CEN/TR 15874:2009
Railway applications - Noise emission - Road test of standard for rail roughness measurement EN 15610:2009
| Edition date: |
2009-05-27
In Force
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|---|---|
| Available languages: | German, English, French |
| Summary: | 1.1 Hintergrund
Bekannt ist, dass die kombinierte „Rauheit“ von Rad und Schienen¬fahrflächen die Rollgeräuschentstehung verursacht. Durch das Abrollen des Rades auf der Schiene erzeugt diese Rauheit zeitlich variierende Rad Schiene Kontaktkräfte, die zu Schwingungen von Rad und Schiene führen. Diese Struktur-schwingungen führen zur Abstrahlung von Geräuschen von Rad, Schiene und Schwelle. Der Vergleich von theoretischen Modellen und sorgfältigen Messungen zeigt, dass es bei niedriger Rauheit einen linearen Zusammenhang zwischen den Werten der Rauheit und der Geräuschemission gibt [1]. Bei einer Reihe von Schienen¬verkehrsunternehmen hat es sich als Maßnahme zur Geräusch¬minderung in der Praxis bewährt, die Rauheit von Schienen auch bei unverriffelten Schienen – zu überwachen.
In den letzten Jahren sind, in Übereinstimmung mit der Strategie der Europäischen Union für die Harmoni-sierung des internationalen Zugverkehrs in Europa, neue Technische Spezifikationen für die Interopera-bilität (TSI) für die Abnahmeprüfung von neuen Fahrzeugen erarbeitet worden. Die akustisch relevanten TSI spiegeln das Verständnis der Mechanismen der Geräuschentwicklung [2, 3] wider. Um sicherzustellen, dass Abnahmeprüfungen, die an verschiedenen Orten an verschiedenen Fahrzeugen vorgenommen werden dürfen, eine angemessene Prüfung der Fahrzeuge sind und möglichst wenig von der lokalen Strecken¬beschaffenheit abhängen, legt die TSI Bedingungen für ein „Referenzgleis“ fest, auf dem Fahrgeräusch¬messungen vorzunehmen sind. Die erste Bedingung ist durch ein Spektrum der Mindestabklingrate charakterisiert, die auf dem Referenzgleis erzielt werden muss (zu Messverfahren und Geräuschverhalten des Gleises siehe [4] und [5]). Die zweite Bedingung ist die Einhaltung einer Obergrenze für den spektralen Schienenrauheitspegel, die auf dem Referenzgleis vorkommen darf [6].
Um vergleichbare und reproduzierbare Ergebnisse von Geräusch¬messungen sicher¬zustellen, verweisen die TSI auf ISO 3095. Diese Norm enthält auch einen Anhang zur Messung der RauheitN1).
Um die praktische Anwendbarkeit des Messverfahrens in den TSI zu prüfen, wurde ein Programm mit Geräuschmessungen sowohl im Hoch¬geschwindigkeitsverkehr als auch im konven¬tionellen Verkehr durch-geführt (NOEMIE Projekt [7]). In vielerlei Hinsicht waren die Messungen erfolgreich, aber es hat sich erwartungsgemäß gezeigt, dass der Anhang der ISO 3095 zur Rauheitsmessung in folgender Hinsicht zu begrenzt ist:
a) der festgelegte Wellenlängenbereich ist für den Einsatz bei Hochgeschwindigkeitszügen zu kurz;
b) es wird eine zu geringe Abtastrate verlangt, um die erforderliche Bestimmtheit des gemessenen Rauheits¬spektrums im benötigten Wellenlängenbereich zu erlangen;
c) die Norm wurde unter der Annahme eines bestimmten Messverfahrens geschrieben. Vorzuziehen ist, dass statt dessen Anforderungen an die Qualität der Messwerte definiert werden;
d) ISO 3095 legt ein festes Muster der Stichprobenpositionen fest; das bewirkt manchmal die Messung von Schienenkopfmängeln, die nicht im Signal gewünscht werden, jedoch eine signifikante Auswirkung auf das geschätzte Rauheitsspektrum haben;
e) die Norm legt die Mittelung der Rauheit über eine Reihe von abgetasteten Linien in unterschiedlichen Abständen über den Schienenkopf fest. Da die Rauheit über den Schienenkopf signifikant variiert, ist eine genauere Vorgabe der Messpositionen nötig, und die Daten für separate Linien sollten getrennt aufgeführt werden.
Aus diesen Gründen ersuchte das TSI-Gremium das CEN/TC 256, Arbeitsgruppe 3, eine neue Norm ausschließlich für die Messung der akustischen Rauheit zu erarbeiten. Es ist beabsichtigt, dass die TSI für diesen Aspekt zukünftig auf den neuen Standard verweisen sollte. It is well established that rolling noise originates in the combined ‘roughnesses’ of the wheel and rail running surfaces. Through the rolling interaction of the wheel and rail this roughness imposes a time history of relative displacement across the wheel-rail contact that leads to vibration of the wheel and of the track. This vibration, in turn, gives rise to the noise components radiated by the wheel, the rail and the sleeper. The fact that at low (‘normal’) levels, the roughness gives rise to noise radiation linearly and accounts for the noise fully, has been shown by the comparison of theoretical models and carefully controlled measurements [1]. It has furthermore entered the practice of a number of railways to control the roughness, even of uncorrugated, track as a measure to reduce noise. In recent years, in line with the European Union’s strategy for harmonisation of internationally running train services in Europe, new Technical Specifications for Interoperability (TSI) have been written for the acceptance testing of new rolling stock. The acoustic TSI reflects the understanding of the noise generation mechanisms [2, 3]. In order to ensure that the acceptance test, that may be made at different locations on different rolling stock, is a fair test of the rolling stock and depends as little as possible on the local track design, the TSI specifies conditions for a ‘reference track’ on which pass-by noise measurements are to be made. The reference track is controlled in terms of the noise produced per unit level of combined roughness and the roughness of the rail head running surface. The first condition is characterised by a minimum decay rate spectrum that must be obtained on the reference track (for how this relates to the noise performance of the track see [4] and to [5] for the method of measurement). The second condition is a limit to the spectral level of rail roughness that may exist on the reference track [6]. To ensure comparable and...(...)... Il est bien établi que le bruit de roulement tient son origine de la « rugosité » combinée des surfaces de roulement de la roue et du rail. A travers l’interaction du roulement de la roue et du rail, cette rugosité impose une variation temporelle du déplacement relatif transversal au contact roue-rail qui crée la vibration de la roue et de la voie. Cette vibration, en retour, engendre les composantes du bruit rayonnées par la roue, le rail et la traverse. Le fait qu’à des niveaux faibles (‘normaux’), la rugosité génère le rayonnement de bruit linéairement et est la seule cause du bruit, a été démontré par la comparaison de modèles théoriques et de mesures soigneusement contrôlées [1]. Le contrôle de la rugosité même pour des voies sans usure ondulatoire, fait d’ailleurs partie des mesures de réduction du bruit adoptées par de nombreuses compagnies ferroviaires. Ces dernières années, en accord avec la stratégie de l’Union Européenne pour l’harmonisation des services de circulation des trains en Europe, des nouvelles Spécifications Techniques pour l’Interopérabilité (STI) ont été rédigées pour l’essai d’homologation de nouveaux matériels roulants. Les STI acoustiques reflètent la compréhension des mécanismes de génération du bruit[2, 3]. Afin d’assurer que l’essai d’homologation, qui peut être réalisé sur différents sites avec différents matériels roulants, est un essai juste du matériel roulant et dépend aussi peu que possible de la conception locale de la voie, les STI spécifient les conditions pour une ‘voie de référence’ sur laquelle des mesures du bruit de passage doivent être faites. La voie de référence est contrôlée en termes de bruit produit par niveau d’unité de rugosité combinée et de rugosité de la surface de roulement du champignon de rail. (...) |
| ICS: | 17.140.30-Noise emitted by means of transport, 93.100-Construction of railways |
| CTN: | CEN/TC 256 - 6237 |
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