AKUSTIKMESSUNG 26 EI-Eisenbahningenieur | Februar 2010 Der zweite Teile der Veröffentlichung beschreibt die Auswertung von Messungen der Track Decay Rate (TDR) entsprechend DIN EN 45641. Damit wird eine umfassende Analyse der Oberbaueigenschaften in Bezug auf die Rollgeräuschabstrahlung ermöglicht. Als Alternative zur direkten Messmethode wird ein indirektes Messverfahren vorgestellt. Beide Verfahren werden hinsichtlich ihrer Reproduzierbarkeit anhand zahlreicher Beispiele verglichen. Messauswertung Die Berechnung der TDR, dt. Gleisabklingrate, nach DIN EN 45641 [1] basiert auf der Messung von Übertragungsfunktionen. Die Darstellung der Übertragungsfunktionen in Abhängigkeit von der Hammerposition liefert bereits erste Aussagen über das Abklingverhalten des Gleises und ermöglicht eine Kontrolle der berechneten TDR [2]. In Abb. 1 werden dazu pro Terzband die Übertragungsfunktionen der einzelnen Hammerpositionen mit der berechneten TDR verglichen. Es ist zu erkennen, dass die Abklingraten bei den niedrigen Frequenzen deutlich höher sind, die Übertragungsfunktionen fallen mit zunehmendem Abstand zwischen Anregung und Antwort schnell ab. Bei hohen Frequenzen nimmt die Gleisabklingrate ab. Die Übertragungsfunktionen fallen mit zunehmendem Abstand nur gering ab. Ausnahmen stellen die Terzfrequenzen 1,0 – 1,25 kHz (Pinned-pinned Frequenz) und 4,0 – 5,0 kHz (Foot-flapping Frequenz) dar. Weiterhin fallen deutliche Abweichungen zwischen der berechneten TDR und den einzelnen Übertragungsfunktionen bei niedrigen Frequenzen auf. Dieses Verhalten wird dadurch begründet, dass bei weiter entfernten Hammerpositionen auf Grund der hohen TDR bei niedrigen Frequenzen eine korrekte Berechnung der Übertragungsfunktionen nicht mehr gewährleistet ist (Signal to noise ratio). Diese Erkentnisse bestätigen die in der Neufassung der DIN EN 3095 [3] geforderte Berechnung der TDR erst ab 250 Hz. Bei der Angabe der TDR muss entschieden werden, bis zu welcher Frequenz die mit dem schweren Hammer gemessene TDR verwendet werden kann. Diese Grenze richtet sich danach, bis zu welcher Frequenz noch genügend Energie in das Gleis eingeleitet wird. Die Entscheidung kann anhand einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) des Hammersignals oder durch Auswertung der Kohärenzfunktion erfolgen. In Abb. 2 werden die FFTs der Impulse des leichten und schweren Hammers verglichen. Die FFT der Kraftimpulse zeigt bereits, dass mit dem schweren Hammer bis etwa 1000 Hz genügend Energie in das System eingebracht werden kann. Entsprechend ist die Kohärenz bis zu dieser Frequenz nahe demWert eins. Für darüber liegende Frequenzen müssen die Messungen des leichten Hammers ausgewertet werden, da nur dieser genügend Energie in das System einleitet. Beispiele gemessener Track Decay Rates Im Rahmen des Forschungsprojektes sonRAIL wurden zahlreiche Messungen der TDR an verschiedenen Strecken in der Schweiz durchgeführt [4]. Die Ergebnisse bilden den vor Ort gemessenen Oberbauzustand ab, dies gilt insbesondere für die Liegedauer der Schwellen, der Zwischenlagensteifigkeit und der Spannkraft der Schienenbefestigung. Ausgewählte Messergebnisse sollen im Folgenden vorgestellt werden. TDR unterschiedlicher Oberbautypen Abb. 3 und 4 zeigen die lateralen und vertikalen TDRs von unterschiedlichen Oberbautypen. Signifikante Unterschiede für Betonschwellen des Typs B70 und B91 konnten nicht nachgewiesen werden. Stahlschwellen (Stahltrogschwellen) weisen von allen Oberbautypen die niedrigste TDR auf. Bei Bi-Blockschwellen ist die hohe TDR im Bereich zwischen 500 und 2000 Hz signifikant. In lateraler Richtung werden zwischen den verschiedenen Oberbau, Rollgeräusch, Lärm – in der Praxis umsetzbare Akustik Markus Hecht Thomas Thron Teil 2: Auswertung und Analyse der Oberbaueigenschaften Abb. 1: Vergleich der berechneten vertikalen TDR (–) mit den Übertragungsfunktionen (+) A(z) bezogen auf A(0) pro Hammerposition und Terzband in Abhängigkeit vom Abstand zum Beschleunigungsaufnehmer
RkJQdWJsaXNoZXIy MjY3NTk=