SE533764C2 - Ljudbarriär för dämpning av störande trafikljud - Google Patents

Description

25 30 35 533 784 och blandats med bindemedel. Enheterna kan användas som bullerskärmar vid vägar eller järnvägar, varvid hållardon/- lyftdon bäddas in i materialet innan det stelnar. Dessa enheter löser inte alla problem som är förknippade med att anordna stabila effektiva ljudbarriärer till rimliga kostnader utefter vägar och järnvägar.

WO2005033412 beskriver en ljudbarriär som består av en stomme av betong på vars ena sida ett nät är fastgjutet i betongen.

Nätet är integrerat med ett ljuddämpande material. Nackdelen med denna konstruktion är bl.a. att ljudabsorbenten inte kan bytas ut när den skadas. Dämpförmågan hos denna ljudbarriär är dessutom begränsad genom absorbentens konstruktiva utformning.

'Betongprofilens bredd försvårar även att ljudbarriären kan placeras tillräckligt nära ljudkällan.

Känd teknik inom detta område löser alltså inte problemet att dämpa störande trafikljud på ett effektivt sätt och till rimliga kostnader.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att lösa ovan nämnda problem och att påvisa en anordning, en ljudbarriär, av inledningsvis angivet slag med ett litet antal ingående delar och som kan utformas som en enkel, kompakt och förhållandevis billig enhet som effektivt dämpar störande trafikljud från vägar och järnvägar.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att påvisa en ljud- barriär som kan placeras i utomhusmiljö, som tål olika klimat och som lätt kan rengöras från smuts.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att påvisa en ljudbarriär som kan placeras nära källan för det störande 10 15 20 25 30 35 533 754 'ljudet men ändå möjliggöra normalt underhåll av vägen eller järnvägen. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att ljudabsorbenten skall kunna bytas ut om den skadas eller av andra skäl behöver ersättas.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att konstruktionen skall vara billig att tillverka, montera och underhålla.

Dessa och ytterligare ändamål och fördelar uppnås enligt uppfinningen genom en anordning enligt de, i patentkravets 1 kännetecknande del, angivna särdragen.

Uppfinningen avser alltså en ljudbarriär för dämpning av störande ljud, speciellt sådant ljud som uppstår av trafik vid vägar, järnvägar och liknande innefattande en stomme före- trädesvis av betong, och en vid denna anordnad ljudabsorbent.

Uppfinningen kännetecknas av att ljudabsorbenten är anordnad i en utbytbar kassett, att ljudabsobenten är anordnad att, åtminstone i någon grad, vara ljud- och luftgenomsläpplig, och att en luftspaltbildare år anordnad bakom ljudabsorbenten på sådant sätt att en ändamålsenlig luftspalt bildas mellan ljudabsorbenten och stommen.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av den följande, mer detaljerade, beskrivningen av uppfinningen samt av bifogade ritningar och övriga patentkrav.

KORTFATTAD RITNINGSFÖRTECKNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan i några föredragna utföringsexempel, med ledning av bifogade ritningar.

Figur 1 visar ett snitt genom en uppfinningsenlig modul och en på modulens frontsida monterad absorbent. 10 15 20 25 30 35 533 754 Figur 2a visar närmare i detalj en uppfinningsenlig ljudabsor- berande kassett, sedd framifràn.

Figur 2b visar närmare i detalj kassettens nät.

Figur 3 visar ett snitt genom kassetten enligt figur 2a.

Figur 4 visar närmare i detalj en del av den i figur 2 och 3 visade kassetten, bakifrån.

Figur 5 visar en detalj av luftspaltbildaren och dess väggkonstruktion med böjda ytor och som bildar fack.

Figur 6 visar den uppfinningsenliga modulen enligt figur 1 placerad pà en bädd av grus/makadam invid ett järnvägsspàr.

Figur 7 visar ett diagram över dämpkarakteristiken för en uppfinningsenlig kassett med en ljudabsorberande matta.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar alltså i profil en uppfinningsenlig ljudbarriär 1, i form av en modul, för avskärmning och absorbering av störande ljud, exempelvis trafikljud fràn vägar, järnvägar eller liknande. Uppfinningen avser särskilt en ljudbarriär 1 bestàende av en stomme 2 tillverkad av företrädesvis fiber- armerad betong samt en därpå monterad ljudabsorbent 3 i form av en kassett. Modulen är så konstruerad att flera kan placeras i rad för att skapa en sammanhängande ljudbarriär.

Fiberarmeringen bestàr lämpligtvis av syntetiska plastfibrer för att undvika närvaro av elektriskt ledande material i stommen 2 vilket gör att åtgärder för elektrisk jordning av modulerna inte behövs och kan utelämnas. Därmed elimineras ett framtida underhàllsmoment eftersom jordanslutningar annars skulle behöva kontrolleras och underhållas med jämna mellanrum. 10 15 20 25 30 35 533 ?E4 Ãven kassetten 3 består av enbart icke elektriskt ledande material. Kassetten 3 är monterad på stommens 2 frontsida, dvs den sida av modulen som är avsedd att riktas mot den störande ljudkällan, med hjälp av exempelvis isolerskjutspik.

Sedd i profil är ljudbarriären 1 utformad med en fot 4, ett liv 5 och en överdel 6. Foten 4, eller markstödet, kompakt och tung del och är avsedd att hålla ljudbarriären 1 i läge trots t.ex. hårda vindstötar från förbipasserande tàg utgör en eller fordon. Krafterna i vindstötarna kan vara ungefär lika istora ut från spåret (som orsakas av trycket som skapas framför tåget) som in mot spåret (sugkrafter som skapas när tåget passerat). Modulen 1 är därför mycket stabil för att inte rubbas ur sitt läge vid en tågpassage. Om ljudbarriären 1 skulle röra sig kan detta skapa allvarliga olyckstillbud. Tåg skall kunna passera i hastigheter på upp emot 250 km/timme och ljudbarriären 1 måste också kunna utstå och vara stabil vid olika vädersituationer, t.ex. hålla emot för orkanvindar. För att uppnå maximal stabilitet bör stommens 2 tungdpunkt ligga så nära sitt geometriska centrum som möjligt.

Livet 5 är lokaliserat vid eller nära fotens 4 främre kant 7 på sådant sätt att kassetten 3 kan anordnas så nära ljudkällan som möjligt. Kassetten 3 monteras företrädesvis med hjälp av isolerskjutspik men kan naturligtvis monteras även pà annat 'sätt. Genom att ljudbarriärens 1 framsida är väsentligen plan och inte uppvisar några utstickande delar är modulen mera lättplacerad än tidigare kända ljudbarriärer. Den ljudabsorberande kassettens 3 framsida är alltså anordnad väsentligen i linje med fotens 4 främre kant 7 och med överdelen 6 främre kant 8. Detta gör att modulen kräver mindre plats på mark vilket är fördelaktigt vid placering på en banvall.

I fotens 4 övre yta, bakom livet 5, kan ett fäste 9 för ett lyftok eller liknande placeras i en därför anordnad urtagning, exempelvis ett hylsstavsankare. 10 15 20 25 30 35 533 784 .Överdelen 6 är försedd med en väsenligen plan övre yta 10 som medger att den kan beträdas, t.ex. av personer som behöver evakueras/utrymmas från ett stillastående tàg, exempelvis vid olyckstillbud, mekaniska fel, brand eller liknande. Den övre ytan 10 av överdelen 6 kan också förses med ett halkskydds- mönster såsom t.ex. ett durkplätsmönster för att underlätta beträdande. Även en därför anpassad durkplàt eller liknande kan monteras pà överdelen 6. Mönstringen har också viss effekt pà fortplantningen av det ljud som läcker ut emellan tàget och ljudbarriären 1. Modulen kan dessutom förses med trappsteg pà baksidan av livet 5 (ej visat) vilket gör det lättare för evakuerande personer att komma ner till banvallen.

Modulerna kan även levereras med utrymmningsdörrar (ej visade). Modulen är därvid försedd med urtagningar/öppningar genom stommens 2 liv 5 och överdel 6. Öppningarna försluts av dörrar som är självstängande och som är spärrade i stängt läge för att lufttrycket fràn t.ex. ett tåg inte oavsiktligt skall kunna öppna dem och därmed minska den ljuddämpande effekten av ljudbarriären 1. Spärren kan lösgöras och dörren öppnas exempelvis med hjälp av ett vertikalt tryck mot dess överkant.

Moduler som är placerade vid ljudbarriärens 1 ändsektioner tar emot betydligt större krafter än övriga moduler i barriären och är lämpligtvis utformad med en lutande övre yta. Även dessa moduler kan vara försedda med kassetter/ljudabsorbenter. (till vänster i figuren) utstickande fot 4, gör att grundläggningen Stommens 2 utformning, med en i mindre grad framåt för ljudbarriären 1 i t.ex. en banvall, kan placeras lite »längre ut från järnvägsspáren än vad som tidigare kunnat göras. Detta möjliggör bl.a. att det underhällsarbete som ofta behöver utföras pà banvallen, bland annat med hjälp av en så kallad mackadammplog, kan ske utan att ljudbarriären 1 eller dess grundläggning pàverkas. Därmed är det möjligt att använda modulen effektivt för dämpning av störande ljud fràn tåg.

Ljudbarriärens 1 främre yta är väsentligen plan och vertikal genom att stommens 2 främre kant 7 väsentligen ligger i plan med kassettens 3 främre yta och överedelens 6 främre kant 8. 10 15 20 25 30 35 533 754 Figur 2a visar framifrån, och närmare i detalj, den ljudabsor- berande kassetten 3. Kassetten 3 består av en yttre ram 11 av exempelvis plast. Pà kassettens 3 framsida, dvs den sida som efter montering mot ljudbarriärens 1 stomme 2 är vänd mot ljudkällan, är anordnat ett galler eller nät 12 (se figur 2b), också företrädesvis tillverkat av ett plastmaterial. I eller mot nätet 12 är ett ljudabsorberande material, exempelvis ett gummimaterial, anordnat pä lämpligt sätt. Det ljudabsorberande materialet kan t.ex. vara integrerat i nätet 12, dvs fast~ gjutet i nätet 12 eller limmat eller pä annat sätt anbringat mot nätet 12 eller löst placerat bakom nätet 12. Kassetten 3 är monterad pà framsidan av stommens liv 5 och skyddas upptill mot t.ex. regn av ett utskjutande parti pà stommens 2 överdel 6 (se figur 1).

Figur 3 visar ett snitt genom en uppfinningsenlig kassett 3 enligt linjen A-A visad i figur 2. I ramen 11 är nätet 12, det ljudabsorberande materialet i form av en matta 13 och en luftspaltbildare 14 anordnade.

Det ljudabsorberande materialet i mattan 13 består åtminstone delvis av ett fint granulerat och exempelvis àteranvänt gummi Ett sådant bindemedel kan vara ett tvà komponents polyuretanlim vilket som hàlls samman av ett därför avsett bindemedel. gör mattan 13 böjlig och eftergivlig även efter härdning.

Mattan 13 är förslagsvis luftgenomsläpplig, med visst ström- ningsmotstànd, och àldersbeständig och tål t.ex. rengöring med vatten utan att den ljudämpande effekten påverkas/försämras.

Granulatstorlek och packningsgrad påverkar strömningsmot« ståndet och varierar för olika applikationer. I det här fallet används granulat av ca 3 mm storlek och mattan 13 har en densitet av ca 650 kg/kbm. Med en tjocklek av ca 10 mm blir dess vikt ca 6,5 kg/kvm. _Genom att dimensionera ramens 11 bredd till ca 40 mm bildas en luftspalt 15 av ca 30 mm bakom mattan 13, dvs avståndet mellan mattan 13 och modulens betongstomme 2 blir ca 30 mm. Luft- spaltens 15 bredd àstadkoms här av en luftspaltbildare 14, 10 15 20 25 30 35 533 ?G4 tillverkad av ett plastmaterial som bildar celler eller fack.

Luftspaltens 15 bredd och cellernas storlek är avgörande för vilket frekvensomräde av ljudet som mest effektivt dämpas ut.

Bredden av luftspalten 15 kan ändras och anpassas genom att ramens 11 och luftspaltbildarens bredd förändras eller att mattan 13 pà annat sätt anordnas pà visst avstånd från betongstommens 2 liv 5. Avgörande för den totala ljuddämpande effekten är också mattans 13 genomsläpplighet för ljud i kombination med luftspaltens 15 bredd.

Absorbenten eller kassetten 3 har därmed bättre ljudabsorb- tionsförmäga än tidigare kända system, framför allt dämpar den ett bredare frekvensomràde av det störande ljudet. Om absor- benten/kassetten 3 skadas på något sätt är det också lätt att ersätta den med en ny kassett 3. Tidigare kända alternativ krävde att hela betongblocket byttes ut.

Figur 4 visar alltså mattans 13 baksida och den därvid placerade luftspaltbildaren 14, som är utformad med ett antal väsentligen cirkulära celler 16 eller fack. Cellerna 16 bildar därigenom slutna volymer, i monterat läge, mellan mattan 13 och betongstommen 2. Cellerna 16 kan naturligtvis även ha annan form. Varje cell 16 mottager en del av ljudet och sprid- ning av ljud inne i luftspalten 15 minimeras eller förhindras med hjälp av luftspaltbildarens 14 väggkonstruktion, med böjda ytor som minimerar ljudreflektioner. Ljudet absorberas alltså huvudsakligen i varje cell 16 för sig.

Figur 5 visar mera i detalj en del av luftspaltbildaren 14, här tillverkade av en plast, och dess väggar 17 som uppvisar böjda ytor och som bildar slutna celler 16.

Figur 6 visar den uppfinningsenliga ljudbarriären 1 enligt figur l placerad pà en bädd 18 av grus/makadam invid ett järnvägsspàr 19, placerat pä slipers 20. Banvallen 21 består vanligen av grov mackadam. Grovleken i materialet gör att ljud kan passera igenom och låter sig dessutom inte avjämnas.

Ljudbarriären 1 placeras därför företrädesvis pà en bädd 18 av finare material, t.ex. singel, som också làter sig packas och 10 15 20 25 30 35 533 754 avjämnas och som inte släpper igenom ljud. Detta finare material hålls àtskilt från mackadammen exempelvis med hjälp av en geotextil 22.

Figur 7 visar ett diagram över dämpkarakteristiken för en uppfinningsenlig kassett 3 med en ljudabsorberande mattal3 med en tjocklek av ca 10 mm och med en luftspalt 15 mellan mattan 13 och betongstommen 2 av ca 30 mm. Den mest effektiva dämpningen uppnås här för ljud med en frekvens av 700-1050 Hz, vilket är särskilt väl anpassat för järnvägstrafik. Ökas eller minskas bredden pà luftspalten 15 erhålls en effektiv ljud- dämpning inom andra frekvensomràden som kan bli aktuellt för andra typer av störande ljud.

Utplaceringen av ljudbarriären 1 sker exempelvis med hjälp av tvàsling som krokas i pà modulerna pàskruvade öglor vilka avlägsnas från modulen efter monteringen. Det erfodras därför ingen särskild lyftanordning för hantering av modulerna vilket innebär att lyftredskapens fulla kapacitet inte minskas av vikten på t.ex. ett lyftok.

Med uppfinningen är det alltså möjligt att med ett litet antal ingående delar utforma en ljudbarriär 1 som en enkel, kompakt och billig enhet som effektivt dämpar störande ljud frán vägar och järnvägar. En ljudbarriär 1 enligt uppfinningen tàl, genom sin konstruktion, dessutom olika klimat och kan lätt rengöras från smuts med exempelvis vatten. Ljudbarriären 1 enligt upp- finningen kan också, genom att foten 4, markstödet, placerats huvudsakligen på stommens 2 baksida, placeras nära källan för det störande ljudet och därmed i högre grad hindra läckage av _ljud men trots detta möjliggöra normalt underhåll av vägen eller järnvägen. Genom konstruktionen med en absorbent i form av en kassett 3 kan ljudabsorbenten bytas ut om den skadas eller slits ut. Konstruktionen blir i sin helhet förhàllande~ vis billig att tillverka, montera och underhålla.

Beskrivningen ovan är i första hand avsedd att underlätta förståelsen för uppfinningen. Uppfinningen är naturligtvis 533 784 10 inte begränsad till de angivna utföringsformerna utan även andra varianter av uppfinningen är möjliga och tänkbara inom ramen för uppfinningstanken och efterföljande patentkravs skyddsomfàng.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 533 754 11 PATENHIGLKV

1. Ljudbarriär (1) för dämpning av störande ljud, speciellt sådant ljud som uppstår av trafik vid vägar, järnvägar och liknande innefattande en stomme (2) företrädesvis av betong, och en vid denna anordnad ljudabsorbent (3), företrädesvis plant monterad mot stommen (2), och där ljudabsorbenten är utformad såsom en utbytbar kassett (3) innefattande en ljud- absorberande matta (13), kännetecknad av, - att en luftspaltbildare (14) är anordnad integrerad i kassetten (3) bakom den ljudabsorberande mattan (13) på sådant sätt att en luftspalt (15) bildas mellan den ljudabsorberande mattan (13) och stommen (2), ~ att luftspaltbildaren (14) är anordnad att bilda ett antal celler (16) eller fack mellan den ljudabsorberande mattan (13) och stommen (2) varvid cellerna (16) eller facken är anordnade att bilda väsentligen slutna luftvolymer, och - att den ljudabsorberande mattan (13) är anordnad att, åtmin- stone i någon grad, vara ljud- och luftgenomsläpplig.

2. Ljudbarriär (1) enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att ljudabsorbenten (3) består av en matta (13) av huvudsakligen gummigranulat.

3. Ljudbarriär (1) enligt patentkrav 1 eller 2, känneteoknad av, att ljudabsorbenten (3) väsentligen plan betongyta. är monterad mot en

4. Ljudbarriär (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av, att luftspalten (15) är ca 30 mm.

5. Ljudbarriär (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av, att ljudabsorbentens (3) främre yta är anordnad väsentligen i plan med stommens (2) främre begränsningsyta (7,8).