Lärmschutzwand neben Hochgeschwindigkeitsstrecken

Abstract

 Die erfindungsgemäße Lärmschutzwand sieht überlange Fertigteile (1, 2) vor, deren statisch tragender Beton (1) an den Enden (3) verdickt ist. Diese verdickten Enden (3) sind, vermittelt durch Elastomerwülste (6), zwischen den Flanschen (5) von Doppel-T-Trägern (4) gehaltert.
Die Überlänge der Fertigteile (1, 2) senkt deren Eigenfrequenz so weit ab, daß es zu keiner oder nur geringer Resonanz kommt, wenn der Zug entlangfäh rt.
Das Ende der Lärmschutzwand bildet ein am Träger (4) befestigtes Masse-Feder-System (8, 9), welches die Wand entlanglaufende Wellen aufnimmt, deren Energie dissipiert und eine Reflexion verhindert.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft Lärmschutzwände neben Hochgeschwindigkeitsstrecken der Eisenbahn oder Magnetschwebebahn.

Stand der Technik

[0002] Lärmschutzwände neben Bahngleisen werden häufig aus Betonfertigteilen mit schallabsorbierender Beschichtung hergestellt, die zwischen Metallpfosten gehaltert sind. Zwischen Pfosten und Fertigteil befinden sich häufig Gummieinlagen, um den direkten Kontakt von Beton und Metall zu unterbinden.

[0003] Die Länge der Fertigteile beträgt meist 4 bis 5 Meter.

[0004] Die Lärmschutzwand endet mit einem Pfosten.

[0005] Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß die bekannten Lärmschutzwände in Nachbarschaft von Hochgeschwindigkeitsstrecken durch das Vorbeifahren der Züge mit hoher Geschwindigkeit aufgrund der dadurch verursachten Luftdruckschwankungen (ungefähr 3 bis 4 Hertz) in Resonanzschwingungen geraten, die die Lärmschutzwand als Welle entlanglaufen und einerseits zu einer Schallabgabe auf die abgelegene Seite führen, andererseits auch noch starke dynamische Beanspruchungen der Pfosten und Elemente verursachen.

[0006] Vor allem das Ende der Lärmschutzwand, das in einem Pfosten endet, ist wie ein Reflektor, der die gesamte Energie der Welle aufnimmt und in Gegenrichtung zurückwirft. Dieser Bereich wird dadurch ganz besonders beansprucht.

Aufgabe der Erfindung

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Konstruktion für eine hochgeschwindigkeitsstreckentaugliche Lärmschutzwand anzugeben.

Darstellung der Erfindung

[0008] Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0009] Wesentlichstes Merkmal der Erfindung ist hierbei, die Länge der Fertigteile (1, 2) deutlich zu vergrößern. Dadurch wird deren Eigenfrequenz herabgesetzt, wodurch sie sich von der Erregerfrequenz von ungefähr 4 Hz entfernt. Mit dem Abstand der Eigenfrequenz von der Erregerfrequenz nimmt die Ausbildung von Resonanzschwingungen nicht nur linear, sondern exponentiell ab! Eine Näherung zur Berechnung der Eigenfrequenz E (in Hertz) einer langestreckten Platte ist ungefähr


wobei H der Durchhang der Platte in Zentimetern ist, wenn sie horizontal und an den beiden Enden abgestützt gelagert würde.

[0010] Dies bedeutet, daß eine Platte von 4 Metern Länge, die, wenn eben gelagert, dabei 4 Zentimeter durchhängt, ungefähr eine Eigenfrequenz von 2,5 Hertz hätte, also recht nahe an der Erregerfrequenz von 4 Hertz.

[0011] Für die Durchbiegung H eines Balkens auf 2 Stützen im Abstand I, der gleichmäßig nur durch sein eigenes Gewicht belastet ist, gilt (eigentlich nur für infinitesimal kleine Durchbiegungen):

(Statik für Stabtragwerke, siehe z.B. Betonkalender)

[0012] Eine Platte von 8 Metern hinge bei gleicher Dicke (theoretisch) ungefähr 16 mal stärker durch, womit die Eigenfrequenz auf ¼, also 0,625 Hertz fiele, wodurch die Gefahr von Resonanzen sehr deutlich eingeschränkt wäre.

[0013] Um die Ausbreitung der Restwellen entlang der Lärmschutzwand (1, 2) weiter zu dämpfen, wird erfindungsgemäß, wie auch schon bei anderen Lärmschutzwänden bekannt,Elastomer (6) zwischen Lärmschutzwand (3) und Pfosten (4) eingefügt, der die Energieweitergabe vermindert und auch verhindert, daß Schall durch undichte Stellen der Verbindung von Pfosten (4) und

[0014] Fertigteil (3) treten kann.

[0015] Das schalldichtende und dämpfende Elastomer (6) wird vorteilhaft in Form von zwei (oder mehr) bevorzugt parallel zueinander verlaufenden Gummihohlprofilen (7), die auf einem Streifen (Rücken) aus Gummi angeordnet sind, verwendet. Ein solches Gummiprofil (6, 7) kann sehr einfach durch Nägel oder Schrauben flächig an Stellen (3) der Lärmschutzwand (1, 2), die dem Pfosten (4) zugewandt sind, befestigt werden.

[0016] Um die erfindungsgemäßen Lärmschutzplatten (1, 2) sicher in den Pfosten zu haltern, ist darüberhinaus deren Tragbeton (1) an den Enden verdickt (3). Dies hat einen weiteren Effekt auf die Resonanzfrequenz der Platte (1, 2): Da der Tragbeton (1) des Fertigteils (1, 2) dann auf dem größten Teil seiner Länge eine geringere Dicke als bei üblichen Lärmschutzelementen aufweist, wodurch die Lärmschutzplatte (1, 2) weniger steif wird, hat sie auch einen größeren Durchhang H, was wiederum zu einer weiter erniedrigten Eigenfrequenz gegenüber einer Platte herkömmlicher Bauart führt. Der Durchhang H ist dabei sogar umgekehrt proportional von der zweiten Potenz der Dicke des im wesentlichen tragenden Tragbetons (1) abhängig!

[0017] Um eine Reflexion der verbliebenen, die Lärmschutzwand (1, 2) entlanglaufenden Welle am letzten Pfosten (4) zu unterbinden, sieht die Erfindung bevorzugt weiterhin vor, diesen Pfosten (4) erfindungsgemäß mit einem Masse-Feder-System (8, 9) auszustatten, welches die dort ankommende Bewegungsenergie aufnimmt und in ungerichtete Bewegung und letztendlich in Wärme umwandelt. Hierzu ist die Feder (9), oder ein äquivalentes elastisches Element, bevorzugt gedämpft.

[0018] Die Figuren zeigen schematisch die Erfindung.

Fig. 1 zeigt die verdickte Ausgestaltung (3) des Endes einer Lärmschutzplatte (1, 2) und deren Lagerung zwischen den Flanschen (5) eines Pfostens (4).

Fig. 2 zeigt detaillierter das bevorzugte Gummiprofil (6, 7)

Fig. 3 zeigt im Querschnitt den letzten Pfosten (4) der Lärmschutzwand (1, 2) mit einem daran befestigten Masse-Feder-System (8, 9) (die Federn sind nur symbolisch zu verstehen, es können auch andere elastisch deformierbare Elemente sein)

Bezugszeichenliste

[0019] 

1

Tragbeton der Lärmschutzplatte

2

Absorbtionsschicht der Lärmschutzplatte

3

verdicktes Ende des Tragbetons

4

Pfosten

5

Flansch

6

Elastomerteil

7

Hohlprofil

8

Masse

9

Feder (bzw. elastisch deformierbares Element)

Ansprüche

1. Hochgeschwindigkeitsstreckentaugliche Lärmschutzwand (1,2), die aus mit einem schallabsorbierenden Belag (2) versehenen Betonfertigteilen zusammengesetzt ist, die zwischen senkrechten Pfosten (4) gehalten sind,
dadurch gekennzeichnet, daß ihre Betonfertigteile (1, 2) einen Länge von mindestens 7,5 Metern aufweisen.

2. Lärmschutzwand (1, 2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Tragbeton (1) der Fertigteile (1, 2) an den Stellen (3), die zwischen den Flanschen (5) der Pfosten (4) gehalten sind, gegenüber dem Rest der Lärmschutzwand (1, 2) verdickt ist.

3. Lärmschutzwand (1, 2) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (3) in Richtung Gleis weist.

4. Lärmschutzwand (1, 2) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Enden (3) der Fertigteile (1, 2) und den Flanschen (5) des Pfostens (4) als dämmender und schalldichtender Abstandshalter ein Elastomerteil (6) befindet, das aus mindestens zwei parallel verlaufenden Hohlprofilen (7) besteht, die auf einem Elastomerstreifen verlaufen, und daß dieses Elastomerteil (6, 7) mit der Fläche dieses Streifens auf dem Fertigteil (3) durch Mittel wie Nägel, Schrauben, Tackerklammern oder Kleber angebracht ist.

5. Lärmschutzwand (1, 2) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Pfosten (4) am Ende der Lärmschutzwand (1, 2) ein Masse-Feder-System (8, 9) zur Dissipation der ankommenden Längswelle trägt.

6. Lärmschutzwand (1, 2) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (9) oder ein gleich wirkendes elastisches Element zusätzlich ein Dämpfungssystem beinhaltet.

Zeichnung