УДК 624.19

О.А. Асафтей

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Щілинний резонатор для зниження шуму в метрополітені

Конструкція належить до підземного будівництва, переважно до тунеле– і метробудування, а саме до конструкцій оправ тунелів, які складаються із залізобетонних блоків у кільця і слугують постійним кріпленням контура виробки, а також перешкодою деформаціям контура, дії тиску оточуючого ззовні грунту і розповсюдженню шуму і вібрації через грунт і фундамент будівель до установ і житлових помешкань.

Відома збірно-монолітна оправа тунелю, яка містить кільця, що складаються із залізобетонних блоків і об’єднані між собою замоноліченими випусками арматури [1].

Недоліком цього технічного рішення постає недостатня міцність стиків і недостатня їх герметичність. Крім того, залізобетонна збірно-монолітна оправа тунелю слугує добрим провідником звукових хвиль, шумів і вібрації. Особливо гостро це відчувається на тих ділянках метрополітену, де мають місце значні грунтові води і, з цієї причини, штучно заморожується оточуючий тунель грунт, що додатково спричиняє безперешкодному розповсюдження шуму через фундамент будівель до установ і житлових помешкань.

Ця збірно-монолітна оправа тунелю є найбільш близькою до пропонуємої за технічною суттю та досягаємим ефектом.

В основу пропонуємого рішення поставлена задача зменшення розповсюдження шуму від руху електропоїздів метрополітену шляхом звукоізоляції тунелю за допомогою його збірно-монолітної оправи, залізобетонні блоки кілець якої обладнуються на визначеній відстані від своєї внутрішньої поверхні однаковими пластинами з наскрізними, заданого типорозміру, паралельними між собою і оссю тунелю, прямолінійними прорізями.

Пропонуєма збірно-монолітна оправа тунелю містить кільця, що складаються із залізобетонних блоків і об’єднані між собою замоноліченими випусками арматури, згідно пропонуємого винаходу залізобетонні блоки кілець обладнані на визначеній відстані від своєї внутрішньої поверхні однаковими пластинами з наскрізними, заданого типорозміру, паралельними між собою і оссю тунелю, прямолінійними прорізями.

Технічний результат від використання пропонуємої збірно-монолітної оправи тунелю забезпечується обладнанням залізобетонних блоків кілець на визначеній відстані від їх внутрішньої поверхні однаковими пластинами з наскрізними, заданого типорозміру, паралельними між собою і оссю тунелю, прямолінійними прорізями.

Сукупність наведених ознак пропонуємої збірно-монолітної оправи тунелю забезпечує досягнення нового технічного результату.

Далі сутність пропонує мого рішення пояснюється відповідним описом та кресленнями, де: на рис. 1 зображене у поперечній площині кільце збірно-монолітної оправи тунелю; на рис. 2 зображений вид А на рис.1; на рис. 3 зображені три кільця збірно-монолітної оправи тунелю, в аксонометрії; на рис. 4 зображений, у зборі, залізобетонний блок кільця з пластиною із прорізями, в ізометрії.

Робота збірно-монолітної оправи тунелю здійснюється наступним чином.

Шум від руху електропоїзда метрополітену у вигляді просторових звукових хвиль проходить крізь прорізи 6 в пластинах 5, які прикріплені до блоків 2 на визначеній відстані від їх внутрішньої поверхні. Таким чином, просторові звукові хвилі модулюються у плоскі потоки, які бурхливо вриваються у повітряний проміжок циліндричної форми між пластинами 5 і внутрішньою поверхнею залізобетонних блоків 2 [2]. Миттєво поширюючися в ньому, звукові хвилі втрачають переважну частку своєї енергії і надалі розповсюджуються у повітряному проміжку у всіх напрямках втрачаючи ще частку звукової енергії від дії інших зустрічних потоків. Циліндричний повітряний проміжок, у свою чергу, здатен додатково глушити рівень звуку на резонансному рівні.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Отже, кожна з пластин з прорізями виконує функції щілинного резонатора, а у своїй сукупності, створивши циліндричний повітряний проміжок, надає ще можливість використати його об’ємну нелінійність для шумогасіння.

Таким чином, використання пропонуємої збірно-монолітної оправи тунелю, за допомогою нових властивостей забезпечить гарантоване шумогасіння в тунелях метрополітену і стане на перешкоді розповсюдженню шуму до будівель установ і житлових помешкань.

Джерела інформації:

1. Тоннельные обделки из сборного железобетона [Текст]: ЦНТО Железнодорожного транспорта. Главтоннельметрострой Минтрансстроя. – М.: Государственное транспортное железнодорожное изд-во, 1956, с. 31, рис. 4.

2. Справочник по технической акустике [Текст]/ Пер. с нем.// Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. – Л.: Судостроение, 1980; п.15.2, стр. 300-318; Табл. 15.2, стр. 311; рис. 15.11, стр. 312.