto objektů jiným způsobem než vzduchem, to znamená konstrukcemi nebo podložím. Při provádění povolených stavebních úprav uvnitř budovy je přípustná korekce +15 dB k základní maximální hladině akustického tlaku v době od 7 do 21 hod. [1]. Doba dozvuku ve školních učebnách (včetně tělocvičen) a ve společných místnostech pro předškolní děti nesmí přesáhnout 0,6 s, v halách a chodbách školských a zdravotnických staveb 1,0 s. Hodnoty hluku ve venkovním prostoru se vyjadřují ekvivalentní hladinou akustického tlaku A LAeq,T . V denní době se stanoví pro osm nejhlučnějších hodin, v noční době pro nejhlučnější hodinu. Pro hluk z dopravy na veřejných komunikacích a železnicích a pro hluk z leteckého provozu se stanoví pro celou denní a noční dobu. Pro účely územního plánování se vyjadřuje 24hodinovou dlouhodobou ekvivalentní hladinou Ldvn a noční dlouhodobou ekvivalentní hladinou Ln. Nejvyšší přípustná ekvivalentní hladina akustického tlaku A ve venkovním prostoru (s výjimkou hluku z leteckého provozu) se stanoví součtem základní hladiny hluku LAeq,T = 50 dB a příslušné korekce pro denní nebo noční dobu a místo podle přílohy č. 6 k tomuto nařízení. Pro vysoce impulsní hluk se připočte další korekce -7 dB [1].
4
1.2 Výstavba koridoru Snahy o výrazné zkvalitnění a zrychlení a zrychlení železniční dopravy v Evropě stály v polovině osmdesátých let 20. století u zrodu myšlenky úpravy vybraných železničních magistrál pro rychlost alespoň 160 km/h. Po přijetí Řídícího plánu evropské infrastruktury v roce 1973 následovalo vypracování Evropské dohody o hlavních železničních tratích, zkráceně označované jako Dohoda AGC. Úvahy o zlepšení vzájemného spojení politických, hospodářských a kulturních center střední a východní Evropy vznikly na první panevropské konferenci v roce 1991 v Praze. O tři roky později se účastníci tohoto fóra sešli na druhé konferenci na Krétě (odtud užívaný termín krétské koridory), aby pak v Helsinkách zformovali jasné představy o trasách evropských koridorů. Podle nich vedou po území České republiky zčásti dva z koridorů, označených jako IV. a VI. koridor. Trasa IV. krétského koridoru vede z Berlína přes Drážďany, Prahu, Českou Třebovou, Brno a Břeclav do Rakouska a je v národním značení I.tranzitním koridorem. K základním parametrům, přijatým pro modernizaci koridorů, patří traťová rychlost 160 km/h, dostatečná prostorová průchodnost, odpovídající třída zatížení 22,5 tun na nápravu včetně přijetí dalších úprav, podmiňujících výhledové použití speciálních souprav s naklápěcí technikou. Budování koridoru v úseku Březová nad Svitavou - Svitavy bylo součástí stavby Optimalizace traťového úseku Skalice nad Svitavou - Česká Třebová a zároveň stavby Elektrizace trati v úseku Brno – Česká Třebová. Stavby byly zahájeny v roce 1996, dokončeny k 31.12.1998 a zkušební elektrický provoz byl zahájen 21.01.1999 tzn. před platností zákona o č.258/2000 Sb. a nařízení vlády č.502/2000 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluků a vibrací. Zkušební provoz měl skončit kolaudací v roce 2001. Při kolaudačním řízení však vystoupily představitelé obecních samospráv a Krajských hygienických stanic s požadavkem na vybudování protihlukových opatření, která by ochránila obyvatelstvo před nepříznivým účinkem hluku a vibrací. Měřením totiž bylo zjištěno, že v blízkosti železniční tratě překračuje hladina akustického tlaku povolené hodnoty. Bylo proto rozhodnuto vybudovat dodatečná protihluková opatření u železniční trati Brno – Česká Třebová. Jejich součástí jsou i stavební objekty u Březové nad Svitavou.
5
2. Protihluková stěna 2.1 Historie výstavby Železniční trať Brno – Česká Třebová je z hlediska stavebních prací jedním z nejnáročnějších úseků I. tranzitního koridoru. Mezi Březovou nad Svitavou a Svitavami prochází údolím řeky Svitavy nejdelší mezistaniční dvoukolejný traťový úsek v České republice s průměrným sklonem 5 promile, jedním tunelem a stykem dvou proudových soustav (obr. 1).
Obr. 1 Údolí řeky Svitavy u Březové se železniční tratí [4] Stěna byla budována od května do prosince 2003. Stavební práce přinesly omezení rychlosti na trati a velké množství kolejových a napěťových výluk, které měly negativní vliv na dodržování grafikonu vlakové dopravy. Protihluková stěna v Březové nad Svitavou byla navržena vpravo ve směru staničení v km 214,720 – 215,526. V km 214,996 přechází stěna přes most. V km 215,0 a 215,280 je přerušena únikovými otvory. V km 214,720 – 215,030 probíhá ve vzdálenosti 3,4m od osy 2. koleje. Od km 215,030 – 215,4 probíhá ve vzdálenosti 5,0m od osy 2. koleje. Od km 215,4 do konce probíhá ve vzdálenosti 3,45m od osy 2. koleje. V km 215,120 je drážní domek, do kterého byl upraven vstup. Smyslem protihlukové stěny je odhlučnění přilehlé zástavby v obci. Při zpracování vycházel projektant (SUDOP Brno) ze schváleného předcházejícího stupně projektové dokumentace (zadání stavby z 07/01) [2]. 2.2 Architektonicko – stavební řešení Stěna je navržena absorpční, betonová do ocelových sloupků. Osová vzdálenost sloupků je 4m. Založená je na železobetonových pilotách a patkách (obcházení trakčních stožárů). 6
Nosným a zároveň neprůzvučným prvkem protihlukové stěny je železobetonový mrazuvzdorný panel z betonu třídy C30/37 s odolností proti solím. Panel je na povrchu přivráceném ke zdroji hluku, tedy k železniční trati, opatřený vrstvou z porézní profilované pryže. Tato pryž pochází ze starých, ojetých pneumatik. Druhý povrch panelu je opatřen barevným plastickým reliéfem dle katalogu firmy RECKLI – Chemiewerstoff GmbH & Co. Barevně je stěna laděna tak, aby splynula s okolím a nebyla tak viditelným zásahem do krajiny. V místě obcházení trakčních stožárů jsou z důvodů odlehčení (zadní strana vynášena konzolami) plastové pohltivé panely DSH/PLAST na jejichž výrobu se využívá PET láhví. Spodní část je tvořena betonovým soklem výšky 500mm z betonu třídy C30/37 odolného proti solím [2]. 2.3 Stavebně technické řešení Při založení protihlukové stěny Březová nad Svitavou byl zpracován geotechnický průzkum firmou GEOTECHNIKA a.s. Ostrava (Mgr. J. Sloboda) v červnu 2002. V úseku Březová 1 je proveden jeden jádrový vrt J3 v patě železničního náspu a jedna penetrační sonda na železniční stezce. Vzhledem k velkému svahu a protože protihluková stěna je umístěna na železniční stezce je vrt J3 téměř zbytečný. Podle penetrační sondy je v hloubce 1,3 – 1,8m pravděpodobně vrstva štěrkovitá a od 1,8m níže pravděpodobně tuhé jíly s Rdt=0,1-0,15MPa. Spodní voda se objevuje v hloubce okolo 3m pod úrovní paty železničního náspu. V úseku Březová 2 byly provedeny tři jádrové vrty J4, J5 a J6. V oblasti vrtu J4, v úseku nejvyššího skalního zářezu, byly již v hloubce 0,5m ověřeny rozpukané a navětrané vápence a pískovce zatříděné jako R2-3. Směrem k vrtům J5 a J6 roste vrstva hlín s úlomky hornin a hlinitokamenitých sutí až na vrstvu 7,0m a větší. Tyto horniny jsou zatříděny jako F2 – F3, konzistence tuhé až měkké, s Rdt=0,1-0,175MPa. V části Březová 2 se podzemní voda ve vrtech neobjevila. Na základě tohoto průzkumu a možností provádění (vzhledem ke svahu železničního náspu) bylo dohodnuto, že založení protihlukové stěny Březová nad Svitavou bude na pilotách, pouze u stávajících trakčních stožárů budou sloupy protihlukové stěny kotveny do základových patek. Na začátku druhé části stěny v oblasti vrtu J4, bylo možno zvážit částečnou náhradu pilot základovými patkami, se základovou spárou v hloubce min. 1,5m pod terénem. Rozhodující byl skutečný průběh pískovců a písečných vápenců v podloží. Pilotové základy jsou navrženy v souladu se sloupy stěny po 3,0 – 4,0 metrech. Jsou namáhány vodorovnou silou od větru a svislou silou danou hmotností stěny. Svislé zatížení pilot nebylo rozhodující. Výše svislého zatížení je natolik malá, že svislé sedání navržených pilot vychází ve všech případech zanedbatelné. Nebylo proto nutné při výstavbě trvat na bezvadném začištění dna vrtů pro piloty. Rozhodující pro návrh délek a průměrů pilot je horizontální odpor zeminy v okolí dříků pilot, přičemž jsou rozhodující pevnostní parametry zemin ve svrchní části dříků pilot. Po konzultaci s projektantem stavby bylo rozhodnuto dimenzovat piloty tak, aby vodorovná deformace v místě hlav pilot byla po zatížení větrem maximálně cca 10mm. Ve vrcholu stěny pak lze předpokládat maximální deformaci cca 20 až 40mm, což je zřejmě pro funkci stěny vyhovující. Pro výpočet vodorovných deformací byl použit program GEO 36 firmy FINE Praha [2]. Ohybové momenty v navržených pilotách při zatížení stěny větrem jsou poměrně malé, proto ve všech případech postačil armokoš se šesti pruty R16 a ovinutím R6 po 150mm. Beton pilot byl navrhnut B20, respektive dle ČSN EN C16/20. Pro beton pilot byl použit odolnější struskoportlandský cement , jinak zvyšování kvality betonu nebylo nutné, podzemní voda návrh pilot neovlivňovala.
7
Pro oblast sondy J3 byly navrženy piloty o průměru 1000mm a o délce 4,0m (voda je ve vrstvě štěrku v hloubce 3,0m pod patou svahu). Protože však podle penetrační sondy je železniční násep tvořen převážně tuhými jílovitými hlínami, byl předpoklad, že bude nutné piloty pažit. Toto se nakonec neuskutečnilo a vypažena byla jen část piloty v náspu, kvůli štěrkovému loži. Pro oblast sond J4, J5 a J6 byly rovněž navrženy piloty o průměru 1000mm, v délce 3,5m, která přechází v délku 5,0m v oblasti sond J5 a J6. V sondě J6 se objevila tuhá až měkká písčitá hlína, nebylo tedy pravděpodobné provedení nepažených pilot. Toto se opět nepotvrdilo a veškeré piloty byly při výkopech prováděny jako nepažené, mimo horní části procházející štěrkovým ložem [2]. Návrh průměru pilot po sloupy protihlukové stěny respektoval požadovaný průměr drapáku 1000mm. Protože se jedná o úsek, kde byl předpoklad, že piloty budou prováděny (vzhledem ke svahu) z podvozku na kolejích. Dále je nutno upozornit, že návrh délek pilot s předpokládanou vodorovnou deformací v místě hlav pilot byl proveden pro příslušný popis sondy. Horní část pilot byla betonována do výpažnic, které po zatuhnutí betonu byly odstraněny. Horní hrana pilot je 100mm pod terénem. Betonový soklový panel je 100mm zapuštěn do stávajícího terénu. Založení na základových patkách bylo provedeno u stávajících trakčních stožárů. Protihluková stěna je obchází, tvoří zde výklenek, v jehož každém rohu je sloup. Železobetonové panely jsou zde (mimo spodní soklový panel) nahrazeny plastovými, které snižují hmotnost stěny. Do základové patky jsou kotveny vždy dva sloupky, z toho rohový klasicky do kotevního otvoru a koutový na konzolu kotvenou do patky pomocí chemických kotev. Kotvení sloupu na konzolu je rovněž šroubované. Tuhost rohu stěny je zajištěna masívnějším průřezem rohového sloupku, proto bylo navrženo propojení obou sloupků nahoře profilem L [2]. Protože v úrovni základové spáry patek je (ve svahu) Rdt = 0,1 – 0,15 MPa, bylo pro lepší roznesení zatížení provedeno podbetonování patek v tlouštce 400 – 500 mm o rozměrech přesahujících rozměry patek min. o 200 – 300 mm. Celková výška patek a podbetonování je v úseku Březová 1 a 2 2200 – 2300 mm. Tím je splněna (vzhledem ke svahu) podmínka ochrany základové spáry před mrazem. Výkopové práce probíhaly v bezprostřední blízkosti drážního tělesa, bylo tedy nutné ze strany koleje výkop patek pažit. Podle interpretace průzkumu bylo pravděpodobné, že ve výkopu se objeví spodní voda a bude nutné během provádění uvažovat s čerpáním – takový případ však nenastal. Patky byly navrženy z betonu B 20 (cement struskoportlandský), vyztužené minimálně výztuží (ocel 10505). Při zemních pracích v okolí trakčních podpěr bylo nutné postupovat s maximální opatrností a výkop provádět vždy jen z jedné strany. Kotevní stožáry byly odlehčeny snížením napínacího tahu pomocí lanových táhel. Postup při hloubení výkopu byl určen tak, že první metr výkopu se provedl ručně a svah kolejového lože se zapažil. Další hloubení výkopu bylo prováděno již strojně. Vytěžená zemina byla ukládána na skládku. Povrchová úprava sloupků HEB a UPE 160 byla provedena otryskáním, žárovým zinkováním za horka a uzavíracím nátěrem Hempel. Protikorozní ochrana sloupků byla provedena dle odsouhlaseného technologického postupu v souladu s předpisem ČD S 5/4 a vydaných Technicko kvalitativních podmínek staveb Českých drah kapitola 25 B. Sloupky byly obetonovány do výšky 200 mm nad terén a povrch byl vyhlazen a vyspádován pro odtok vody [2].
8
2.4 Ochrana před nebezpečným dotykem Ukolejnění řeší ochranu před nebezpečným dotykem vodivých konstrukcí nacházejících se v blízkosti živé části trakčního vedení (v prostoru ohrožení trakčním vedením) podle norem ČSN 34 1500, ČSN 34 1530 a ČSN EN 50 122-1. Části protihlukových stěn nacházející se v prostoru ohrožení trakčním vedením se ukolejnily přes opakovatelné průrazky UPO 500 v souladu s výše uvedenými normami. Části protihlukových stěn, které se nacházejí ve vzdálenosti menší než 2,5m od trakčních stožárů se uvedly na stejný potenciál podle normy ČSN EN 50 122-1. V souvislosti s ukolejněním protihlukové stěny a uvedením této stěny na stejný potenciál bylo nutné zajistit vývody armatur panelových soklů a příložky na ocelových sloupcích pro uchycení vodičů a průrazek. Vývody soklů a příložky na ocelových sloupcích se propojily ukolejňovacím vodičem FeZn o průměru 10 mm. V případě uvedení vodivých konstrukcí na stejný potenciál se vymezená část protihlukové stěny propojila vodičem FeZn o průměru 10 mm v Pe trubce se stožárem, v případě ukolejnění protihlukové stěny se vytypovaný sloupek ukolejnil přes průrazku. Ukolejněné části protihlukových stěn a části stěn uvedené na stejný potenciál s trakčními podpěrami se odizolovaly vložením kabelové folie mezi sloupky a panelové sokly [2]. Protihluková stěna byla ukolejněna v rozpětí trakčních podpěr 30 – 38, kde bylo propojeno 48 sloupků a 47 soklových panelů. Na sloupek 25 byla dosazena průrazka UPO 500, která byla připojena vodičem FeZn průměr 10 mm na bližší kolejnicový pás koleje č. 2. Protihluková stěna se v blízkosti trakčních podpěr 40 – 68 připojila na jednotlivé stožáry (uvedení na stejný potenciál. Po dokončení výše uvedených prací proběhlo měření dotykových napětí na kovových částech protihlukové stěny a krokových napětí v blízkosti stěny. Byla zvolena voltampérová metoda s pomocí vzdálené země. Měření prokázalo, že dovolená dotyková napětí kovových částí, ve smyslu ČSN 34 1500, překračují povolenou mez 250V pro místa veřejnosti nepřístupná. Dále bylo zjištěno, že zemní odpor stěny je velmi malý a mohlo by proto dojít k rušení kolejových zabezpečovacích obvodů. Bylo proto rozhodnuto o změně projektu ukolejnění. Montáží zemního lana mezi trakčními podpěrami 40 – 48 a následným odpojením těchto podpěr od kolejnicového pásu bylo dosaženo výrazného zlepšení a to jak hodnot dotykových napětí, tak i stability kolejových obvodů. Toto bylo následným měřením doloženo. 2.5 Úpravy trakčního vedení Železniční trať Březová nad Svitavou – Svitavy (neutrální pole napájecí stanice Svitavy v km 228,150) je elektrizována jednofázovou střídavou soustavou 25 kV, 50Hz podle sestavy „S“. Proto byli zaměstnanci všech montážních podniků, které se na stavbě podílely, nuceni dodržovat veškeré bezpečnostní předpisy a podnikové instrukce a současně nařízení platné pro práci v blízkosti trakčního vedení, zvláště pak ČSN 34 3109, ČSN 34 1500 a ČSN 34 1530. Realizace protihlukové stěny byla ve větší míře prováděna z osy koleje za pomocí mechanismů při předpokládaných napěťových a kolejových výlukách. Pro umožnění práce mechanismů bylo prováděno zajištění pracoviště dle příkazu „B – pro práci na elektrických zařízeních“, odlehčení a zajištění kotevního mechanismu trolejového drátu a nosného lana. Dále musela být provedena směrová a výšková regulace trolejového drátu u kotevních stožárů č. 32 a 38. Po ukončení práce mechanismu byla prováděna zpětná montáž celého mechanismu na trakční podpěru, včetně regulace a zkoušky elektrických vlastností vedení.
9
2.6 Atypické části stěny Atypickou částí stěny je obcházení trakčních stožárů. Stěna je v těchto v místech navržena z plastových pohltivých panelů. Panely na bočních stranách výklenku byly vyrobeny až po přesném zaměření os ocelových stojek. Přechod stěny na most je řešen soklovými panely lichoběžníkového tvaru. Vzhledem k tomu, že zaměření terénu na tomto místě nebylo dostatečné byly panely po provedení pilot č. 78, 79 a 85, 86 osazeny a podbetonovány. Vzhledem k délce stěny byly provedeny dva únikové východy v km 215,0 a 215,220. Oba jsou vytvořeny překrytím stěn. Za prvním únikovým východem následuje svah, proto jsou zde osazeny terénní schody šířky 1,2 m z plastových dlaždic s plastovým zábradlím výšky 1,1m. Dlaždice byly kladeny přímo na terén, který byl předtím upraven na rozměr schodů. Podesta za výstupním stupněm byla upravena štěrkodrtí do roviny [2]. 2.7 Protihluková stěna na mostě v km 214,996 Založení protihlukové stěny je navrženo kotvením do betonových pilot. V prostoru mostu v km 214,996 jsou osazeny dvě piloty o průměru 1000 mm. Osová vzdálenost stěny od osy koleje č. 2 je 3630 mm. V místě mostu jsou použity průhledné panely PPA – N2, které mají kladné vyjádření ředitele odboru stavebního Českých drah k použití do pohledově exponovaných lokalit budovaných protihlukových stěn. Průhledná výplň je opatřena fólií s vyobrazením dravých ptáků. Pro osazení výplně byl použit byl zhotoven ocelový rám u mostního otvoru. Nosnou konstrukci tvoří ocelový svařovaný rám na rozpětí 12,0 m. Výška protihlukových panelů je 3,7 m. Ocelovou konstrukci tvoří jeden montážní dílec. Nosnou konstrukci rámu tvoří uzavřený svařovaný ocelový truhlík výšky 300 mm, vyztužený vnitřními výztuhami ve vzdálenosti 1000 mm. Na truhlík jsou navařeny ve vzdálenosti 2,0m stojky. Stojky jsou z válcovaného profilu HEB 200. Válcované stojky zároveň tvoří zasouvací drážky pro osazení protihlukových panelů. Stojky jsou na volném konci převázány průvlakem. Průvlak tvoří dva válcované U profily 240 svařené k sobě pásnicemi na koncích plechem P5x165-235. Průvlak je navařen na pásnice stojek svoji kratší stranou na vnější straně. Ocelový rám je přikotven k betonovým patkám přes patní plechy P25x520-250. Patní plechy jsou navařeny na koncích truhlíku. Ocelová konstrukce je přes patní desky přikotvena pomocí kotev do betonových pilot. Kotvy byly vloženy do piloty před její betonáží. Prostor mezi lícem římsy a spodním rámem byl překryt ocelovým plechem s oválnými výstupky, který je uchycen na konzolkách U č. 80 mm, přivařených ke stěně truhlíku v osové vzdálenosti 500 mm. Upevnění plechů bylo provedeno dle oborové normy ON 73 6260. Zábradlí na římsách bylo ponecháno [2]. 2.8 Piktogramy Označení směru úniku k únikovému prostoru bylo označeno směrovými šipkami, které jsou od sebe vzdáleny 20 m (celkem 28 ks). Šipky jsou z plastické hmoty s potiskem přišroubované na stěnu ve výšce 1,5 m nad terénem. Délka šipky je 500 mm a nad ní je nápis „ÚNIK“ výšky 150 mm. Provedení piktogramu odolává povětrnostním vlivům (UV záření, déšť, sníh). S rozmisťováním šipek se začalo cca 120 m od krajů stěny [2].
10
2.9 Demolice zádveří drážního domku v km 215,110 Zádveří drážního domku v km 215,110 bylo demolováno. Zádveří mělo půdorysné rozměry 2,07 x 1,58 m, průměrnou výšku cca 3 m. Obvodové stěny byly kombinací cihel a dřeva, dřevěné okno a dveře. Střecha pultová, dřevěný krov, azbestocementová krytina. Zdivo domku v místě demolice stěn bylo zapraveno. Dále byl zbourán dřevěný traťový útulek v km 215,100 půdorysných rozměrů 3,84 x 2,43 m, výšky cca 2,5 m [2]. 2.10 Úprava výstroje trati V rámci stavebního objektu byla také provedena úprava polohy prvků výstroje trati, které jsou v kolizi s konstrukcí protihlukové stěny nebo by kvůli jejímu umístění nebyly viditelné. Staničníky, umístěné na stávajících stožárech trakčního vedení, nebyly při zřízení stěny v úrovni stožárů trakčního vedení viditelné.. Provedena je úprava polohy těchto staničníků jejich vysunutím blíže ke koleji v souladu se článkem 24 přílohy 3 předpisu ČD M21 – Staničení železničních tratí. Hrana tabule staničníků není po úpravě blíže než 2,6 m + delta od osy přilehlé koleje. Vysunutí je provedeno pomocí prodloužených upevňovacích prvků vyrobených ze silnostěnných pozinkovaných trubek a armatur pro montáž trakčního vedení. Podchodná výška je minimálně 3 m. Návěstidlo s návěstí „Vlak se blíží k zastávce“ bylo přemístěno z km 215,039 do km 215,170 [2]. 2.11 Ostatní Navržená stěna je betonová tzn. z nehořlavého materiálu a proto se na ni nevztahuje odst. 85 Odolnost proti ohni v „Metodickém pokynu – Protihlukové stěny a valy“. Výstavbou stěny nebyla situace z hlediska požární ochrany zhoršena. Protihluková stěna má veškeré povolení a atesty pro používání na Českých drahách – byl použit systém protihlukových stěn ŽPSV Uherský Ostroh (betonové stěny) a DSH Uherské Hradiště (plastové stěny). Projektovou dokumentaci provedl SUDOP Brno, vlastní stavbu stěny TOMI – REMONT Prostějov, úpravy trakčního vedení, ukolejnění a úpravu výstroje trati ČD SDC Brno – Opravna trakčního vedení Blansko a demolici zádveří drážního domku KOMPLETSTAV Letovice.
11
3. Protihluková okna 3.1 Odůvodnění výměny Z technických důvodů nebylo možno protihlukovou stěnu vybudovat podél celé zástavby v Březové nad Svitavou. V místech, kde stěna končí bylo proto přistoupeno k výměně původních dřevěných oken za okna plastová, protihluková. Na katastrálním území Březová nad Svitavou a Dlouhá se jedná o 31 nemovitostí. Tato práce se zabývá dvěma z nich, které jsou nejblíže protihlukové stěny a to nemovitosti č.p.314 a 343. Nemovitost č.p. 314 se nachází u začátku protihlukové stěny v km 214,640 a nemovitost č.p. 343 na konci stěny v km 215,612. Jedná se o obytné jednopodlažní rodinné domy. Okna byla vyměňována v obytných místnostech. V kuchyních byla okna vyměněna také, neboť půdorysný profil ve výše uvedených nemovitostech je větší než 20 m2. 3.2 Stavebně technické řešení Příprava na výměnu oken probíhala již v roce 2002. Zástupci firem, vybraných ve výběrovém řízení obcházeli dotčené nemovitosti a prováděli zaměřování oken, určených k výměně. Na celé stavbě se na výměně oken podílely tři firmy. V Březové nad Svitavou vyhrála výběrové řízení firma Skanska a.s., která si na výměnu najala subdodavatele a to firmu MTS Uherské Hradiště. Provádělo se nejen zaměřování samotných oken, ale i parapetů (venkovních i vnitřních) a ochrany proti slunečnímu záření (žaluzií). Samotná výměna proběhla v měsíci září roku 2003. Nejprve byla stará okna vybourána, včetně parapetů a posléze dosazena nová. Oproti klasickým, dvojitým, dřevěným oknům mají výhodu i v úspoře prostoru, neboť jejich šířka je pouhých 10 cm, oproti klasickým se šířkou asi 30 cm. Projektant navrhl plastová okna s tepelně izolačními skly s koeficientem prostupu tepla U=2,7 až 1,1 W/m2. Zároveň jsou to zvukově izolační skla s útlumem hluku 32 dB. Rámy jsou vícekomorové PVC profily VEKA, s obvodovým kováním MACO Multi Trend. Skla vyrábí firma Izolas. Uživatelé nemovitostí si mohli vybrat i ze šesti barevných provedení rámů. Firma provedla i zednické práce (zapravení okolo oken) a vymalování nové omítky. V měsíci říjnu potom proběhla montáž žaluzií (pokud byly namontovány i na původních oknech).
12
4. Měření hluku 4.1 Měřící metoda Měření hluku prováděla na objednávku zadavatele (SUDOP Brno) firma Vrána – Měření fyzikálních veličin. Měření probíhalo na dvou místech v Březové nad Svitavou označených jako měřící bod 8 resp. 9. Měřením se mělo dokladovat, že provedené opatření (protihluková stěna) dostatečně tlumí hluk v určeném prostoru. Měření se nezabývalo měřením v budovách, kde došlo k výměně oken, neboť tam se předpokládá, že opatření je dostačující. Základem je měření hluku ve venkovním prostoru blízko budovy a měření uvnitř budovy podle normy ČSN ISO 1996-1. Pro další zpracování se využívá hlukoměru s vestavěnou pamětí pro ukládání vzorků měření. Hlukoměr rovněž registruje minimální a maximální hladiny hluku a některé procentní hladiny. Po skončení měření byly naměřené hodnoty přeneseny do počítače včetně časového průběhu měření v sekundových vzorcích. Časové průběhy měření byly pak použity k časovému rozdělení a samostatnému vyhodnocení jednotlivých zdrojů hluku programem HLUK4L. HLUK4L je databázový program, který přijímá ze zvukoměru a převádí je do databázové struktury. V takto vytvořeném databázovém souboru lze pak označit časové úseky podle dominantních zdrojů hluku. Program pak převede naměřené hladiny hluku na hodnoty akustického tlaku, nasčítá je odděleně podle označených zdrojů hluku a převede zpět na ekvivalentní hladiny hluku pro jednotlivé označené zdroje. Zásadní veličinou je SEL, což je hladina zvukové expozice při váhové křivce A. Z časového průběhu byly spočítány hodnoty SEL pro jednotlivé vlaky. Hodnota SEL pro určitý typ vlaku byla vypočtena jako průměrná hodnota ze SEL všech vlaků stejného typu. Hodnoty SEL určitých typů vlaků byly pak vynásobeny četností toho typu vlaku v denní a noční době výsledek přepočítán na celý den a celou noc. Výsledky v logaritmické podobě dávají a přepočítanou maximální denní a noční hladinu hluku. Maximální proto, že četnosti jednotlivých druhů vlaků jsou maximální a nikoli průměrné [3]. Vypočtené hodnoty jsou použity pro určení vložného útlumu protihlukové stěny dle ČSN ISO 10847. K určení vložného útlumu stěny je použito přímé metody podle článku 8.2.1 této normy. Vložný útlum protihlukové stěny DIL je vyjádřen vztahem: DIL = (Lref,A – Lref,B) – (Lr,A – Lr,B) kde Lref,B Lr,B Lref,A Lr,A
je hladina akustického tlaku na referenčním místě pro situaci „před“ je hladina akustického tlaku v místě příjmu pro situaci „před“ je hladina akustického tlaku na referenčním místě pro situaci „po“ je hladina akustického tlaku v místě příjmu pro situaci „po“
13
4.2 Měřící přístroje K měření hluku musí být použito přesných přístrojů, kalibrovaných v k tomu určeném zařízení. Použité přístroje: přesný integrační zvukoměr B&K typ 2236 D v.č. 1879844 přesný integrační zvukoměr B&K typ 2236 D v.č. 1773922 měřící mikrofon B&K 4188 v.č. 1868518 měřící mikrofon B&K 4188 v.č. 2051153 akustický kalibrátor B&K typ 4231 v.č. 1882886 kryt proti větru B&K UA 0459 teploměr, tlakoměr, vlhkoměr COMMETER THP v.č. 9815004 digitální anemometr CONRAD 124630 Uvedená měřící sestava B&K byla ověřena v Českém metrologickém institutu v Brně a má platné ověřovací listy č. 635-OL-Z027-02, 635-OL-M035-02, 635-OL-Z078/03, 635-OL-M067/03, 635-KL-K048-01. Zvukoměr s mikrofonem byl vždy před měřením a po měření kontrolován výše uvedeným akustickým kalibrátorem. Nastavení zvukoměru: váhová křivka A pro efektivní hodnoty váhová křivka C pro špičkové hodnoty měřící rozsah 30 – 110 dB(A) venku kmitočtové pásmo bez pásmového filtru interval vzorků 1s časová konstanta Fast 4.3 Měřené veličiny Základní měřené veličiny: Leq celková ekvivalentní hladina hluku Time doba měření Ostatní vyhodnocené veličiny: Overload přebuzení vstupu přístroje (% doby měření) MaxP maximální špičková hodnota hladiny hluku v daném měřícím intervalu při váhové křivce C MinL minimální hladina zvuku v daném měřícím intervalu při váhové křivce A MaxL maximální hladina zvuku v daném měřícím intervalu při váhové křivce A SEL hladina zvukové expozice (při váhové křivce A) L1 efektivní hladina překračující 1% doby měření L5 efektivní hladina překračující 5% doby měření L10 efektivní hladina překračující 10% doby měření L90 efektivní hladina překračující 90% doby měření L95 efektivní hladina překračující 95% doby měření
14
4.4 Výsledky měření Měření v Březové nad Svitavou probíhalo ve dvou referenčních bodech a to v bodě č. 8 (u nemovitosti č.p. 317 a v bodě č.9 (u nemovitosti č.p. 311). Číslování bodů vychází z celkového měření celé stavby protihlukových opatření Brno – Česká Třebová. Výsledky měření jsou v tabulkách 8.1; 8.2 a 8.3. Venkovní měření bylo provedeno v úrovni 2 metry nad terénem dle ČSN ISO 1996-1 čl.5.2.2. Měřil se zvukový jev a to hluk z jízdy vlakových souprav po kolejovém svršku a měření proběhlo dne 29.10.2003, tedy po dokončení protihlukové stěny [3]. Bod 8 Březová nad Svitavou č.p. 317 Tab. 8.1 Klimatické podmínky měření: Teplota 1,0±0,4
Vlhkost 92,6±3%
Atm. tlak 968±1hPa
Rychlost větru 0 m/s
Tab. 8.2 Charakter hluku: Rozdělení zdrojů Leq venku / dB(A)
Celkem 49,0
Vlaky 46,0
Ostatní 46,1
Záznam hlukoměru venku ------------------------------------------Bruel & Kjaer SLM Type 2236 SETTINGS: ------------------------------------------F 30-110 dB RMS: A Peak: C RECORD NO.: 1 ------------------------------------------29 Oct 2003 09:01:10 Elapsed Time 0005:57:04 Pauses 0 Overload 0.0% MaxP MaxL MinL
99.1 dB 80.4 dB 36.0 dB
Leq SEL LEPd (Te=7h30)
49,2 dB 92,4 dB 48.9 dB
L5 L95
51.0 dB 39.5 dB
15
Tab. 8.3 Přehled vlaků a naměřené hodnoty SEL – denní měření Čas 9:02:23 9:08:23 9:13:31 9:28:32 9:38:26 9:46:08 10:11:58 10:24:12 10:29:35 10:58:34 10:58:54 11:01:54 11:05:58 11:43:32 12:06:16 12:21:39 12:26:23 12:30:01 12:54:32 13:02:42 13:05:41 13:07:03 13:34:38
Druh vlaku R Os Os R Sp N Mn Lv N Os R R Os N N Lv Lv Sp Os R R Os Sp
Směr Počet vozů Brno E+7V Brno E+3V Č.Třebová E+5V Č.Třebová E+8V Brno E+3V Brno E+33V Č.Třebová 2D Č.Třebová E Brno E+16V Brno E+5V Č.Třebová E+6V Brno E+6V Č.Třebová E+5V Brno E+18V Č.Třebová E+35V Č.Třebová E Brno D Č.Třebová E+3V Brno E+5V Brno E+7V Č.Třebová E+9V Č.Třebová E+4V Brno E+3V
SEL venku (dB) 70,4 65,2 71,4 70,5 72,1 82,0 63,4 62,2 79,9 72,5 72,8 71,3 72,4 84,0 80,7 65,4 55,0 77,3 71,6 71,6 69,6 72,5 71,8
16
Délka průjezdu (s) 31 15 32 31 31 87 14 11 63 20 19 33 33 58 82 19 30 59 37 25 24 52 33
Bod 9 Březová nad Svitavou č.p. 317. Výsledky měření jsou v tabulkách 9.1; 9.2 a 9.3. Tab. 9.1 Klimatické podmínky měření: Teplota 1,0±0,4
Vlhkost 92,6±3%
Atm. tlak 968±1hPa
Rychlost větru 0 m/s
Tab. 9.2 Charakter hluku: Rozdělení zdrojů Leq venku / dB(A)
Celkem 52,3
Vlaky 46,3
Ostatní 51,0
Záznam hlukoměru venku ------------------------------------------Bruel & Kjaer SLM Type 2236 SETTINGS: ------------------------------------------F 30-110 dB RMS: A Peak: C RECORD NO.: 1 ------------------------------------------29 Oct 2003 08:07:52 Elapsed Time 0005:44:40 Pauses 2 Overload 0.0% MaxP MaxL MinL
106.3 dB 82.0 dB 34.3 dB
Leq SEL LEPd (Te=7h30)
52.3 dB 95,4 dB 52.0 dB
L5 L10 L90
64.0 dB 51.0 dB 39.5 dB
17
Tab. 9.3 Přehled vlaků a naměřené hodnoty SEL – denní měření Čas 9:02:23 9:08:23 9:13:31 9:28:32 9:38:26 9:46:08 10:11:58 10:24:12 10:29:35 10:58:34 10:58:54 11:01:54 11:05:58 11:43:32 12:06:16 12:21:39 12:26:23 12:30:01 12:54:32 13:02:42 13:05:41 13:07:03 13:34:38
Druh vlaku R Os Os R Sp N Mn Lv N Os R R Os N N Lv Lv Sp Os R R Os Sp
Směr Počet vozů Brno E+7V Brno E+3V Č.Třebová E+5V Č.Třebová E+8V Brno E+3V Brno E+33V Č.Třebová 2D Č.Třebová E Brno E+16V Brno E+5V Č.Třebová E+6V Brno E+6V Č.Třebová E+5V Brno E+18V Č.Třebová E+35V Č.Třebová E Brno D Č.Třebová E+3V Brno E+5V Brno E+7V Č.Třebová E+9V Č.Třebová E+4V Brno E+3V
SEL venku (dB) 70,4 65,2 71,4 70,5 72,1 82,0 63,4 62,2 79,9 72,5 72,8 71,3 72,4 84,0 80,7 65,4 55,0 77,3 71,6 71,6 69,6 72,5 71,8
Délka průjezdu (s) 31 15 32 31 31 87 14 11 63 20 19 33 33 58 82 19 30 59 37 25 24 52 33
Legenda: Lv-lokomotivní vlak, R-rychlík, Sp-spěšný vlak, Os-osobní vlak, N-nákladní vlak, Mn-manipulační vlak E-elektrická lokomotiva, D-dieselová lokomotiva Z provedených měření se dá vypočítat vložný útlum (DIL) protihlukové stěny, který činí v měřícím bodě č. 8 9,1 dB a v bodě č. 9 7,9 dB. Obě měření byla prováděna ve stejnou dobu, při průjezdu týchž vlaků.Z výše uvedených měření vyplívá, že protihluková stěna splnila svůj účel a snížila hluk z projíždějících vlaků pod úroveň požadovanou zákonnými předpisy pro vnitřní obytné prostory. Při propočítání na výhledové zatížení trati po dokončení celého koridoru bude činit v měřícím bodu 8 denní ekvivalentní hladina hluku venku 47,2 dB a noční ekvivalentní hladina hluku venku 50,2 dB. V bodě 9 budou tyto hodnoty dosahovat 47,9, resp. 50,9 dB [3].
18
5. Další možnosti snížení hluku 5.1 Nové technologie výroby kolejových vozidel Největší hluk z provozu kolejových vozidel způsobuje valení ocelového kola po kolejnici a vibrace z tohoto pohybu. A právě tomuto zdroji hluku se věnuje výzkum firmy Bonatrans, který vyústil v realizaci řady systémů tlumení hluku a vibrací kol, způsobených valením kola [5]. Prvním ze systémů jsou tlumící kroužky (obr. 2). Kroužky jsou ekonomicky nenáročným způsobem řešení tlumení. Mají nízkou hmotnost a nízkou pořizovací cenu, avšak jejich tlumicí účinek je menší (do 2dB) a jejich životnost je omezena na životnost kola. Jsou vhodné v případech, kdy stačí menší tlumení ke splnění hlukového limitu [5].
Obr. 2 Tlumící kroužek [5] Dalším zařízením jsou kompozitní tlumiče (obr. 3). Kompozitní tlumič hluku a vibrací je složen z kombinace několika vrstev různých druhů materiálů, které jsou zvoleny pro maximální utlumení vibrací u konkrétního kola. Tlumicí účinek je v současnosti na kvalitní úrovni 3-4 dB a probíhá další výzkum s cílem tyto hodnoty ještě zvýšit. Životnost tohoto tlumiče je vyšší než u kroužku, protože není omezena životností kola. Nízká hmotnost (cca 8 kg), možnost aplikace na všech typech kol jednoduchý a spolehlivý způsob upevnění na kole předurčují tento tlumič k širokému použití [5].
Obr. 3 Kompozitní tlumič [5] 5.2 Další řešení Dalšími řešeními na ochranu před hlukem mohou být například vhodně zvolené stálezelené dřeviny zasázené podél železničních tratí, vedení nových tratí ve vhodných terénních zářezech a používání nových typů železničního svršku a spodku při budování nových a rekonstrukci stávajících železničních tratí. Dále pak důslednou údržbou tratí, vedoucích přes městské aglomerace, v co největší míře používání bezstykových kolejnic a moderních, štíhlých výměn.
19
Závěr Z výše uvedených vyplynulo, že protihlukové stěny a další technická opatření mají velký význam při snižování hlukové zátěže z dopravy. Bohužel finanční situace státní pokladny ani dopravních firem nedovoluje tato opatření v plné míře realizovat tak, aby obyvatelstvo bylo před hlukem chráněno.
20
Použité informační zdroje [1]DATIS.Normis[online][cit.2004-03-15]. Dostupné z WWW: http://normis.cdrail.cz/LexDATA/lex_sb.nsf/61b06bad0fc763bec12566af007f1a09/d5328d0a 581f40f2c1256937003a8964?OpenDocument [2] ROSECKÝ, R. ČD DDC, Protihluková opatření Brno – Česká Třebová, SO 23-15-02.1 – PHS Březová [3] VRÁNA, P. Protokol o měření hluku a zpracování číslo 36/2003 říjen - listopad 2003 [4] BŘEZOVÁ NAD SVITAVOU. [online] [cit.2004-06-01]. Dostupné z WWW: http://www.brezova.cz/cesky/fbr18.html [5] BONATRANS A.S. [online] [cit.2004-06-01]. Dostupné z WWW: http://www.bonatrans.cz/CZ/products/silencers.html
21
I. ročník (obor Technologie a řízení dopravy) Šenkýř Michal Připomínky: • • • •
Předmět zprávy není podle pokynů Nadbytečné znaky Není dodržen odborný styl Překlepy („Chemiewerstoff“)
Po obsahové i formální stránce je práce pěkná. Specifikovat podíl autora. Hodnocení: výborně 10. 6. 2004 JM Hodnocení: nezveřejňuje se 10. 6. 2004 JM
22
