Környezetbarát üzemeltetés - Zaj- és rezgéscsökkentés a budapesti villamoshálózaton
Az 1990-es évek elejétől – a hagyományos műszaki követelmények kielégítése mellett, elsősorban a belvárosi szakaszokon – előtérbe került a villamosforgalom keltette rezgések és a zajhatás csökkentésének igénye is.
A villamosvasúti pálya-jármű kapcsolat meghatározó zajforrása a gördülési zaj és rezgés. A vasúti gördülési zaj keletkezési mechanizmusának egyik oka a kerék és a sínfelületek mikroérdessége miatt változó erőhatásokkal előidézett rezgésgerjesztés. A rezgő kerék és sín a keltett hullámokat különböző mértékben sugározza le. Az üzemeltetés során a leghatékonyabb zaj- és rezgéscsökkentési lehetőség a folyamatos karbantartás, ez vonatkozik a villamos járművekre (kerék, forgóváz, segédberendezések), valamint a vasúti pályára egyaránt.
Fontos, hogy már a hiba jelentkezése esetén a szabályozásra (nyomtáv, fekszint), továbbá a hullámos sínkopások csiszolással történő megszüntetésére lehetőleg sor kerüljön. Napjainkban a rendszeres karbantartások elvégzése a budapesti hálózaton sajnálatos módon esetenként pénzügyi nehézségekbe ütközik. A zaj- és rezgésterhelés megjelenésének okai a hibák a sínek futófelületén, melyeket hosszuk és mélységük alapján osztályozunk. A vezetési felületen oldalkopás és legyűrődés, a hegesztéseknél kivölgyelődés keletkezhet, ezeket a hiányokat síncsiszolással lehet megszüntetni. A BKV Zrt. villamosvasúti hálózatán lévő vályús és vignol sínek sínprofil-helyreállító csiszolási munkáit a jelenleg érvényben lévő szerződés szerint az Elaugen GmbH végzi. Az éves csiszolási munka mennyiségét, ütemezését pénzügyi lehetőségeink is erősen befolyásolják.
Hirdetés
A budapesti villamosvasúti vágányhálózaton végzett csiszolási munkák mennyisége az elmúlt évek során a következők szerint alakult:
2003. évben 43 vágány-km
2004. évben 30 vágány-km
2005. évben 30 vágány-km
2006. évben 15 vágány-km.
A kerék-sín kapcsolat zaja ívmenetben, illetve sínillesztések következtében – még hibátlan futófelület esetén is – megnövekszik. Az ívmenetben haladás jellegzetes csikorgó zaja többé-kevésbé állandó, nagy hangnyomásszintű. Keletkezése két okra vezethető vissza. Az egyik a vasúti kerekek belső sínszálon való tengelyirányú csúszása közben kiváltott zajhatás, a másik a külső, vezető felületen futó kerekek nyomkarimájának sugárirányú csúszása miatt kialakuló „sustorgás”. Ez utóbbi viszonylag kevésbé zavaró és egyszerű módszerekkel csökkenthető.
Az ívmenetben fellépő zajhatás csökkentése érdekében a BKV Zrt.-nél alkalmazott egyik megoldás a „csikorgás elleni felhegesztés”, az ún. antiquietsch. Ez a sínfejre nagy keménységű, de kis súrlódási együtthatójú anyag felhegesztését jelenti, amivel a súrlódó felület is csökken. Másik eredményes módszer az 1990-es évek elején elvégzett kísérleteink eredményeként kialakított sínkenés CICO kenőanyaggal. A kenőanyag ecsettel történő felhordását az ív eleje előtt 20 méterrel kezdjük, és mindkét íves sínszál tetejét kenjük 8 méterenként kb. 20-25 cm hosszban az időjárás függvényében általában 8-10 naponta. Csapadékos időjárás esetén a kenés gyakoriságát növelni kell. A fémalapú kenőanyag nem veszélyes a környezetre, a szerves és szervetlen hordozóanyag több mint 90%-ban biológiailag lebomló, környezetbarát. Rendkívül jó zajcsillapítási tulajdonságú és kopásállóságot biztosító hatással rendelkezik. A budapesti villamosvágány-hálózaton jelenleg kísérletek folynak különféle berendezésekkel történő ívsínkenések lehetőségének vizsgálatára geometriai (kis sugarú ívek) és gazdaságossági (ívsíncserék gyakorisága) szempontból.
Hevederes pályákon hézagos sínillesztések és lapos kerék közlekedése esetén ütközési zajimpulzusok keletkeznek. Az üzemeltetés során ügyelni kell az illesztési hézagok „elverődésének” szabályozására. Hézag nélküli pályák esetén, illetve megfelelő minőségű hegesztések és csiszolások alkalmazásával a hézagos illesztések zajkeltése csökkenthető. A gördülési zaj nagyságára a felépítmény egyéb elemei (sínrögzítés, talpfák, ágyazat) is jelentős hatással vannak.
A nyitott zúzottköves vágányban az érintkezési felületek mikroérdessége miatt keletkező és a sínszálnak átadódó rezgésgerjesztést az ágyazatban lévő kövek relatív elmozdulásakor fellépő súrlódóerő hatékonyan csillapítja (rezgéscsillapítás). A sín, a kerék és a forgóváz által lesugárzott zaj jelentős része az alváz és a pályaszerkezet közötti térből jut ki. E zajenergia egy részét a zúzottkő ágyazat elnyeli, míg betonfelületek esetén dobhatás alakul ki. Az üzemben lévő vasúti pályák ágyazata idővel elszennyeződik, amit az időjárás (szél, eső), a gyomokkal való fertőzés, valamint a járművek rendszeres tömörítő hatására bekövetkezett elaprózódás és a fékező homok okoz. A szennyeződés fokozódásával csökken az ágyazat rugalmassága, romlik a zajcsökkentő hatása.
A BKV Zrt. a közel 150 vkm hosszon fekvő nyitott vágányaiban az ágyazat elszennyeződésének elkerülése érdekében rendszeresen eltakarítja a szemetet és a fékező homokot. A pálya élettartamában azonban elérkezik az az idő, amikor a környezetvédelmi előírásokat is figyelembe vevő átépítésre van szükség. Ilyen beavatkozás történt a Nagy Lajos király útján az Erzsébet királyné útja–Bosnyák tér közötti szakaszon.
A 2000-es évben a zaj- és rezgésmissziós értékek csökkentése érdekében is korszerűsített nyitott felépítmény épült a régi elsárosodott nyitott talpfás zúzottköves felépítmény helyett. Az új 400 mm vastagságú zúzottkő ágyazatba helyeztek el 770 mm-es aljkiosztással vasbeton keresztaljakra Vignol 48,5 kg/fm sínt hézag nélküli kialakítással, Skl 12-es szorítórugós leerősítéssel.
Az útátjárókban az átjáró forgalmi terhelésétől függően az alábbi felépítmények kerültek kialakításra:
Az Erzsébet királyné úti csomópontban vályús-sínes, bebetonozott talpfás, rugalmas ágyazású burkolt felépítmény készült. A mérési jegyzőkönyvek szerint az átépítés után a vizsgált útszakaszra jellemző A-hangnyomásszintváltozások alapján a zajterhelés csökkenésének mértéke jelentősnek mondható: nappal 6 dB (A), éjjel 4 dB (A) volt. Az ágyazat nélküli felépítmények rezgésátviteli szempontból lényegesen kedvezőtlenebbek, mint a zúzottkő ágyazatban úszó felépítmény, ezért ezeknél alapvetően fontos feladat a betonlemez alépítmény/tartószerkezet által alkotott rezgési híd megszakítása rugalmas elemek, rétegek beépítése segítségével. Az új kialakítású hézag nélküli pályák sínszálai folytonos rugalmas talp- és oldalágyazást kaptak. Ez zajcsökkentés szempontjából igen kedvező.
A BKV Zrt. a zaj- és rezgésmissziós értékek csökkentése érdekében az 1990-es évtized elején kezdte meg annak a nagyszabású, ágyazat nélküli közúti vasúti felépítményváltással járó pályarekonstrukciós programnak az előkészítését, amely több mint 47 vágánykilométer átépített hosszat eredményezett. A felújítások a közúti és a villamosforgalomnak legjobban kitett burkolt kialakítású városközponti vonalakon valósultak meg: a 4-6-os villamos vonalán a Körúton, a 14-es villamos vonalán a Lehel úton, a 28-37-es villamos vonalán a Népszínház utcában, a 47-49-es villamos vonalán a Bartók Béla úton, a 47-es villamos vonalán a Fehérvári úton, a 61-es villamos vonalán az Alkotás út–Villányi úton. A Nagykörúton a régi, az 1970-es évek elejére a BKV Zrt.-nél kifejlesztett és hosszú időre a budapesti legforgalmasabb vonalak felépítményévé vált nagypaneles tömbsínes felépítmény helyett egységesen új, rezgés- és zajcsillapító rugalmas sínágyúzású (RAFS) rendszer épült ki Ri 59/13-as típusú vályúsínekkel, amelynek leerősítése egyenesben 6,0 méterenként és ívsugártól függően Gantry típusú leerősítő szerkezettel történt (2. kép). A tapasztalatok szerint bevált, a RAFS-rendszer mind a hagyományos kritériumoknak, mind a környezetvédelmi előírásoknak megfelel.
Az átépített pályaszerkezet zajjellemzőinek kedvező alakulását az átépítés előtti és átépítés utáni állapotnál rögzített zajmérési értékek összehasonlítása igazolta. A 2000. évben átépült Margit körút Moszkva tér–Margit utca közötti szakasza átépítés utáni zajterhelés-csökkenésének mértéke nappal: 6 dB (A), éjjel: 8 dB (A), amely igen jelentősnek számít. A XI., Karinthy Frigyes út–Irinyi J. utcai szakasz zajvizsgálata szerint az átépítés utáni zajterhelés csökkenésének mértéke nappal: 5 dB (A), éjjel: 7 dB (A), amely szintén jelentős (3. kép). További zajcsökkentési megoldást jelentett, hogy cégünk kísérleti jelleggel a 2004. év végén a X., Fehérvári út 201–207. sz. ház előtt 60 m hosszon Vignol-vágány melletti zajárnyékoló falat létesített (4. kép: építés előtt és után is készítettünk zajterhelésmérést). A vizsgált szakaszon két mérési pont lett kijelölve (201. sz. és 203. sz. ház). A mérési pontok – előírás szerint – a zajmérés során a síntől 7 méter, a védendő lakóépület homlokzatától 1,5 méter magasságban voltak. A mérési eredmények alapján megállapítható, hogy a mértékadó A-hangnyomásszint értéke: 6-9 dB (A) csökkent a fal megépülésével.
A kísérlet eredményességére való tekintettel a Fővárosi Közlekedési Felügyelet a Fehérvári út 201–207. sz. előtt villamosvágányok mellett létesített zajárnyékoló fal fennmaradásához egyedi jelleggel hozzájárult. A vágányhálózaton lévő váltóállító szerkezetek, átszelések is jelentős zaj- és rezgésterhelést jelentenek a környezetükre. A BKV Zrt. közúti villamoshálózatán döntően húzó-, illetve nyomórugós váltóállító hajtóműveket üzemeltet. Jelentős a zajterhelés a váltóállításnál, ezért a visszacsapós rugós váltók üzeménél fellépő környezeti zajterhelés csökkentése vált szükségszerűvé.
A Fehérvári úti zajvédő fal
A terhelés és a forgalom, valamint a biztonságos üzemmel és a környezeti hatásokkal szemben előírt követelmények növekedése megkívánta az egyre korszerűbb váltóállító hajtóművek alkalmazását. A BKV Zrt. 2004 őszén egy Hanning & Kahl gyártmányú, HWU 41 típusú, késleltetett visszaállítású mechanikus váltóállító berendezést telepített kísérleti üzemeltetésre, melynek a megfelelőségi tanúsítványához szükséges vizsgálatokat és az alkalmassági bizonyítvány kiadását a Széchenyi István Egyetem végezte. A visszacsapós rendszerű üzemmódban a csendes, csúcssíncsapódást gátló hidraulikus csillapítást mindkét irányban be lehet szabályozni. A csillapított visszacsapású váltóállító készülékek ütemterveink szerinti beépítése anyagi lehetőségeink függvényében valósulhat meg.
A zajhatás csökkentésének érdekében a gyártás során a kitérők és átszelések keresztezési részeit felfutós kivitellel alakíttatjuk ki(5. kép). A főváros területén a sűrű beépítésű lakókörnyezetben lehetőség szerint a mélyvályús kitérők keresztezési részeit a Közlekedési Felügyelet engedélye alapján feltöltő hegesztéssel csökkentett vályúmélységűvé tesszük, jelentősen mérsékelve így azok zajhatását. Az átépítések során a kitérőket és átszeléseket a gumipaplan (ún. teknőszigeteléses) ágyazásba fektetjük, mellyel további jelentős zaj- és rezgésterhelés-csökkentést érünk el. A zajt és rezgést teljesen megszüntetni nem lehet, de korlátozni, ellenőrizni kell, és egyénileg védekezni. Anyagi oldalról felmérhetetlen haszon, hogy emberek százainak egészségkárosodása kivédhető, és biztosítható számukra a környezetbarát villamosközlekedés. A kialakult helyzet javításának érdekében a legfontosabb feladat a zajszintnövekedés ütemének mérséklése, majd a növekedési folyamat megállítása és hosszú távon a zajszint nagyságának csökkentése. E feladat végrehajtásához széles körű szakmai-társadalmi összefogás és a közlekedési zajcsökkentés komplex volta miatt nagyszámú érintett és érdekelt szoros együttműködése szükséges. A zajcsökkentést a zajforrástól az észlelőig terjedő megoldásrendszerben kell kezelni, az akusztikai és gazdasági hatékonyság követelményét egyidejűleg kielégítő megoldásokat kell választani. A BKV Zrt. törekszik arra, hogy a villamosvasúti infrastruktúra üzemeltetése során a korszerű követelményeknek eleget tegyen, valamint a lakók nyugalmát, pihenését biztosítsa.
