DIN SPEC 45673-3-2014 Mechanical vibration - Resilient elements used in railway tracks - Part 3 Experimental evaluation of insertion loss of mounted track systems (in a test rig an.pdf

1、April 2014 Normenausschuss Akustik, Lrmminderung und Schwingungstechnik (NALS) im DIN und VDIPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 17.160; 93.100Zur

2、 Erstellung einer DIN SPEC knnen verschiedene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln einer Vornorm erstellt.!%,W“2099152www.din.deDDIN SPEC 45673-3Mechanische Schwingungen Elastische Elemente des Oberbaus von Schienenfahrwegen Teil 3: Messtechn

3、ische Ermittlung der Einfgungsdmmung imeingebauten Zustand (Versuchsaufbau und Betriebsgleis)Mechanical vibration Resilient elements used in railway tracks Part 3: Experimental evaluation of insertion loss of mounted track systems (in a test rigand in situ)Vibrations mcaniques lments lastiques des v

4、oies ferres Partie 3: Mesurage de la perte dinsertion de voies ferres montes (banc dessai et insitu)Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN V 45673-3:2004-09www.beuth.deGesamtumfang 38 SeitenDIN SPEC 45673-3:2014-04 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsb

5、ereich 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Einfgungsdmmung . 6 3.1 Beschreibung 6 3.2 Messtechnische Ermittlung . 7 4 Messung am Versuchsaufbau im Labor . 9 4.1 Prinzip der Messung am Versuchsaufbau . 9 4.2 Versuchsaufbau 11 4.3 Messpunkte . 11 4.4 Messdurchfhrung . 11 4.5 Auswertung und Ergebnisdarste

6、llung . 12 5 Messung im Betriebsgleis . 13 5.1 Allgemeines . 13 5.2 Messbedingungen 16 5.3 Messpunkte . 16 5.4 Messdurchfhrung . 16 5.5 Auswertung . 18 5.6 Ergebnisdarstellung . 18 Anhang A (informativ) Beispiele fr die Abhngigkeit der Einfgungsdmmung von verschiedenen Parametern 19 Anhang B (inform

7、ativ) Vergleich von Einfgungsdmmung und Durchlssigkeit . 27 Anhang C (informativ) Beispiele von Versuchsaufbauten mit Ersatzanregung 32 Literaturhinweise . 38 DIN SPEC 45673-3:2014-04 3 Vorwort Diese DIN SPEC ist vom Arbeitsausschuss NA 001-03-15 AA (NALS/VDI C 15) Schwingungsminderung in der Umgebu

8、ng von Verkehrswegen“ erarbeitet worden. Sie gehrt zusammen mit DIN V 45673-4, die die rechnerische Ermittlung der Einfgungsdmmung im eingebauten Zustand behandelt, zu den Normen der Reihe DIN 45673 ber elastische Elemente des Oberbaus von Schienenfahrwegen, die die Verminderung der vom Schienenverk

9、ehr ausgehenden Schwingungen (Erschtterungen und Krperschall) zum Ziel haben. Eine DIN SPEC nach dem Vornorm-Verfahren ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das wegen bestimmter Vorbehalte zum Inhalt oder wegen des gegenber einer Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens vom DIN noch nicht als Norm

10、herausgegeben wird. Zur vorliegenden DIN SPEC wurde kein Entwurf verffentlicht. Erfahrungen mit dieser DIN SPEC sind erbeten vorzugsweise als Datei per E-Mail an nalsdin.de in Form einer Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle kann im Internet unter http:/www.din.de/stellungnahme abgerufen werden; oder

11、in Papierform an den Normenausschuss Akustik, Lrmminderung und Schwingungstechnik (NALS) im DIN und VDI, 10772 Berlin. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Pate

12、ntrechte zu identifizieren. Die Normenreihe DIN 45673 Mechanische Schwingungen Elastische Elemente des Oberbaus von Schienenfahrwegen besteht aus folgenden Teilen: Teil 1: Begriffe, Klassifizierung, Prfverfahren Teil 2: Ermittlung statischer und dynamischer Kennwerte im Betriebsgleis Teil 3: Messtec

13、hnische Ermittlung der Einfgungsdmmung im eingebauten Zustand (Versuchsaufbau und Betriebsgleis) Teil 4: Rechnerische Ermittlung der Einfgungsdmmung im eingebauten Zustand Teil 5: Labor-Prfverfahren fr Unterschottermatten sowie Beiblatt 1: Prfvordruck; mit CD-ROM Teil 6: Labor-Prfverfahren fr Besohl

14、ungen von Betonschwellen sowie Beiblatt 1: Prfvordruck; mit CD-ROM Teil 7: Labor-Prfverfahren fr elastische Elemente von Masse-Feder-Systemen sowie Beiblatt 1: Prfvordrucke; mit CD-ROM Teil 8: Labor-Prfverfahren fr kontinuierliche elastische Schienenlagerungen sowie Beiblatt 1: Prfvordruck; mit CD-R

15、OM Teil 9: Labor-Prfverfahren fr diskrete elastische Schienenbefestigungen DIN SPEC 45673-3:2014-04 4 nderungen Gegenber DIN V 45673-3:2004-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) weitere Verfahren zur Messung mit Ersatzanregung aufgenommen; b) Differenzierung der Verfahren fr Messungen im Labo

16、r oder im Betriebsgleis; c) Unterscheidung der Einfgungsdmmung fr die unterschiedlichen Messsituationen. Frhere Ausgaben DIN V 45673-3: 2004-09 DIN SPEC 45673-3:2014-04 5 1 Anwendungsbereich Ziel der in dieser DIN SPEC beschriebenen messtechnischen Verfahren ist die Ermittlung der Einfgungs-dmmung a

17、ls Ma fr die schwingungsmindernde Wirkung von elastischen Elementen des Oberbaus im eingebauten Zustand. Diese Messverfahren (mit Ersatzanregung) lassen sich an elastischen Elementen im eingebauten Zustand sowohl in einem Versuchsaufbau im Labor als auch im Betriebsgleis durchfhren. Die zur Messung

18、im Betriebsgleis unter Abschnitt 5 beschriebenen Messverfahren lassen sich grundstzlich auch bei Messungen unter Fahrzeuganregung anwenden. Bei der Durchfhrung von Meesungen im Betriebsgleis unter Fahrzeuganregung gelten auch die Anforderungen von DIN 45672. Bei einem Versuchsaufbau im Labor knnen j

19、edoch die realen Verhltnisse im Gleis nicht exakt nachgebildet werden, sodass nur ein relativer Vergleich der schwingungsmindernden Wirkung der elastischen Elemente mglich ist. Bei einer Ersatzanregung im Betriebsgleis werden die bei Zugberfahrt entstehenden realen Belastungen nicht oder nur zum Tei

20、l simuliert, sodass auch hier nur ein relativer Vergleich der schwingungs-mindernden Wirkung der elastischen Elemente mglich ist. ANMERKUNG 1 Ursache fr die Unterschiede sind beispielsweise die Lasteinflsse aus Auflast und bewegter Last. Mit der ermittelten Einfgungsdmmung ist ein relativer Vergleic

21、h der elastischen Elemente (im Weiteren Prfkrper genannt) hinsichtlich ihrer schwingungsmindernden Wirkung im Oberbau im Frequenzbereich zwischen etwa 10 Hz und 200 Hz, mit Sicherheit aber zwischen 20 Hz und 100 Hz mglich. Der Referenz-aufbau (Versuchsaufbau ohne Prfkrper) ergibt sich aus dem jeweil

22、igen Anwendungsfall. Die Ersatz-anregung erfolgt vertikal durch eine stoartige (Hammer), stochastische (Rttelplatte) oder harmonische Anregung (Unwuchterreger, elektrodynamischer oder hydraulischer Schwingerreger usw.) auf den einge-bauten und gegebenenfalls statisch vorbelasteten Prfkrper. Ermittel

23、te Werte der Einfgungsdmmung, z. B. angegeben als Einfgungsdmm-Ma De(fTn) fr ein bestimmtes elastisches Element, gelten nur bei dem fr die Simulation eines Anwendungsfalls gewhlten Referenzaufbau und der gewhlten Ersatzanregung. Dieser Wert der Einfgungsdmmung kann im Allgemeinen nicht auf andere An

24、wendungsflle und andere Anregungen bertragen werden, gibt aber Hinweise zur schwingungsmindernden Wirkung des elastischen Elements. ANMERKUNG 2 Daher ist z. B. ein Vergleich der Einfgungsdmmung von elastischen Elementen fr Schienen-befestigungen (z. B. Zwischenlagen, Zwischenplatten) oder von komple

25、tten Schienenlagern (Einzellager, kontinuierliche Lager) mit der Einfgungsdmmung von Unterschottermatten nur dann mglich, wenn bei allen Versuchen ein identischer Referenzaufbau verwendet wurde. Die beschriebenen Verfahren mit Ersatzanregung knnen noch nicht genormt werden, da eine umfassende Verifi

26、zierung der Ergebnisse der Messungen im Betriebsgleis bei Ersatzanregung gegenber Messungen bei Fahrzeuganregung aussteht. Ein relativer Vergleich der Ergebnisse bei gleichartiger Ersatzanregung ist jedoch vielfach mglich. Durch die Beschreibung von Verfahren mit Ersatzanregung in dieser DIN SPEC wi

27、rd vor allem eine einheit-liche Basis vorgegeben, um darauf aufbauend weitere Erfahrungen sammeln zu knnen. ANMERKUNG 3 Neben der messtechnischen Ermittlung der Einfgungsdmmung ist auch eine analytische Bestimmung mglich. Verfahren einer solchen rechnerischen Abschtzung werden in DIN V 45673-4 aufge

28、zeigt. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des

29、in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 45669-2, Messung von Schwingungsimmissionen Teil 2: Messverfahren DIN SPEC 45673-3:2014-04 6 DIN 45672-1, Schwingungsmessungen in der Umgebung von Schienenverkehrswegen Teil 1: Mess-verfahren DIN 45672-2:1995-07, Schwingungsmessungen

30、 in der Umgebung von Schienenverkehrswegen Teil 2: Auswerteverfahren DIN EN ISO 266, Akustik Normfrequenzen DIN EN ISO 10846-2, Akustik und Schwingungstechnik Laborverfahren zur Messung der vibro-akustischen Transfereigenschaften elastischer Elemente Teil 2: Direktes Verfahren zur Ermittlung der dyn

31、amischen Steifigkeit elastischer Sttzelemente bei Anregung in translatorischer Richtung 3 Einfgungsdmmung 3.1 Beschreibung Die Einfgungsdmmung ist von der Art der Ermittlung, der Art der Anregung, der Amplitude der Anregung, der Vorlast und dem Messort abhngig (siehe Beispiele in Anhang A). Sie wird

32、 als Einfgungsdmm-Ma in dB dargestellt. Das Terzspektrum des Einfgungsdmm-Maes De(fTn) stellt blicherweise die Minderung eines Krperschall-Terzpegelspektrums Lv2(fTn) oder La2(fTn) bei einem Versuchsaufbau gegenber dem Krperschall-Terzpegelspektrum Lv1(fTn) bzw. La1(fTn) bei einem Referenzaufbau dar

33、: De(fTn) = Lv1(fTn) Lv2(fTn) (1) oder De(fTn) = La1(fTn) La2(fTn) (2) ANMERKUNG 1 Bei den zur Ermittlung des Einfgungsdmm-Maes bentigten Terzpegelspektren handelt es sich um dB-skalierte Spektren nach DIN 45672-2:1995-07. ANMERKUNG 2 Wird die Einfgungsdmmung als Summenwert (Einzahlwert) dargestellt

34、, ist dieser Wert vom betrachteten Frequenzbereich abhngig. Es ist deswegen mindestens erforderlich, den betrachteten Frequenzbereich anzugeben; besser ist es jedoch, die Einfgungsdmmung als Spektrum darzustellen Die Einfgungsdmmung beschreibt die Vernderung der Pegel am Beobachtungspunkt, die durch

35、 Hinzufgen eines (z. B. elastischen) Elementes oder durch Verwendung einer anderen Oberbauform entsteht. Von der Einfgungsdmmung Dezu unterscheiden sind weitere Gren, die zur Charakterisierung des Einflusses eingebauter Elemente verwendet werden und die nicht mit der Einfgungsdmmung verwechselt werd

36、en drfen: Pegeldifferenz Lvin dB (auch Durchlssigkeit genannt). Diese kann ber die Differenz der Pegel der Schwinggeschwindigkeit oberhalb und unterhalb des hinzugefgten Elements besonders bei elasti-schen Lagerungen einfach ermittelt werden; Pegeldifferenz der Krfte LFin dB der oberhalb und unterha

37、lb einer elastischen Lagerung bertragenen Krfte. Die Einfgungsdmmung lsst sich sowohl rechnerisch als auch messtechnisch ermitteln. Im Folgenden wird nur auf die messtechnische Ermittlung der Einfgungsdmmung eingegangen. In Anhang B sind vergleichend an einem System mit einem Freiheitsgrad die mathe

38、matischen Beschreibungen der Einfgungsdmmung und der Durchlssigkeit einander gegenbergestellt und beispielhaft die Ergebnisse der Berechnung der Einfgungsdmmung und der Durchlssigkeit von zwei Oberbauformen gezeigt. Die Einfgungsdmmung stellt eine physikalische Gre des Gesamtsystems dar. Es ist nich

39、t zulssig, die Durchlssigkeit anstelle der Einfgungsdmmung zu ermitteln. DIN SPEC 45673-3:2014-04 7 Die Messung der Einfgungsdmmung kann unter Ersatzanregung im Labor oder im Betriebsgleis erfolgen. Weiterhin lsst sich die Einfgungsdmmung auch unter Fahrzeuganregung ermitteln. In Bild 1 sind die ver

40、schiedenen Mglichkeiten zur Ermittlung der Einfgungsdmmung gegenbergestellt. Da nicht alle Eigenschaften des Gesamtsystems bei den verschiedenen Messungen exakt erfasst werden knnen, stellen die beschriebenen Messverfahren immer eine Nherung dar. Es wird unterschieden zwischen dem rechnerischen Einf

41、gungsdmm-Ma (De,R), dem Labor-Einfgungsdmm-Ma (De,L), dem Betriebsgleis-Einfgungsdmm-Ma unter Ersatzanregung (De,E) und dem Betriebsgleis-Einfgungsdmm-Ma unter Zuganregung (De,Z). Bild 1 bersicht Ermittlung der Einfgungsdmmung 3.2 Messtechnische Ermittlung Fr die messtechnische Ermittlung der Einfgu

42、ngsdmmung an einem Versuchsaufbau, der den realen Verhltnissen weitgehend entsprechen muss, werden Versuchsaufbauten unterschiedlicher Gre eingesetzt. Die Messungen knnen in abgeschlossenen Prfrumen oder bei Verwendung groer Versuchsaufbauten auch im Freien durchgefhrt werden. Fr die aufzubringende

43、Ersatzanregung werden die in Bild 2 aufge-listeten Verfahren eingesetzt. DIN SPEC 45673-3:2014-04 8 Bild 2 bersicht Ersatzanregung Fr Messungen zur Ermittlung der Einfgungsdmmung im Betriebsgleis werden die in Bild 3 zusammen-gefassten Messverfahren angewandt. Bei der Verwendung des Links/rechts-Ver

44、fahrens (siehe 5.1) ist es in der Regel erforderlich, die bertragungsadmittanzen zu ermitteln und zur Bewertung der Messergebnisse heranzuziehen. Beim Vorher/nachher-Verfahren kann zur Beurteilung der Messergebnisse die Ermittlung der bertragungsadmittanzen sinnvoll sein. Bild 3 Messverfahren zur Er

45、mittlung der Einfgungsdmmung im Betriebsgleis Bei Messungen nach dem Vorher/nacher-Verfahren (siehe 5.1) werden neben den Eigenschaften des Versuchsaufbaus auch die Vernderungen der bertragungseigenschaften des Bodens messtechnisch erfasst. Daher kommt es bei diesem Verfahren darauf an, mglichst gle

46、iche Verhltnisse bei beiden Messungen zu realisieren. Durch die Messung von bertragungsadmittanzen kann beispielsweise die mgliche Vernderung der bertragungseigenschaften des Bodens berprft werden. DIN SPEC 45673-3:2014-04 9 4 Messung am Versuchsaufbau im Labor 4.1 Prinzip der Messung am Versuchsauf

47、bau 4.1.1 Allgemeines Am Versuchsaufbau im Labor (Gebude oder Freigelnde) erfolgt die messtechnische Ermittlung der Einfgungsdmmung von eingebauten elastischen Elementen und elastischen Oberbausystemen von Schienenfahrwegen mit Ersatzanregung. Es sollte gegebenenfalls unter Verwendung einer geeignet

48、en Vorlast gemessen werden. Eine Vorlast lsst sich in vielen Fllen auf Grund der Randbedingungen der Messung nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand realisieren. Bei Oberbausystemen mit hoher Eigenlast, wie z. B. punktfrmig gelagerte Masse-Feder-Systeme mit elastischen Elementen mit linearem bertragungsverhalten, wird der Einfluss der Vorlast sehr gering, whrend er bei geringer Eigenlast und elastischen Elementen mit nichtlinearem bertragungsverhalten jedoch sehr hoch sein wird. Insofern kann die Hhe der Vorlast insbesondere bei Schienenlagern, Schwellenlagern und