CZ29447U1 - Železniční nebo tramvajová kolej se stavebnicovými dílci nízké protihlukové clony - Google Patents

Description

Železniční nebo tramvajová kolej se stavebnicovými dílci nízké protihlukové clony

Oblast techniky

Technické řešení se týká železniční nebo tramvajová koleje se stavebnicovými dílci nízké protihlukové clony snižujícími hluk a vibrace a uspořádanými vně koleje.

Dosavadní stav techniky

Je známa celá řada systémů ke snížení emisí hluku a vibrací od kolejových vozidel vznikajících stykem kola s kolejnicí. Tyto systémy jsou nejčastěji založeny na konstrukčním uspořádání upevňovacího uzlu kolejnic a kvalitním, tj. hladkým, provedením kontaktních ploch kola a kolejnice. Zdrojem hluku a vibrací však je i konstrukční uspořádání kolejových vozidel jako takových a také vlastní provedení kolejové dráhy. Při vysokých rychlostech vlaků je pak zdrojem hluku a vibrací i aerodynamické provedení kolejového vozidla atd.

K zamezení šíření hluku a vibrací od kolejové dráhy do okolí se nejčastěji používá svislých protihlukových stěn, které jsou vytvořeny z desek nebo panelů umístěných podél železniční nebo tramvajové tratě, nebo se používají horizontální konstrukční výplně prostoru koleje materiály absorbující hluk a vibrace, případně se používají kombinace obou typů opatření.

Jedno z dosud známých řešení horizontálních protihlukových výplní kolejových drah je tvořeno stavebnicovými dílci se zámkem styčných spár a svislými komorami, které jsou vyráběny z porézní, hluk pohlcující, hmoty, např. na bázi dřevěných plniv, hoblin, a jsou pojené cementem, přičemž tyto stavebnicové dílce jsou na vnějších stranách kolejové dráhy doplněny nízkými betonovými prefabrikovanými protihlukovými clonami

Jiné známé řešení kolejové tratě snižující hluk a vibrace je obsahem patentu CZ 303309 a spočívá v tom, že kolejová dráha tvořená kolejovým roštem se štěrkovým ložem nebo pevnou jízdní dráhou obsahuje soustavy vnitřních a vnějších dílců s alespoň jednou hlukově pohltivou vrstvu, soustavy svěmých stabilizátorů a směrové clony.

Jiné známé řešení stavebnicového dílce snižující hluk a vibrace z kolejové dráhy je obsahem užitného vzoru CZ 23316 a spočívá v tom, že stínící stěna vychází ze středu základny a má na straně přivrácené ke koleji hlukově pohltivou vrstvu a má přibližně parabolický tvar, přičemž vlastní technické řešení stavebnicového dílce neumožňuje retenci vody a/nebo vegetační pokryv.

U kolejových drah vedených urbanizovaným (obydleným) prostorem, který vytváří tzv. městské tepelné ostrovy - Urban heat island - označované jako UHI, se nejčastěji využívá konvenčního uspořádání koleje tvořené roštem z kolejnic s příčnými podporami, pražci, uloženém ve štěrkovém loži na železničním spodku nebo pláni. Rovněž jsou známa řešení, kde kolejová dráha je řešena bez štěrkového lože a to pevnou jízdní dráhou. Obě tato řešení však z hlediska lokálního životního prostředí mají negativní vliv, když v jejich blízkosti zapříčiňují lokální zvyšování teploty, na jejich povrchu i v přilehlém ovzduší, snižují vzdušnou vlhkost, ovlivňují směr a rychlosti větru, jsou zdrojem vzniku polétavým částic nebo jejich redistributorem na daném území atd.

Environmentálním požadavkem na současné kolejové dráhy uvnitř sídelních celků je pak zlepšená retence vody v místě a snížení jejího odtoku a umožnění jejího vypařování v místě. Tyto požadavky jsou přitom známé systémy schopny plnit pouze značně omezeně, případně pouze s vynakládáním nemalých následných nákladů na udržování všech funkcí systémů, zejména funkcí zelené koleje.

Cílem technického řešení je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky, zejména umožnit budování kolejových drah s kontinuálním uspořádáním železničního spodku a svršku pro zachování stejné tuhosti konstrukce dráhy v co možná nejdelším úseku při účinném snížení hluku a vibrací a s umožněním výstavby tzv. zelených drah se sníženými náklady na udržování zeleně, tj. se zlepšenou retenci a vypařováním vody v místě koleje.

-1 CZ 29447 UI

Podstata technického řešení

Cíle technického řešení je dosaženo železniční nebo tramvajovou kolejí s nízkou protihlukovou clonou, jejíž podstata spočívá v tom, že stavebnicový dílec snižující hluk a vibrace, zejména ze styku kola s kolejnicí, z podvozku vozidel nebo jejich trakčních motorů, obsahuje alespoň jednu nehumózní vrstvu, která absorbuje vodu, snižuje rychlost jejího průtoku a odtoku a umožňuje její odpařování. Nehumózní vrstva je neoddělitelnou součástí konstrukce stavebnicového dílce a/nebo je dodatečně uložena na jeho vnější, od kolejové dráhy odvrácené straně.

Výhodou navrhovaného řešení je jeho použití jak na tratích s klasickým kolejovým svrškem tvořeným kolejnicemi, příčnými pražci a štěrkovým ložem, tak na tratích s pevnou jízdní dráhou tvořenou kolejnicemi a betonovou deskou bez štěrkového lože. Řešení je možné ve svém provedení s výhodou využít i na tratích vedených na mostních konstrukcích, kde současně může vytvářet únikové cesty pro cestující a obslužný personál v případech havárií nebo při nouzových stavech.

Vlastní stavebnicové dílce jsou tvořeny drátěnou nosnou prostorovou konstrukcí z povrchově chráněného železa, do níž jsou vkládány jednotlivé hlukově pohltivé a/nebo hlukově odrazivé vrstvy a retenční vložka, nejčastěji tvořená recyklátem ze syntetických materiálů nebo kamenným slepencem nebo vatou, přičemž s výhodou jsou tyto vrstvy sendvičově ukládány v drátěné prostorové konstrukci ve vertikálním směru. Takto vytvořený sendvičový dílec je na straně přiléhající ke kolejové dráze vždy opatřen hlukově pohltivou vrstvou, ve výhodném provedení doplněnou pohledovou stěnou s prostorovými vybráními pro zajištění dostatečného útlumu hluku. Na straně odvrácené od kolejové dráhy je dílec nejčastěji tvořen svažitým členěním jednotlivých vrstev vytvářejícím kaskádu pro osazení živé vegetace a/nebo šikmou plochu pro připevnění umělého travního koberce. Jednotlivé stavební dílce jsou spolu vzájemně mechanicky spojovány drátovými spirálami a/nebo sponami.

Ve výhodném provedení jsou stavebnicové dílce nízké protihlukové clony s funkcí retence vody na straně ke koleji tvořeny tak, aby stínící stěna byla zaoblena nejméně jednou parabolicky provedenou plochou, přičemž s výhodou ohnisko paraboly je nachází vně koleje na hraně štěrkového lože nebo štěrkové přisypávky pevné jízdní dráhy. Takovéto provedení stínící stěny zvyšuje účinnost útlumu hluku a vibrací dílcem.

V dalším výhodném provedení užitného vzoru jsou stavebnicové dílce pro zvýšení celkové tuhosti konstrukce opatřeny ve své vnitřní části tuhou vzduchově neprůzvučnou deskou a/nebo kamennou vrstvou.

V dalším výhodném provedení užitného vzoru jsou stavebnicové dílce pro zvýšení tuhosti úložné plochy ve své spodní části tvořeny pevnou deskou z pryžového recyklátu, betonu nebo cementového kompozitu.

V dalším výhodném provedení užitného vzoru jsou stavebnicové dílce pro zvýšení evaporace vody z retenčních vrstev doplněny nejméně jednou soustavou průduchů ze vzduchově propustných materiálů nebo kamenných hrází.

V dalším výhodném provedení užitného vzoru jsou stavebnicové dílce s funkcí retence vody tvořeny jádrem z retenčních vrstev, které jsou doplněny a/nebo proloženy drobným kamenivem s příměsí humózních zemin a vlastní povrchový plášť dílce je tvořen kamennou hrází se suchomilnými rostlinami nebo keři, přičemž takto vytvořený dílec vytváří organický prostor pro život bezobratlých živočichů a hmyzu, např. suchomilné druhy motýlů, brouků, blanokřídlých, dvoukřídlých nebo vlhkomilné druhy ploštic, vážek apod., včetně drobných savců nebo plazů. Tímto provedením užitného vzoru tak vzniká nový životní prostor v existujícím environmentálním členění urbanizované krajiny a současně nahrazuje plochy zabrané stavbou nebo modernizací kolejové dráhy.

V dalším výhodném provedení užitného vzoru jsou stavebnicové dílce pro umístění na koncích soustav nízkých protihlukových clon pro zvýšení provedeny v šikmém nebo kaskádovém provedení.

-2CZ 29447 UI

Podle jednoho výhodného provedení mají stavebnicové dílce homí plochu překrytu humózní vrstvou s rostlinným krytem, nejčastěji tvořeným různými druhy trav nebo rozchodníky.

V jiném výhodném provedení užitného vzoru mají stavebnicové dílce homí plochu překrytu umělým trávním kobercem mechanicky připevněným v ploše jednotlivých pohltivých vrstev a/nebo přilepeným nebo mechanicky připevněným k nosné části drátěné konstrukce dílce.

Podle jednoho provedení je nehumózní vrstva tvořena vodou nasákavými a vodopropustnými syntetickými chomáči. Podle jiného provedení je nehumózní vrstva tvořena vodopropustným mezerovitým slepencem z nenasákavých inertních materiálů.

Pro zlepšení retence vody obsahují stavebnicové dílce ve své spodní ploše tvarová vybrání pro zadržení a/nebo odtok vody z prvku.

Pro zlepšení únosnosti obsahují stavebnicové dílce příčné vertikální výztuhy.

Podle jednoho výhodného provedení je nehumózní vrstva osázena rostlinami.

Objasnění výkresů

Užitný vzor je vysvětlen s odkazem na příkladná provedení obrázky, které jsou schematicky znázorněné na následujících výkresech:

Obr. 1 schematický axonometrický pohled z čela na provedení kolejové dráhy se štěrkovým ložem a se stavebnicovými dílci nízké protihlukové clony s funkcí retence vody a povrchem tvořeným živou vegetací.

Obr. 2 schematický axonometrický pohled z čela na provedení kolejové dráhy s kolejovými absorbéry hluku s funkcí retence vody a se stavebnicovými dílci nízké protihlukové clony s funkcí retence vody a povrchem tvořeným živou vegetací.

Obr. 3 schematický axonometrický pohled z čela na provedení stavebnicového dílce nízké protihlukové clony s funkcí retence vody a povrchem tvořeným živou vegetací.

Obr. 4 schematický příčný řez provedení stavebnicového dílce nízké protihlukové clony s funkcí retence vody doplněnou ztužující vnitřní vzduchově neprůzvučnou deskou.

Obr. 5 schematický příčný řez provedení stavebnicového dílce nízké protihlukové clony s funkcí retence vody doplněnou soustavou průduchů pro zvýšení evaporace vody.

Obr. 6 schematický příčný řez provedení stavebnicového dílce nízké protihlukové clony s funkcí retence vody s provedením stínící stěny ve tvaru blížící se parabole.

Obr. 7 schematický příčný řez provedení stavebnicového dílce nízké protihlukové clony s funkcí retence vody s kamennou hrází na povrchu.

Příklad uskutečnění technického řešení

Technické řešení bude popsáno na několika příkladech provedení, které jsou znázorněny na obr. 1 až 7, přičemž souhrnně je založeno na tom, že se do stavebnicového dílce nízké protihlukové clony vloží alespoň jedna nehumózní vrstva, která absorbuje vodu, snižuje rychlost jejího průtoku a odtoku a současně umožňuje její odpařování. Nehumózní vrstvou se přitom rozumí vrstva, která neobsahuje zeminu, resp. půdu pro pěstování rostlin.

Na obr. 1 je znázorněna železniční nebo tramvajová kolej, která obsahuje kolejnice 1, které jsou uloženy v upevňovacích uzlech 2 na příčných pražcích 24 tvořících kolejový rošt uložený ve štěrkovém loži 25, které je uloženo na neoznačené konstrukci spodní stavby dráhy obsahující systém odvodnění zemní pláně. Vzdálenost os příčných pražců 24 je dána příslušným předpisem, nejčastěji se pohybuje v intervalu od 600 do 800 mm.

Vně koleje, podél vnějších stran kolejnic 1, jsou ve směru délky koleje uloženy stavebnicové dílce 3 nízké protihlukové clony s funkcí retence vody, přičemž na straně přivrácené ke koleji je

-3CZ 29447 UI umístěna vertikální hlukově pohltivá vrstva 4 s pohledovou stěnou 5 obsahující prostorová vybrání 6. Jednotlivé stavebnicové dílce 3 s funkcí retence vody obsahují příslušný počet, nejméně však jednu retenční a tlumící vložku 15, přičemž jednotlivé stavebnicové dílce 3 jsou v soustavách vně koleje sesazeny na sraz a vzájemně spojeny spojovacími spirálami nebo sponkami 7. Soustava stavebnicových dílců nízké protihlukové clony s funkcí retence vody je uložena na zhutněný štěrkový polštář 8, který může být oboustranně lemován betonovými obrubníky 9 nebo neznázoměnými betonovými prefabrikáty tvaru L nebo T. Straně odvrácené od koleje je stavebnicový dílec opatřen ve své skloněné ploše 12 humózní vrstvou 10, kterou jsou vyplněny mezery v kaskádách 11 z retenčních a tlumicích vložek 15. Povrch skloněné plochy 12 je s výhodou osázen vhodnými půdokryvnými rostlinami nebo keři 13. V neznázoměném provedení může být skloněná plocha 12 vytvořena bez humózní vrstvy 10 a na její povrch je uložen koberec umělého trávníku 14.

Retenční a tlumicí vložky 15 jsou podle jednoho výhodného provedení tvořeny chomáčovým syntetickým recyklátem, např. recyklátem s obchodním názvem STERED, který je vyroben podle SK UV 6673, kde objemová hmotnost jednotlivých částí sendvičového vrstvení retenčních a tlumicích vložek 15 určuje nejen konkrétní retenční a tlumicí schopnosti konkrétního provedení stavebnicových dílců 3, ale také v kombinaci s dalšími vrstvami a/nebo vložkami jejich mechanické a tlumící vlastnosti a to i z hlediska útlumu nárazu silničního vozidla.

V neznázoměném příkladu provedení jsou retenční a tlumicí vložky 15 tvořeny speciálními hluk pohlcujícími mezerovitými betony z drceného přírodního kameniva nebo obdobnými slepenci využívající betonový nebo cihelný recyklát.

V dalším neznázoměném příkladu provedení jsou stavebnicové dílce 3 opatřeny příčnou prostorovou výztuhou 16

Na obr. 2 je znázorněna železniční nebo tramvajová kolej z obr. 1 modifikovaná tím, že uvnitř koleje, tj. mezi kolejnicemi, a vně koleje, podél vnějších stran kolejnic L jsou ve směru délky koleje uloženy vnitřní dílce 17 kolejových absorbérů a vně koleje jsou ve směru délky koleje uloženy vnější dílce 18 kolejových absorbérů. Délka dílců 17 a 18 je násobkem osové vzdálenosti upevňovacích uzlů 2 a není odvislá od délky stavebnicových dílců 3. Povrch kolejových absorbérů hluku s funkcí retence vody je tvořen neznázoměným přírodním pokryvem nebo umělým trávníkem.

V neznázoměném příkladu provedení je železniční nebo tramvajová kolej z obr. 1 modifikovaná tím, že uvnitř i vně koleje jsou na štěrkové lože 26 uloženy konstrukční a vegetační humózní vrstvy pro přírodní pokryv trávníkem.

Na obr. 3 je znázorněn stavebnicový dílec 3 s funkcí retence vody, kde nosnou konstrukci tvoří drátěný koš 19 a do něj jednotlivě, nejčastěji vertikálně, ukládané retenční a tlumicí vložky 15 a hlukově pohltivá vrstva 4 s pohledovou stěnou 5 obsahující prostorová vybrání 6. Úložná plocha je tvořena z roznášecí desky 20 nejčastěji tvořené pryžovým recyklátem nebo skořepinovou deskou z betonu. Skloněné plocha 12 obsahuje kaskádovitě uspořádané kapsy 21 vyplněné humózní vrstvou 10. do které jsou s výhodou osázeny půdokryvné nebo suchomilné rostliny nebo keře 13. V neznázoměném provedení je skloněná plocha 12 vytvořena bez humózní vrstvy 10, přičemž jednotlivé vertikální vrstvy tvoří ložnou plochu pro uložení koberce z umělého trávníku 14, který je ke konstrukci drátěného koše 19 mechanicky připevněn a/nebo přilepen.

Na obr. 4 je znázorněn stavebnicový dílec podle obr. 3 modifikovaný tím, že za hlukově pohltivou vrstvou 4 s neznázoměnou pohledovou stěnou 5 obsahující prostorová vybrání 6 je vložena alespoň jedna tuhá a neprůzvučná deska tvořící stínící stěnu 23 pro zvýšení neprůzvučnosti dílce.

Na obr. 5 je znázorněn stavebnicový dílec podle obr. 3 modifikovaný tím, že obsahuje soustavu vzduchových kanálků 22 pro zvýšení evaporace vody z retenčních a tlumicích vložek 15, přičemž tyto kanálky mohou být s výhodou tvořeny neznázoměným kamenným brázděním.

Na obr. 6 je znázorněn stavebnicový dílec podle obr. 3 modifikovaný tím, že na straně přivrácené ke koleji je zřízena stínící stěna 22 ve tvaru blížící se parabole, přičemž její neznázoměné oh

-4CZ 29447 UI nisko se nachází vně koleje a její povrch může být opatřen hlukově pohltivou vrstvou 4 s neznázoměnou pohledovou stěnou 5 obsahující prostorová vybrání 6.

Na obr. 7 je znázorněn stavebnicový dílec podle obr. 3 modifikovaný tím, že na straně odvrácené od koleje je skloněné plocha 12 tvořena zcela nebo částečně pohledovou plochou z kamenné hráze 24, přičemž vnitřní jádro stavebnicového dílce 3 obsahuje neznázoměné retenční a tlumicí vložky 15.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení lze s výhodou použít k vytváření železničních a tramvajových tratí v intravilánech obcí a měst, v místech přírodních rezervací a na mostních konstrukcích. Kombinací tohoto řešení se známými kolejovými absorbéry hluku nebo s přírodním zatravněním se dále zvýší celková účinnost útlumu hluku a vibrací ze styku kola s kolejnicí a podstatně se zlepší retence vody v místě koleje bez ohrožení provozu koleje.

Claims (14)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Železniční nebo tramvajová kolej se stavebnicovými dílci nízké protihlukové clony snižujícími hluk a vibrace a uspořádanými vně koleje, vyznačující se tím, že stavebnicové dílce snižující hluk a vibrace obsahují alespoň jednu nehumózní vrstvu, která absorbuje vodu, snižuje rychlost jejího průtoku a odtoku a umožňuje její odpařování.
2. 2. Železniční nebo tramvajová kolej podle nároku 1, vyznačující se tím, že stavební dílce (3) jsou na straně přivrácené ke koleji opatřeny hlukově pohltivou vrstvou (4).
3. 3. Železniční nebo tramvajová kolej podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že hlukově pohltivá vrstva (4) na straně přivrácené ke koleji je doplněna pohledovou stěnou (5) obsahující prostorová vybrání (6).
4. 4. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačující se tím, že jednotlivé vrstvy stavebnicového dílce (3) jsou sestaveny uvnitř nosné konstrukce tvořící drátěný koš (19).
5. 5. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačující se tím, že na straně odvrácené od koleje obsahuje stavebnicový dílec (3) skloněnou plochu (12) s přírodním nebo umělým rostlinným pokryvem.
6. 6. Železniční nebo tramvajová kolej podle nároku 5, vyznačující se tím, že skloněná plocha (12) obsahuje kaskádovitě uspořádané kapsy (21) vyplněné humózní vrstvou (10) pro půdokryvné nebo suchomilné rostliny nebo keře (13).
7. 7. Železniční nebo tramvajová kolej podle nároku 5, vyznačující se tím, že na skloněnou plocha (12) je uložen koberec z umělého trávníku (14), který je ke konstrukci drátěného koše (19) mechanicky připevněn a/nebo přilepen.
8. 8. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků laž7, vyznačující se tím, že stavebnicový dílec (3) obsahuje alespoň jednu vertikální vzduchově neprůzvučnou stínící stěnu (23).
9. 9. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků laž8, vyznačující se t í m, že stavebnicový dílec (3) obsahuje alespoň jeden vzduchový kanálek (22) pro zvýšení evaporace vody z retenčních a tlumicích vložek (15).

   -5CZ 29447 UI
10. 10. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků laž9, vyznačující se tím, že stavebnicový dílec (3) obsahuje alespoň jednu roznášecí desku (20).
11. 11. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků lažlO, vyznačující se t í m, že stavebnicový dílec (3) obsahuje na straně přivrácené ke koleji vertikální vzduchově neprůzvučnou stínící stěnu (23) ve tvaru blížícím se parabole.
12. 12. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků 5ažll, vyznačující se tím, že skloněná plocha (12) je na povrchu tvořena kamennou hrází (24), přičemž vnitřní jádro stavebnicového dílce (3) obsahuje retenční a tlumicí vložky (15).
13. 13. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že jednotlivé stavebnicové dílce (3) jsou osazeny na zhutněný štěrkový polštář (8) nebo beton.
14. 14. Železniční nebo tramvajová kolej podle kteréhokoli z nároků lažl3, vyznačující se tím, že jednotlivé stavebnicové dílce (3) jsou vzájemně spojeny spojovacími spirálami nebo sponkami (7).