آلودگی صوتی در حمل و نقل مشاهده در قالب پی دی اف چاپ فرستادن به ایمیل

آکوستیک | عایق صوتی | عایق صدا

 

از قرن هی پیش تاکنون حمل و نقل سریع و یمن هدف همیشگی هر جامعه ی بوده است. تحولات اساسی شناخته شده در توسعه حمل و نقل شامل اختراع چرخ، راه آهن و هواپیما بوده است. راه آهن به شکل امروزی بری اولین بار در اویل قرن نوزدهم و در انگلیس ظاهر شد. خصوصیت اصلی آن تامین حرکت هدیت شده توسط چرخ توسط خط و با تماس فلز به فلز است، به طوری که تنها یک درجه آزادی را بری وسیله نقلیه ریلی فراهم می کند.

توسعه راه آهن به نحو شگفت انگیزی تحت تاثیر انقلاب صنعتی، کشف نیروی کار و بهره برداری وسیع از معادن زغال سنگ و سنگ آهن قرار گرفت. اولین خطوط راه آهن در کشورهی اروپیی حدود سال هی 1830 به کار افتاد و شبکه هی راه آهن در اویل قرن بیستم به حداکثر تراکم خود رسید. عاملی که باعث رشد سریع راه آهن گردید سرعت زیاد بود که باعث ارتباطات سریع می شد. به کارگیری توان کششی برقی در اویل قرن بیستم باعث توسعه بیشتر راه آهن شد.

تا نیمه دوم قرن بیستم در بیشتر کشورهی پیشرفته جهان، حمل و نقل ریلی شهری از نوع تراموا به عنوان یک سیستم حمل و نقل پذیرفته شده بود. ولی با رشد قابل توجه تکنولوژی و ساخت انواع اتومبیل در سال هی 60-1950 ین سیستم به جز در موارد استثنیی مورد توجه کمتری قرار گرفت. تولید انبوه اتومبیل، رشد چشمگیر جمعیت و انجام آن در شهرهی بزرگ موجب مشکلات عدیده ی در امر رفت و آمد مردم در شهر گردید از جمله ین مشکلات می توان آلودگی هی زیست محیطی، سنگینی ترافیک، اتلاف انرژی و وقت شهروندان را نام برد. افزیش جمعیت و حجم بالی ترافیک که نیازمند اختصاص فضی بیشتر به راه ها و پارکینگ ها و بالطبع تشویق بیشتر استفاده از اتومبیل بود، مشکلات زیست محیطی در شهرهی بزرگ مخصوصا در ساعت پیک رفت و آمد را تشدید کرد. به طوری که علی رغم توجه به برنامه ریزی بهتر، توزین مقررات و آئین نامه ها (مناسب تر) و نیز افزیش راندمان و سطح تکنولوژی موتورها توسط مسئولین امور حمل و نقل شهری مجددا به سیستم حمل ونقل ریلی معطوف گشت. در حدود سال 1980 بود که سیستم تک مودی جاده ی، سیستم حمل و نقل ریلی را خوش آمد گفت به طوری که هم اکنون بیشتر از 350 شهر بزرگ و متوسط جهان را سیستم هی مختلف حمل و نقل ریلی شهری نظیر مترو، منوریل و قطار سبک شهری در کنار انواع دیگر حمل و نقل جاده ی استفاده می کنند و روند استفاده از ین سیستم ها با شتاب بیشتری ادامه دارد.

در کشور ما نیز رشد چشمگیر جمعیت در مراکز شهرها از یک طرف و تمرکز مراکز تجاری، خدماتی و حتی صنعتی در داخل ویا حوالی شهرهی بزرگ و نیز سطح پیین تکنولوژی خودردوها و ...، رفت و آمد مردم در ین شهرها را با مشکلات عدیده محسوس و نامحسوس جسمی و روحی مواجه ساخته است. لذا مسئولین امور حمل و نقل شهرهی بزرگ کشور از دیرباز تصمیم به حل مشکلات ترافیکی از طریق استفاده از سیستم هی حمل و نقل ریلی شهری گرفته اند.

با ین وجود در سال هی اخیر مسئولین سیستم هی حمل و نقل ریلی شکیات زیادی از افرادی که در مجاورت خطوط راه آهن و بالی خطوط مترو زندگی می کنند دریافت کرده اند. ین مزاحمت ها معمولا توسط انتشار صدا و ارتعاش مستقیم از خطوط راه آهن به وجود می یند. اما گاهی اوقات صدا در ساختمان ها توسط ارتعاش دیوارهی آن ناشی می شود که به عنوان صدی دوباره تولید شده (Reradiated Noise) شناخته می شود.

بنابرین کاهش صدا نقش مهمی در طراحی راه ها دارد با طراحی مناسب و تدارکات تعمیر و نگهداری صدا و ارتعاش سیستم حمل و نقل ریلی درون شهری به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.

کنترل صدا هم بری وسیله نقلیه و هم بری خط بید مورد توجه قرار گیرد. بری مثال از سیستم یزوله کردن سازه خط در جیی که وسیله نقلیه داری سیستم تعلیق ضعیفی است بید اجتناب نمود و همچنین وسیل نقلیه با سیستم تعلیق بالا تنها در خط هی ضربه گیر قابل کنترل است. به کمک اندازه گیری ارتعاشات و مدل هی محاسباتی مناسب می توان از آلودگی هی صوتی در ساختمان هی اطراف، یستگاه هی زیر زمینی و درون قطار جلوگیری کرد.

به طور کلی امکان وجود مشکلات ناشی از مسائل دینامیکی در ابتدی هر طرح، بیستی بررسی شود و در صورت وجود راه حل هی اقتصادی و مناسب مساله را یافت و سپس به احداث راه آهن مورد نظر پرداخت. زیرا ترمیم خطوط ساخته شده که دچار مشکلات دینیامیکی هستند به راحتی میسر نیست. گذشته از پیداری شبکه راه آهن (رو یا زیر زمینی) در برابر بارهی دینامیکی (نظیر زلزله و ...) در سال هی اخیر با آگاهی روز افزون از عواقب ناشی از عدم توجه به عوامل مخرب محیط زیست و آلودگی هی ناشی از طریق ارتعاشات و سر و صدا و خسارات حاصله به ساختمان هی مجاور که بر اثر لرزش ناشی از تردد قطارها به وجود می یند، سعی بر آن است، طرح راه آهن به نحوی داده شود که انتقال انرژی از منبع به محیط پیرامون و تولید سر و صدا و مزاحمت هی فوق الذکر را به حداقل برساند. البته واضح است که بهینه سازی شبکه راه آهن بید با در نظر گرفتن جوانب اقتصادی طرح انجام گیرد. سر و صدی مزاحم که از طریق هوا به دیوارها و سقف هی ساختمان منتقل می گردد منشا عمده آن در ارتعاشات روسازی مسیر حرکت قرار دارد. به عبارت دیگر، روسازی تحت تحریک ترافیک قرار می گیرد و ارتعاشات حاصله به خاک پیرامون و از طریق خاک به ساختمان هی مجاور انتشار می یابد. از آن جیی که ساکنین ساختمان هی مورد نظر نمی توانند اقدام به تدابیر حفاظتی در مقابل ین مزاحمت ها نمیند لذا بید در هنگام طراحی خطوط راه آهن بررسی شود که چه طور می توان از ابتدا به مقابله با آن ها پرداخت و از هزینه هی اضافی کاست. ارتعاش و صدیی که در سازه هی راه آهن و مجاور آن منتشر می شود در فرکانس هی زیر 50 هرتز اتفاق می افتد و در فرکانس هی بالاتر ین ارتعاشات با سرعت بیشتری میرا می شوند. انرژی در فرکانس هی بالاتر بیشتر به صورت صدا در چرخ و ریل ها منتشر می شود. اگر بخواهیم به طور کلی جمع بندی کنیم ارتعاش ها و صدی منتشره در سازه ها در حدود بسامد 100-0 هرتز و صدی بین 2000-30 هرتز روی می دهد.

..................................................

بخش‌هایی از این مقاله

فصل چهارم: صدی ناشی از چرخش چرخ روی ریل

ین صدا ناشی از حرکت چرخ روی خطوط صاف یا قوس ها می باشد که به وسیله سطح زیر بین چرخ و ریل تولید می شود. صدی ناشی از چرخش هم از نظر مکانیسم تولید و هم از نظر ماهیت با صدی فشردگی (Squeal Noise) که در قوس ها تولید می شود، تفاوت دارد. صدی ناشی از چرخش ممکن است به وسیله چرخ و ریل تولید شود و در همه ساختمان خط (بتونی یا فلزی) پخش شود.

نیرویی که نتیجه ین تماس بین چرخ و ریل است در یک منطقه کوچکی که حدودا cm2 1 است تولید می شود و مقدار صدا و تنش زمانی که تولید می کند بستگی به بار استاتیکی و مشخصات هندسی چرخ و ریل دارد. زبری که در سطح چرخ و ریل وجود دارد در ین منطقه باعث تغییر دادن نیروی بین چرخ و ریل می شود که ین تغییر نیرو حاصل اصلی صدی ناشی از چرخش چرخ روی ریل می باشد.

تقریبا حدود 30 سال است که مسئولان International Union of Railway (UIC) مطالعات و تحقیقات زیادی را در رابطه با صدی ناشی از چرخش روی ریل انجام داده اند.

شکل 1-4 اندرکنش بین چرخ و ریل

مدل تئوری اولیه ین صدی چرخش به وسیله Remington به وجود آمد و بر پیه زبری بین چرخ و ریل بود که ین مدل بعدا به وسیله Thompson گسترش پیدا کرد. نتیجه ین تحقیقات باعث به وجود آمدن مدل تخمین ین صدا به وسیله برنامه کامپیوتری (Track-Wheel Interaction Noise Soft wave) TWINS شد. فلوچارت ین مدل در زیر آمده است.

شکل 2-4 فلوچارت مدل TWINS بری صدی چرخش

صدی ناشی از تماس بین چرخ بر روی ریل به چند دسته تقسیم می شود:

· صدی چرخش طبیعی بر روی ریل (صدی طبیعی چرخش) Normal Rolling Noise

· صدی ضربه ی که به علت از بین رفتن تماس بین چرخ و ریل به وجود می ید. Impact Noise

· صدی ناشی از ناصافی هی حاصل از تراش ریل Grinding Artifact Noise

صدی حرکت نرمال چرخ بر روی ریل به دلیل تماس سطح صاف ریل و لبه چرخ تولید می شود. صدی ناشی از موجی بودن ریل بیشتر از صدی چرخش نرمال مورد توجه می باشد و بیشتر ناراحت کننده می باشد. در حالی که صدی ضربه ی در قسمت هی مخصوصی از خط تولید می شود، صافی چرخ ها، زبری زیاد ریل، موجی بودن ریل ها و همچنین اتصالات باعث یجاد صدی ضربه ی می شود.

موجی بودن که شامل زبری متناوب ریل با طول موج 25 میلی متر یا 150 میلی متر (1 تا 6 ینچ) می باشد، ممکن است داری نوسان کم باشد و یا داری موج بلند باشد و باعث یجاد سطح جدیی شود.

صدی ناشی از ناصافی هی حاصل از تراش ریل که به وسیله ماشین هی تراش به وجود می ید ممکن است با صدی ناشی از موجی بودن ریل اشتباه شود.

..................................................

فصل ششم: روش کنترل ارتعاش و صدی ناشی از زمین

ارتعاش و صدی ناشی از زمین پدیده ی است که در تمامی سیستم هی حمل و نقل راه آهن وجود دارد و اگر کنترل نشود می تواند تاثیر چشمگیر بر ساکنان محل، بیمارستان ها، سالن هی کنسرت، موزه ها، استادیوم هی ضبط و سیر مصارف حساس دیگر داشته باشد. سیستم هی حمل و نقل جدید طوری ساخته شده اند که نزدیک مناطق مسکونی باشند. مناطق مسکونی که در امتداد یا 3 فیتی ین خط راه آهن قرار گرفته باشند معمولا کم نیستند و نمونه هیی وجود دارد که در آن جا آپارتمان ها درست در نزدیکی ین ریل هی راه آهن ساخته شده اند بدون آن که مساله یزوله کردن ارتعاش آن مد نظر قرار گرفته باشد. تاثیرات ارتعاش بری بیمارستان ها، تولید کنندگان وسیل با تکنولوژی بالا و حساس و همچنین بری تسهیلات مربوط به تحقیق و پژوهش ممکن است رخ دهد.

صدی ناشی از زمین به عنوان یک صوت با صدی ریز و سنگین در نظر گرفته می شود و ممکن است تاثیر منفی بر روی مناطق مسکونی، بیمارستان ها، سالن هی کنسرت و مناطق دیگر که آرامش بری آن ها ضروری می باشد، داشته باشد. ارتعاش ناشی از زمین ممکن است یا به صورت یک حرکت با فرکانس هی پیین در کف اتاق حس شود و یا به صورت یک صدی ثانویه مثل صدی تق تق کردن بشقاب ها و یا پنجره ها شنیده شود. معمولا مردم ارتعاش را مسئول تخریب و نشست بنا می دانند گر چه چنین چیزی تاکنون مشاهده نشده است.

مطالب بسیاری در رابطه با کنترل ارتعاش و صدی ناشی از زمین بری حمل و نقل ریلی با مطالعات کمی وتجربی بسیاری در آمریکی شمالی، اروپا، استرالیا، خاور دور و آمریکی جنوبی صورت گرفته است. بررسی مجدد و کنترل پیش بینی ارتعاش و صدی ناشی از زمین درسال 1984 در آمریکا انجام پذیرفت.

ین تحقیق اخیر شامل مطالعات تاثیر متقابل خط راه آهن و خاک، تولید ارتعاش در مسیر سطحی، آزمیش داخل چاه جهت ارزیابی انتشار لرزش در خاک ها می باشد. در واقع مساله پیش بینی لرزش صدی ناشی از زمین بسیار پیشرفت کرده است که به اطلاعات سرعت موج هی برشی در درون چاه، اطلاعات شکست لرزه ی، نشت ضربه ی چاه، و به مدل کردن ساختار و خاک هی اطراف به جزهی کوچک بستگی دارد، در نتیجه پیش بینی ارتعاش می تواند بسیار دقیق باشد اگر چه نسبت به پیش بینی صدا از دقت کمتری برخوردار است. در حال حاضر طرح هی راه آهن طوری در نظر گرفته شده است که لرزش و صدا را بتواند کنترل کند.

 

 
ایمن شده توسط وب سایت عرش هاست