Nawierzchnia tramwajowa na Moście Śląsko-Dąbrowskim w Warszawie (Trasa W-Z)
Innym przykładem zastosowania symulacji komputerowej mogą być wykonane przez autorów obliczenia wibroizolacji do projektu II Etapu remontu i rozbudowy trasy tramwajowej W-Z w Warszawie tj. w ciągu al. Solidarności od al. Jana Pawła II do ul. Jagiellońskiej (Projekt wykonało Przedsiębiorstwo Projektowania Realizacji i Wdrożeń „BPK Katowice” Sp. z o.o.). Etap ten obejmował dwa odcinki trasy naziemnej oraz dwa obiekty inżynierskie: Wiadukt Pancera i Most Śląsko-Dąbrowski. W ramach remontu i rozbudowy trasy tramwajowej W-Z w Warszawie na tym odcinku przewidziano wymianę nawierzchni szynowej. W dotychczasowym rozwiązaniu do redukcji poziomu drgań na trasie poza obiektami służyły podkłady ułożone na tłuczniu, a na Moście Śląsko Dąbrowskim i na Wiadukcie Pancera - podkładki gumowe. Obecnie zdecydowano się zastąpić te rozwiązania przez zastosowanie systemu mocowania szyn ERS Edilon (szyna w otulinie) oraz mat wibroizolacyjnych firmy Sedra.
Celem obliczeń było doprecyzowanie przyjętego wstępnie rozwiązania konstrukcji wibroizolacji i sprawdzenie czy pozwoli ono co najmniej utrzymać dotychczasowy poziom drgań przekazywanych na otoczenie po przejściu przez wibroizolację, a nawet w miarę możliwości - jeszcze go nieco obniżyć. Na podstawie wykonanych analiz dynamicznych zaproponowano rozwiązania dotyczące wibroizolacji na poszczególnych odcinkach analizowanej linii tramwajowej (trasa naziemna, Wiadukt Pancera, Most Śląsko-Dąbrowski) oraz w odniesieniu do tych rozwiązań przedstawiono wyniki obliczeń prognozowanego obniżenia poziomu drgań.
Ponieważ, z uwagi na istniejące na Moście Śląsko-Dąbrowskim ograniczenia wysokościowe, niemożliwe było zastosowanie maty wibroizolacyjnej pod systemem ERS, rozważono w tym przypadku dwa warianty rozwiązań wibroizolacji w konstrukcji nawierzchni szynowej (rys. 27):
- wariant A - standardowe rozwiązanie systemu ERS z pojedynczą podszynową podkładką wibroizolacyjną (1x12 mm) Resilient Strip 2000,
- wariant B - zmodyfikowane rozwiązanie systemu ERS z zastosowaniem podwójnej podszynowej podkładki wibroizolacyjnej (2x12 mm) Resilient Strip 2000.
Na rys. 28, 29 i 30 przedstawiono przykładowo uzyskane z obliczeń symulacyjnych analizy FFT (Fast Fourier Transformation) dające porównanie dotychczasowego poziomu drgań poziomych nawierzchni wiaduktu (w kierunku poprzecznym do osi mostu) w poszczególnych pasmach częstotliwości z wartościami prognozowanymi w przypadku obu projektowanych wariantów nawierzchni.
W poszczególnych pasmach częstotliwości obliczono wartości redukcji drgań prognozowanych po zastosowaniu projektowanej wibroizolacji w stosunku do dotychczasowego poziomu tych drgań. W tabeli 1 zamieszczono przykładowe wyniki tych obliczeń uzyskane dla obu wariantów projektowanego rozwiązania. Podano zakresy, w jakich mieściły się wartości redukcji uzyskane w poszczególnych 1/3 oktawowych (tercjowych) pasmach częstotliwości oraz wartości redukcji globalnej w całym paśmie częstotliwości od 1 do 100 Hz.
Oba warianty rozwiązania są podobnie skuteczne w odniesieniu do obu składowych drgań poziomych X i Y, obniżając ich amplitudy w stosunku do stanu dotychczasowego odpowiednio o ok. 10 i 14%. Natomiast w przypadku składowej pionowej drgań Z wariant A daje niewielką redukcję a bardziej skuteczny jest wariant B obniżając amplitudy drgań pionowych o 12,6%. Prognozy obliczeniowe wskazują również na to, że zastosowanie wibroizolacji zarówno według wariantu A jak i B może prowadzić w niektórych przedziałach częstotliwości do zwiększenia tych wartości (redukcja ujemna oznacza wzrost poziomu drgań). To zwiększenie według prognozy jest znacząco mniejsze i w węższym przedziale częstotliwości, gdy zastosowany zostanie wariant B.
Z uwagi na ograniczenia technologiczne, jakie wystąpiły po rozebraniu dotychczasowej konstrukcji nawierzchni, na życzenie inwestora wykonano obliczenia skuteczności wibroizolacyjnej w przypadku wariantu C rozwiązania nawierzchni na Moście Śląsko-Dąbrowskim: rozwiązanie systemu ERS z pojedynczą podszynową podkładką wibroizolacyjną Resilient Strip 2000 o grubości zmienionej z 12 na 16 mm, umieszczoną bezpośrednio pod stopką szyny a masa podlewowa wykorzystana jest pod tą podkładką jako warstwa wyrównawcza o zmiennej grubości W tabeli 2 zamieszczono wyniki obliczeń przedstawiono dla dwóch grubości podlewu: 2 i 8 cm.
W wariancie C prognozowana globalna redukcja amplitud drgań poziomych w kierunku x jest niższa a w kierunku y jest wyższa niż w wariantach A i B, natomiast w przypadku drgań pionowych przyjmuje wartości pośrednie pomiędzy wariantami A i B. Po wykonaniu tej wibroizolacji oraz całego remontu nawierzchni i oddaniu linii tramwajowej do eksploatacji (rys. 31) zachowanie się mostu pod względem dynamicznym nie budzi zastrzeżeń.
dr inż. Krzysztof Kozioł
dr hab. inż. Krzysztof Stypuła, prof. PK
Instytut Mechaniki Budowli
Politechniki Krakowskiej
Spis literatury publikowany jest w części III.
- «« poprz.
- nast.