1. Projekt badawczy Koła Naukowego Inżynierów Transportu Publicznego „Ocena charakterystyk wibroakustycznych torowiska tramwajowego na odcinkach od Kórnickiej do Ronda Starołęka (przez Osiedle Lecha)”

 

1.1. Linia tramwajowa na Górnym Tarasie Rataj w Poznaniu

Trasa GTR ma szczególne znaczenie dla całego systemu transportowego Poznania, gdyż stanowi ona alternatywną drogę dojazdu do zajezdni Franowo, która dodatkowo prowadzi przez również mocno wyeksploatowaną Trasę Kórnicką.
W bliskim otoczeniu linii znajduje się wiele osiedli mieszkaniowych.

Pogarszający się stan infrastruktury trasy GTR przekłada się na ograniczanie prędkości tramwajów poruszających się ww. odcinkiem. Okoliczni mieszkańcy narzekali na uciążliwy poziom hałasu emitowany przez tramwaje, szczególnie w pobliżu wybudowanego tunelu przy Osiedlu Lecha. Zespół badawczy KNITP postanowił wykonać pomiary poziomu hałasu emitowanego przez wybrane typy tramwajów podczas przejazdu i ocenić stopień uciążliwości emitowanych dźwięków.

 

1.2. Procedura przygotowawcza

W wyniku analizy problemu całość badań została podzielona na trzy etapy. Etap pierwszy dotyczył opracowania metodyki badań. Z uwagi na brak norm odnoszących się bezpośrednio dla transportu tramwajowego w kwestii wykonywania pomiarów akustycznych na zewnątrz tramwajów, metodykę oparto normach EN 12299:2009 Railway applications. Ride comfort for passengers. Measurement and evaluation i PN–EN ISO 3381 Kolejnictwo, Akustyka. Pomiar hałasu wewnątrz pojazdów szynowych, dedykowanych dla transportu kolejowego. Etap drugi obejmował przeprowadzenie analizy ilościowej pojazdów kursujących na wybranym odcinku w oparciu o spełnienie kryterium reprezentatywności próby badawczej. Ustalono, iż badania wykonywane będą dla tramwajów Konstal 105Na oraz Solaris Tramino S105P. Pojazdy te stanowią najliczniejszy typ wśród pojazdów poruszających się po badanym odcinku.

 

1.3. Stan obecny trasy tramwajowej Górny Taras Rataj

Stan techniczny wybranego odcinka został określony przez zarządcę infrastruktury jako dopuszczalny, z wieloma uszkodzeniami. Na trasie występują liczne ograniczenia prędkości (10 km/h, 20 km/h i 40 km/h), nierówności profilu torowiska oraz różne typy stosowanych szyn.

 

1.4. Obiekty badań

Konstal 105Na – stanowi rozwinięcie konstrukcji tramwaju 105N. Tramwaje tego typu są najczęściej spotykanymi pojazdami w Polsce. Poznańskie MPK na przestrzeni lat zlecało dokonywanie modernizacji tych pojazdów. Tramwaje były produkowane w latach 1975 – 2002 . Występują w postaci pojedynczych wagonów opartych na dwóch wózkach. W Poznaniu są eksploatowane w pociągach składających się z 2 wagonów.

Solaris Tramino S105P – Jest to niskopodłogowy tramwaj, pięcioczłonowy, wsparty na trzech wózkach. Wózki napędowe są wyposażone w silniki z przekładniami zamontowane na zewnętrznej stronie wózków.

 

1.5. Lokalizacja punktów pomiarowych

Pomiary poziomu dźwięku na zewnątrz pojazdów w bezpośrednim sąsiedztwie osiedla mieszkaniowego dokonano wykorzystując całkujący miernik dźwięku.
Wymienione pomiary wykonano za przystankiem Osiedle Czecha (w kierunku Ronda Starołęka). Miernik całkujący poziomu dźwięku został umieszczony na wysokości
1,2 m w odległości 7,5 m od osi torowiska tramwajowego. We wskazanej lokalizacji występuje torowisko klasyczne o konstrukcji podsypkowej. Toki szyn stanowią na poszczególnych sekcjach szyny typu Ri60, 180S i 60R2. Torowisko na wskazanej części ułożone jest na podkładach drewnianych i strunobetonowych. Mocowanie szyn do podkładów jest realizowane za pomocą przytwierdzeń śrubowych typu „K”.

2. Analiza wyników pomiarów

Na wykresach zamieszczonych w tym rozdziale przedstawiono wartości skuteczne poziomu emitowanych dźwięków przy torze tramwajowym. Przy analizie użyto stałą czasową FAST, która odpowiada szybkości reakcji miernika na zmianę poziomu dźwięku (wzrost lub spadek) w ciągu 125 ms. Na wykresie numer 2 zaprezentowano wartości poziomu dźwięku na zewnątrz przejeżdżających tramwajów typu Konstal 105Na. Charakteryzuje się on większą zmiennością uzyskiwanych wartości w porównaniu z wykresem numer 3. Wartość średnia poziomu dźwięku dla tramwajów Konstal wynosi ok. 81,7 dB. Amplituda wynosi 4,59 dB.

Rys. 1. Wykres poziomu dźwięku na zewnątrz przejeżdżających tramwajów Konstal
[źródło: opracowanie własne]

 

Analizując wykres numer 3 można zaobserwować mniejszą zmienność uzyskiwanych wartości poziomów dźwięku w odniesieniu do tramwajów typu Konstal. Wartość średnia poziomu dźwięku dla tramwajów Solaris Tramino S105P wynosi
ok. 78,3 dB.

Rys. 2. Wykres poziomu dźwięku na zewnątrz przejeżdżających tramwajów Tramino
[źródło: opracowanie własne]

 

Różnice w wartościach poziomu dźwięku wynikają z zastosowanych izolacji akustycznych oraz różnic konstrukcyjnych badanych tramwajów. Wpływ na poziom dźwięku ma także właściwe utrzymanie techniczne pojazdów. Na analizowanym
odcinku znajdują się 3 typy szyn tramwajowych, co powoduje odmienne oddziaływanie dynamiczne ujednoliconych profili kół tramwajów. Pojazdy, dla których wartości poziomu dźwięku znacznie odbiegały od średniej przypuszcza się, iż zwiększone oddziaływaniem dynamiczne ww. pojazdów wiąże się pogorszeniem stanu technicznego układu biegowego, stąd zalecane jest dokonanie diagnozy układów biegowych. Na podstawie przeprowadzonych badań (rysunki 1 i 2) stwierdzono przekroczenie dopuszczalnego poziomu hałasu 65 dB w porze dziennej według wartości ujętych w rozporządzeniu. Zmierzony poziom hałasu sklasyfikowano jako mocno uciążliwy dla mieszkańców. Konieczne jest zatem przeprowadzenie pilnych prac remontowych ograniczających poziom hałasu na badanym odcinku. Ze względu na informacje o rozpoczęciu przygotowywania koncepcji remontu Trasy GTR oraz zapowiedzi o zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań w zakresie redukcji emitowanego hałasu zaproponowano technologie lub rozwiązania w zakresie ograniczenia poziomu dźwięku emitowanego przez tramwaje, analizując wyłącznie rozwiązania stosowane dla infrastruktury.