upravljanje bukom

8/17/2019 Upravljanje bukom

1/126

УНИВЕРЗИТЕТ У БЕОГРАДУ ГРАЂЕВИНСКИ ФАКУЛТЕТ

ОДСЕК ЗА ПУТЕВЕ, ЖЕЛЕЗНИЦЕ И АЕРОДРОМЕ

Мастер рад

УПРАВЉАЊЕ БУКОМ СА АСПЕКТАЖЕЛЕЗНИЧКЕ ИНФРАСТРУКТУРЕ

Београд, 2016.

КАНДИДАТ МЕНТОР

Љиљана Добрић 671/13 Проф. др Зденка Поповић, дипл.грађ.инж.


2/126

Ментор:

Проф. др Зденка Поповић, дипл. грађ. инж.

Грађевински факултет, Београд

Чланови комисије:

1.________________________


2.________________________


3.________________________


Датум одбране мастер рада

__________________________________________Београд

Стручни назив:

МАСТЕР ИНЖЕЊЕР ГРАЂЕВИНАРСТВА


3/126

УНИВЕРЗИТЕТ У БЕОГРАДУ ГРАЂЕВИНСКИ ФАКУЛТЕТ

КАТЕДРА ЗА ПУТЕВЕ, АЕРОДРОМЕ И ЖЕЛЕЗНИЦЕ

Ужа научна област:ПЛАНИРАЊЕ И ПРОЈЕКТОВАЊЕ ЖЕЛЕЗНИЦА

ЗАДАТАК ЗА МАСТЕР РАД

Кандидат: Љиљана Добрић, бр. досијеа 671/13

Тема: УПРАВЉАЊЕ БУКОМ СА АСПЕКТА ЖЕЛЕЗНИЧКЕ ИНФРАСТРУКТУРЕ

Европска транспортна политика за период до 2030. године има за циљ да се30% друмског даљинског саобраћаја (преко 300 km) пренесе на друге видовесаобраћаја са повољнијим утицајем на животну средину (железнички и воднисаобраћај), односно преко 50% до 2050. године. Такође, највећи део путничкогсаобраћаја на средњим удаљеностима треба до 2050. године да се пренесе на железнички саобраћај. Планирани раст обима железничког саобраћаја има за циљсмањење емисије гасова, али у исто време доприноси повећању нивоа буке од железничког саобраћаја (нарочито услед повећања обима теретног саобраћаја). Збогтога је од значаја истраживање структуре буке и ефикасних мера за заштиту околинеод буке од железничког саобраћаја. Од посебног значаја је истраживање управљањабуком на нивоу планирања и пројектовања железничке инфраструктуре.

Рад треба да обухвати следеће:

1. Увод 2. Структура буке од железничког саобраћаја 3. Управљање буком на нивоу планирања и пројектовања 4. Секундарне мере за заштиту од буке 5. Заштита од буке у фази одржавања железничке инфраструктуре 6. Закључна разматрања

Кандидату стоји на располагању неопходна литература за израду мастер рада.

Београд, 18.06.2015.год.

Кандидат ПРЕДМЕТНИ НАСТАВНИК

Љиљана Добрић : Проф. др Зденка Поповић, дипл.грађ.инж.

ШЕФ КАТЕДРЕ ЗА ПУТЕВЕ, АЕРОДРОМЕ И ЖЕЛЕЗНИЦЕ

: Проф. др Зденка Поповић, дипл.грађ.инж.

.


4/126

4

Садржај

1. Увод ..................................................................................................................... 62. Основне карактеристике буке и дефинисане дужности заинтересованих

страна у контроли буке ....................................................................................... 72.1.Ниво буке, типични извори буке и могуће здравствене последице .......... 82.2.Бука, вибрације и структурна бука генерисани железничким

саобраћајем ................................................................................................ 122.3.Проблеми контроле буке код теретног и градског саобраћаја ................ 172.4.Раздвајање саобраћаја и инфраструктуре ............................................... 192.5.Законска регулатива ................................................................................... 23

3. Структура буке од железничког саобраћаја .................................................... 283.1.Бука од погона возила ................................................................................ 293.2.Бука од котрљања точкова по шини .......................................................... 29

3.2.1.Побуда од точка ................................................................................. 303.2.2.Побуда од колосека............................................................................ 323.2.3.Неравност додирних површина точка и шине .................................. 353.2.4.Бука при савлађивању кривина ......................................................... 413.2.5.Бука од удара ..................................................................................... 443.2.6.Бука код специјалних конструкција колосека ................................... 46

3.3.Бука од отпора средине ............................................................................. 473.4.Бука у ранжирним станицама .................................................................... 473.5.Остали извори буке .................................................................................... 48

4. Управљање буком на нивоу планирања и пројектовања ............................... 494.1.Раздвајање путничког и теретног подсистема на подручју

железничког чвора ...................................................................................... 514.2.Вођење трасе у односу на површину терена ........................................... 554.3.Мере у конструкцији возног парка ............................................................. 604.4.Избор конструкције горњег строја ............................................................. 67

5. Секундарне мере за заштиту од буке .............................................................. 755.1.Смањење распростирања буке од железничког саобраћаја ................... 75

5.1.1.Планирање и управљање простором ............................................... 75

5.1.2.Земљани насипи................................................................................. 765.1.3.Звучне баријере .................................................................................. 775.1.4.Вегетација ........................................................................................... 84

5.2.Заштита од буке на месту имисије (изолација пријемника) .................... 896. Заштита од буке у фази одржавања колосека ................................................ 90

6.1.Поступак подмазивања шина .................................................................... 916.2.Брушење шина ............................................................................................ 936.3. Акустично брушење шина .......................................................................... 946.4.Мерење буке ............................................................................................... 96

6.4.1.Индикатори буке ................................................................................. 96

6.4.2.Идентификација најбучнијих возова ................................................. 99


5/126

5

6.4.3.Раздвајање извора буке .................................................................. 1006.4.4.Немачки стандард Schall 03 ............................................................ 105

7. Закључак .......................................................................................................... 111Истраживачки рад ........................................................................................... 112

Литература ...................................................................................................... 124


6/126

6

1. Увод

Бука је један од најшире распрострањених узрока за настајање многихздравствених проблема у Европској унији са високим трошковима подруштвену заједницу. Према Светској здравственој организацији (WHO), бука у

ЕУ налази се на другом месту, после загађења од ваздушног саобраћаја упогледу проузрокованих болести и броју прераних смртних случајева.Здравствени трошкови повезани са буком од друмског и железничкогсаобраћаја широм Европе на годишњем нивоу износе преко 40 милијарди евра 60.

Скорашњи резултати показују да је од 29% популације која је често иливеома често узнемирена саобраћајном буком, 13% изложено буци од железничког саобраћаја. Европска агенција за заштиту животне средине (EEA)проценила je у 2014. години да железнички саобраћај представља доминантанизвор комуналне буке у Европи, са близу 14 милиона грађана који су изложени

буци (од тога је више од 4 милиона становника изложено буци изван и 9,5милиона унутар урбаних подручја). Проблем буке је концентрисан у централнојЕвропи, где живи већина грађана изложена буци и где је највећи обим теретногсаобраћаја (нарочито у Немачкој, Италији и Швајцарској), али је изражен и уосталим државама.

Европска транспортна политика за период до 2030. године има за циљ да се30% друмског даљинског саобраћаја (преко 300 km) пренесе на друге видовесаобраћаја са повољнијим утицајем на животну средину (железнички и воднисаобраћај), односно преко 50% до 2050. године. Такође, највећи део путничкогсаобраћаја на средњим удаљеностима треба до 2050. године да се пренесе на

железнички саобраћај 62. Ако се обим железничког саобраћаја заиста толико повећа, утицај на околинупостаће веома значајан. Као последица, процењује се повећање еквивалентногукупног нивоа буке за око 5 dB(А) и утростручење броја гласних догађаја токомноћи, што битно смањује квалитет живота грађана.

За извршавање оправданих циљева које је формулисала европскасаобраћајна политика, еколошки утицаји (угљеник, енергија, бука итд.) железничких операција морају бити минимализовани како би железницасачувала позицију ефикасног транспортног система уз заштиту животнесредине. У циљу стварању јединственог европског железничког простора

(Single European Railway Area), Европска унија је усмерена ка остваривањупуног потенцијала железнице као еколошког система који пружа услуге високогквалитета, поуздан, сигуран и безбедан транспорт.

Развој савремене железнице подразумева контролу могућих штетних утицајана животну средину у фазама планирања, пројектовања, грађења иодржавања. Од посебног значаја је истраживање структуре буке и ефикаснихмера за заштиту околине, јер без примене истих дошло би до значајногповећања нивоа буке, посебно на оним локацијама где железничка пругапролази кроз насељена подручја. Свакако је за ефикасно решавање проблемабуке неопходна сарадња и заједничка стратегија власника возила и власника железничке инфраструктуре. Овако озбиљан задатак захтева јасно дефинисанузаконску регулативу и техничке стандарде у области контроле буке од железничког саобраћаја.


7/126

7

2. Основне карактеристике буке и дефинисане дужности заинтересованих страна у контроли буке

По дефиницији, бука је сваки нежељени звук. То значи да свака звучнапојава (зујање, ларма, шум, галама, лупа, говор и сл.) која омета рад или одморпредставља буку. Бука је нарочито последњих деценија, један од основнихузрока комплексног оштецења здравља, посебно у великим и густо насељенимградовима. Некада се сматрало да је дејство буке ограничено на орган слуха,али је данас на основу опсежних и систематских испитивања установљено да је њено дејство много сложеније.

Звук настаје услед механичких осцилација честица неког еластичногмедијума које са кроз њега најчешће простиру као талас и које (углавном) човекчује. Звучни талас се може дефинисати као поремећај који се простире крозеластичну средину, преносећи енергију с једне локације на другу. Коликогласно опажамо неки звук, зависи од нивоа звучног притиска и трајања, али

исто тако и од фреквенције и од ширине фреквентног опсега. Неки извориемитују звук само одређене фреквенције а други у целом фреквентномраспону.

Под одређеним условима и релативно тихи звуци могу да представљајубуку, тако да она поред физичких садржи и психолошке, тј. субјективнеелементе. Оцена да ли је неки звук бука или није, сасвим је субјективна: оношто је једном човеку бука то неком другом не мора бити, иако се ради о истомзвуку. Субјективна јачина звука, насупрот објективној количини јачине звука, неможе се непосредно мерити апаратима. Свакако да субјективна јачина расте саобјективном јачином, али међу њима нема једноставне линеарне релације.

Чисти тонови и исте јачине, не производе обавезно једнако исто субјективнодоживљавање – субјективну јачину звука.

Све бржи темпо живота у великим урбаним срединама представљамногоструки извор буке, чиме она постаје прворазредно важан комуналнипроблем. Процењује се да је у Европи 40% становништва изложено буциградског саобраћаја еквивалентног нивоа звучног притиска изнад 55 dB токомдана, а 20% је изложено нивоу који прелази 65 dB. Поменути нивои букесматрају се недопустивим за дуготрајну изложеност општег становништва.

Од настанка великих градова и појаве буке помно се прати и изучава овајпроблем. Феномену буке одавно је објављен рат, али ни једна значајна битка

није добијена. Спољашња бука се контролише доношењем прописа, стандарда и мера

који ограничавају број и интензитет извора прилагођени техничком напретку,физички одвајају и удаљавају изворе буке и становништво и едукујустановништво. Европске смернице о спољашњој буци заступљене и у нашимпрописима, наводе потребу за: успостављање мреже стручњака за буку, израду карата буке на темељу уједначених показатеља, информисање јавностио изложености буци и утицајима на здравље, увођење акционог плана,усклађивање прописа о изворима буке и техничкој документацији уређаја итрајне финансијске потпоре истраживањима буке.

https://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D1%81_(%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0)https://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D1%81_(%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0)https://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D1%81_(%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0)https://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D1%81_(%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0)


8/126

8

2.1 Ниво буке, типични извори буке и могуће здравствене последице

За процену буке основне физичке величине су: звучни притисак који сеизражава у паскалима (Pa), звучни интезитет изражен у ватима по квадратном

метру (W/m), фреквенција у херцима (Hz) и ниво звука изражен у децибелима(dB). Децибел је логаритамска јединица за све физичке величине када се

израчунавају као нивои. Децибел није апсолутна јединица – представља односизмеђу измерене вредности и усвојене референтна вредности.

Ниво звука је објективна величина и изражава се или преко нивоа звучногпритиска или нивоа интензитета звука:

20 , (1)где је: ниво звучног притиска , звучни притисак , референтни звучни притисак 2 ∙ 10− 20;

10 , (2)где је: ниво интензитета звука , интензитет звука ⁄ ,

референтни интезитет звука

10−

⁄ 1

⁄ .

Људско ухо може да опажа повећање количине звука како звучна енергијарасте, али опажено и стварно повећање није сразмерно већ је њихов однос логаритамски. Ако су 2 идентична извора буке од 10 dB постављена заједнодоживљено појачање није дупла јачина већ је повећање од 3 dB (10 log 2); акоби се 10 таквих извора ставило заједно, повећање би било 10 dB (10 log 10) – увећањем звучне енергије за фактор 10, увећава се опажени звук за фактор 2.

Као такво, повећање нивоа звука са 45 dB на 55 dB можда не изгледа много,али оно у суштини представља десетоструко увећање звучне енергије ињеговог утицаја на људско здравље. Људи обично могу да осете промену од 3 dB, која одговара фактору промене 2 - тј. дупло увећање звучне енергије, али је

то отприлике граница осетљивости. Мере да се смање нивои буке од 3 dBсамим тим и немају неку вредност 32.


9/126

9

Мерење објективног нивоа звука подразумева мерење ефективневредности звучног притиска, тако да се мерењем објективног нивоа у dB недобијају информације о фреквенцијском садржају звучног сигнала.

Наиме, слушни апарат човека је мање осетљив на (врло) ниским и високимфреквенцијама. Како би се ово узело у обзир при мерењу звука, користе сеодговарајући тежински филтри. Тежинска крива представља фреквенцијскукарактеристику која појединим фреквенцијама даје већи или мањи значај,односно „тежину“, усклађујући тиме реакцију инструмента са осетљивошћуоргана слуха на звук. Постоје четири стандардне тежинске криве предвиђене замерење нивоа буке у dB (слика 2.1). Најчешће коришћена је А-тежинска крива,при чему се резултат мерења буке изражава као dB (A). Сама природа букеусловљава одабир тежинских кривих 1.

Слика 2.1 Карактеристичне тежинске криве [30]

Уво је најсложенији и најсавршенији биолошко-механички уређај у телу којиу здравом стању одговара на фреквенције од 16 Hz до 20 kHz и притиске од 20Pa до 20 Pa. Слух се може ограничити у интезитетном (0 dB – праг чујности,130 dB – праг бола) и фреквентном распону (16 Hz – 20 000 Hz, најучинковитијипренос звука је у подручју 1 000 Hz - 4 000 Hz). Унутар тог слушног подручјаналази се подручје за говор интензитета 20 dB (шапат) до 80 dB (викање) ифреквенције 300 Hz до 3 000 Hz.

Најбоља акустична средина за човека је нормалан разговор од 40 до 50децибела. Тотална тишина упркос мишљењу, није тако корисна. Све што јегласније од нормалног разговора - за организам је оптерећење.

Највећим изворима буке у животној средини сматрају се: друмски,

железнички и ваздушни саобраћај, укључујући превозна средства иинфраструктуру, индустријска постројења и опрему, радне и грађевинскемашине и друге уређаје и опрему која се користи на отвореном простору. Наслици 2.2 приказани су звукови из околине и компарација нивоа буке. Како бисе избегло изражавање нивоа звучног притиска у паскалима (Pa), користи сескала у децибелима (dB) која чини бројеве једноставнијим за разумевање иупотребу. Повећање нивоа звучног притиска 10 пута, означава повећање нивоазвука за 20 dB. Бројеви на скали у dB представљају однос са усвојенимреферентним нивоом који износи 20 μPa (праг чујности), тј. 0 dB 61.


10/126

10

Слика 2.2 Звукови из околине и одговарајући нивои звука (буке) у децибелимаи паскалима [61]

У многим земљама се дефинишу дозвољене вредности за сваку групуизвора и зону одређене намене. У Србији се користе опште вредностидозвољених нивоа буке за све типове извора буке у животној срединидефинисане за отворени простор и боравишне просторије засебно.

Уредбом о индикаторима буке (“Сл. гласник РС“, бр. 75/2010), дефинисане суграничне вредности индикатора буке и односе се на укупну буку која потиче одсвих извора буке на посматраној локацији

38.


11/126

11

Табела 2.1 Граничне вредности индикатора буке на отвореном простору

Зона Намена простора Ниво буке у dB(A) За дан и вече За ноћ

1. Подручја за одмор и рекреацију, болничке зоне и опоравилишта,културно-историјски локалитети, велики паркови

50 40

2. Туристичка подручја, кампови и школске зоне 50 45

3. Чисто стамбена подручја 55 454. Пословно-стамбена подручја, трговачко-стамбена подручја и

дечја игралишта 60 50

5. Градски центар, занатска, трговачка, административно-управна зона са становима, зона дуж аутопутева, магистралних и градских саобраћајница

65 55

6. Индустријска, складишна и сервисна подручја и транспортнитерминали без стамбених зграда

На граници ове зоне бука не сме прелазити граничнувредност у зони са којом сеграничи

Дејства буке и вибрација на човека су бројна, али ни до данас нису употпуности и комплексно изучена. Све звучне појаве делују првенствено прекооргана чула слуха, али то не значи да ће најтежа оштећења бити наструктурама ува.

Бука, као физички полутант, представља један од најзначајнијих узроканервозе. Испитивањем је утврђено да при константној изложености нивоу букеод око 65 dB(А) под утицајем буке одређеног интензитета, долази до промене уциркулацији крви и раду срца. Бука омета нормалан одмор, нарушава сан идоводи до смањења радне способности са нежељеним несрећнимслучајевима. Штетно утиче на организам и здравље свих људи, независно одгодина и професије, утиче на повећање крвног притиска, штетно утиче на вид,снижава стабилност јасног расуђивања и рефлексне радње. Најчешћисимптоми које бука изазива код човека је главобоља, вртоглавица, мучнина,

претерана раздражљивост и слично 20.Ефекти буке од железничког саобраћаја на човека могу се поделити у три

главне категорије: генерално сметње, узнемиравање током спавања икардиоваскуларне болести.

На слици 2.3 је приказана веза између генералне непријатности и нивоазвука добијена из истраживања. Криве представљају проценат популације којидефинише при ком нивоу буке је који саобраћај високо узнемиравајући.Узнемиравање је мање код железничког саобраћаја него код друмског иваздушног. Међутим, скорашње студије указују на то да је у неким случајевимапријављено узнемиравање од

железничког једнако или већеод друмског саобраћаја 53.

Слика 2.3 Полиномнаапроксимација процентапопулације узнемиренасаобраћајном буком [53]


12/126

12

2.2 Бука, вибрације и структурна бука генерисанижелезничким саобраћајем

Ваздушна бука представља енергију побуде која се у облику звучних таласана високим фреквенцијама шири кроз ваздух у животну средину (слика 2.4).

При томе, звук не мења средину кроз коју се простире. Извор спољашње силекоја изазива механичке деформације тако што се мали делови материје изводеиз равнотеже и подстичу на кретање око свог равнотежног положаја, назива сеизвор буке. Када звучни извор осцилује, изазива промене густине у окружењучиме се генеришу звучни таласи. Главни извори буке од железничкогсаобраћаја су погон возила, котрљање точка по шини и отпор средине. Изворибуке су детаљно описани у поглављу 3.

Слика 2.4 Пут преношења буке и вибрација [18]

У зависности од средине (ваздух, чврсте структуре, тло) кроз коју се преносеталаси и фреквенцијског опсега, могу се разликовати типове буке од железничког саобраћаја.

Табела 2.2 Фреквентни садржај буке и вибрација

Тип буке Опсегфреквенција

Опсег људске осетљивости 20-20000 Hz

Опсег највеће људске осетљивости 2000-5000 Hz

Бука коју емитују надземне конструкције 100-2000 Hz

Бука у додиру точка и шине 100-5000 Hz

Бука од попречног клизања точкова 250-5000 Hz

Бука од налетања венца точка 5000-10000 Hz

Заравњене површине на бандажу точка 50-250 Hz (као

функција брзине)

Чујна структурна бука 25-250 Hz

Вибрације 4-80 Hz


13/126

13

Бука коју емитују надземне конструкције

Путеви преношења буке укључују и чврста тела као што су челик, дрво,бетон итд. Бука од железничког саобраћаја такође укључује буку која сепреноси преко надземних конструкција, као што су мостови, вијадукти,естакаде. Фреквенцијски опсег у коме се емитује ова бука је између 100 и 2000Hz. Уобичајена путања емисије ваздушне и структурне буке у околину уследпреласка железничких возила преко надземних конструкција приказана је наслици 2.4.

Вибрације

Вибрације су осцилаторна кретања механичких система, код којих супомерања тачака система мала у поређењу са димензијама система, а периодосциловања знатно мањи од времена у коме се кретање посматра. Вибрацијесе не појављују саме од себе - увек постоји узрок генерисања вибрација.Вибрацију објекта обично изазива сила побуде (ексцитације). Извори вибрација

су исти као и извори буке. Основне величине које се користе за мерење и описивање вибрација су:

1. померај ,2. брзина ⁄ ,3. убрзање ⁄ .

Ниво величина за описивање вибрација се дефинише као:

20 , 20 0, 20 . (3)Јединица за ниво је dB, а референтне вредности су 30: 10− ⁄ 1 ⁄ ; 10− ⁄ 1 ⁄ ; 10− 1.

Друга средина која повезује пругу са околином је наравно тло. У случајусаобраћања линија подземном железницом или проласком кроз тунеле, то је једина средина.

Кретање воза побуђује вибрације на ниским фреквенцијама (16 - 100 Hz)које се простиру у околно тло преко доњих слојева контрукције колосека иелемената подземних конструкција. Вибрациона енергија коју стварају силеизмеђу точкова и шине преноси се у облику таласа, смањујући се са

повећањем растојања од извора услед успутног пригушења. Таласи се ширекроз различите слојеве земљишта и стена до темеља околних зграда. Основниконцепт ширења вибрација, илустрован је на слици 2.4.

Количина енергије која се преноси снажно зависи од фактора као што сунеравност газеће површине точка и шине, конструкција колосека, резонантнефреквенције неогибљене масе возила и састав тла. Ако постоји великенарегуларности на површини точка и шине, геолошки услови који потпомажуефикасно ширење вибрација или кола са крутим гибњевима, ниво вибрацијаможе бити и до 10 децибела већи од стандардног.


14/126

14

Вибрације такође могу утицати на осетљиве пријемнике, што укључује узнемиравање, нелагодност и сметње при уобичајеним активностима.Становници могу приметити ефекте вибрација на три различита начина 11:

приметне вибрације - у контакту са вибрирајућим површинама (подови,зидови, столице итд.), становници могу осетити подрхтавање делова тела

док стоје, седе или леже; звецкање - вибрације могу проузроковати споредну буку услед лупања

прозора, дрмања предмета на полицама, слика или других предмета којивисе на зидовима;

емитована бука - вибрирајуће површине просторија (зидова, плафона иподова) могу поново емитовати чујни звук. Дакле, ако су вибрације учујном фреквенцијском опсегу и довољне амплитуде, становници их могуприметити као нискофреквентну буку познату под појмом структурна бука.

У контрасту са буком, вибрације нису уобичајени еколошки проблем и нисуфеномен који већина људи доживљава сваки дан. Вибрације готово никада не

сметају људима који су напољу. Иако вибрирање тла може бити осетно, безефеката повезаних са подрхтањем елемената зграда, емисија вибрација неизазива неповољну људску реакцију. Ниво вибрација у стамбеним подручјима је углавном испод прага перцепције за људе.

Уколико за снижавање буке постоје разлози, пре свега физиолошки (заштитаслуха човека), за снижавање вибрација су разлози не само физиолошки већ иконструкциони, јер вибрације могу проузроковати и оштећења конструкција.

Не постоје опште погодне мере за ублажавање нискофреквентних вибрацијаод железничког саобраћаја. Третман зависи од доминантног механизма побудевибрација и од интеракције тла и конструкције колосека. С обзиром на велику

таласну дужину вибрација у у колосеку и у тлу, велики број грађевинских мерамора бити усвојен. Мере свакако морају бити адекватно пројектоване запоједине локације. Ако су динамичке силе доминантна побуда, онда уређењесмера подбијањем (односно смањење дугачких таласа у вертикалној равниколосека) може бити од користи. Међутим, ако је квази-статичка побудадоминантна, подбијање неће дати никакве резултате 32.

Вибрације се свакако могу ублажити дизајном возила, коришћењемеластичних елемената конструкције колосека, а суседни објекти могу сепројектовати да минимизирају побуду и повећање вибрација.

Емисија вибрација у зависности од категорије возова

Очевидно је да на 10 m од извора вибрација, нивои вибрација имају мање-више исте вредности за теретне, међуградске и брзе возове. Међутим, нарастојању од 80 m ниво вибрација који емитују теретни возови скоро једвоструко већи у односу на међуградске и брзе возове.

1. Градски шински системи

Ова категорија укључује тешке и лаке шинске системе. Проблем вибрацијаи буке је заједнички за оба система, када је растојање између колосека итемеља зграда мање од 150 m. Да ли ће проблем бити приметне вибрације иличујна бука у великој мери зависи од локалне геологије тла и појединости

структуре зграде. Притужбе грађана чешће се односе на вибрације емитованеса површине колосека него на структурну буку. Значајан проценат притужби и


15/126

15

за вибрације и структурну буку може се приписати набораности шине илизаравњеним површинама бандажа точкова.

2. Регионални и међуградски возови

Регионални и међуградски путнички возови често саобраћају на истој траси

као и теретни возови, који емитују вибрације сасвим другачијих карактеристика.Локомотиве обично стварају високе нивое вибрација. Потенцијални проблемвибрација јавља се сваки пут када је нови систем уведен у саобраћај у урбанаили приградска насеља.

3. Возови великих брзина

Брзи возови генеришу другачији спектар вибрација у поређењу сатеретним, што може бити услед различитих брзина и различитих дужинавозова. Путнички возови великих брзина имају потенцијал за стварање високихнивоа вибрација. Ако воз саобраћа брзином већом од брзине таласа вибрацијау земљи и насипу, долази до појаве која се назива Ground vibration boom

(видети 4.2). Иако је овај феномен релативно редак, може изазвати великапомерања шинске подлоге и стубова електричне мреже, и привукао је великупажњу услед ширења железничке мреже за возове великих брзина. Вибрацијетреба предвидети као један од главних утицаја на животну средину сваког возавелике брзине који саобраћа у градском и приградском подручју.

4. Теретни возови

Већину вибрација емитују теретни возови. Тешко осовинско оптерећењетеретног саобраћаја, креће се релативно малим брзинама и изазива вибрацијевеликих амплитуда које се шире дуж површине земље и индукују вибрацијеоколних објеката. Фреквенције вибрација су ниске, између 0.5 – 100 Hz, док су

значајне компоненте на веома ниским фреквенцијама (испод 10 Hz) а таласнедужине у земљи су дугачке и више десетина метара. Ове вибрације могу да сешире далеко од извора без значајног слабљења, јер је пругушење од тла мањепри нижим фреквенцијама. У условима меког тла, вибрације могу пропагиратии преко стотину метара даље од железничке пруге.Теретни возови су тежи, спорији и дужи од осталих, тако да више представљају линију извора него тачку. Према овоме и услед чињенице да су вибрације којеемитују возови великих брзина у опсегу виших фреквенција, може се рећи да :спори, дугачки и тешки теретни возови генеришу више вибрација на нискимфреквенцијама од бржих краћих возова.

Даљински и регионални саобраћај теретних возова разликују се у укупнојдужини, броју и величини локомотива, и броју кола са тешким осовинскимоптерећењем. Локомотиве и вагони са заравњеним површинама точка суизвори највиших нивоа вибрација 11.

Није неубичајено за теретне возове да буду извор наметљивих вибрација.Већина пруга које користе теретне линије постоји дуги низ година пре него штосу изграђена околна стамбена подручја. У ситуацијама где веома дуге таласнедужине доминирају, контрола вибрација је веома тешка.


16/126

16

Структурна бука

Возови који саобраћају у тунелима где је директна ваздушна бука ефикаснозаклоњена и метро линијама у густо насељеним подручјима, индукујувибрације које се преносе на околне објекте. Ове вибрације су на вишимфреквенцијама од вибрација возова који саобраћају на површини и налазе сена доњем крају звучног фреквенцијског опсега (од 30 до 200 Hz).

Вибрације у тлу генерисане проласком железничких возила могу побудитифлексионе таласе у елементима зграда (зидови, подови и плафони), који затимемитују буку директно у просторије. У суштини, површине просторија сепонашају као огроман звучник који изазива оно што називамо структурномбуком. Узроци настанка структурне буке су стога исти као они који изазивајувибрације. Важно је јасно направити разлику између буке генерисаневибрацијама у тлу и конвенционалне буке која се простире до пријемникаваздушним путем 32.

У већини ситуација, структурна бука није редовно приметна јер је на многомањем нивоу него ниво буке која се простире ваздушним путем. Међутим,структурна бука може изазвати непријатности када не постоји значајан утицајваздушне буке на боравишне просторије. Пријемници осетљиви на структурнубуку налазе се изнад подземне железнице, у мешовитим зградама које суинтегрисане у железничку инфраструктуру или су у непосредној близини железничке пруге. У одређеним ситуацијама могуће је смањити структурну букуизолацијом темеља зграда, што може бити веома скупо.

Структурна бука се обично карактерише А-пондерисаним нивоом звука.Иако је А-пондерисани ниво скоро једини показатељ коришћен за описивањеконвенционалне буке, постоје потенцијални проблеми при карактеризацији

нискофреквентне буке коришћењем А-тежинске криве. Проблем настаје уследнелинеарности људског слуха, који звукове доминантне при нискимфреквенцијама доживљава гласније од широкопојасних звукова који имају исти А-пондерисани ниво. Резултат је да структурна бука са нивоом од 40 dB(A)звучи гласније од 40 dB(A) широкопојасне буке 11.


17/126

17

2.3 Проблеми контроле буке код теретног и градског саобраћаја

Железнички транспорт је један од најраспрострањенијих видова транспортау Европи. С обзиром на политику организације железничког саобраћаја уЕвропи, која подразумева велики обим теретног саобраћаја у току ноћи, главни

узрок буке од железничког саобраћаја ноћу је саобраћај теретних возова. Нивобуке од железничког саобраћаја дању одређен је саобраћајем возова за великебрзине, конвенционалним железничким саобраћајем и шинским системима уурбаном окружењу.

На следећем дијаграму приказани су нивои буке немачког возног парка.

Слика 2.5 Израчунати нивои буке у зависности од брзине на растојању 25 m за различите категорије возова са једним возомпо сату према “Schall 03 2006” [36]

Теретни саобраћај

Како би се смањило загађење ваздуха и повећала безбедност на путевима ,европска саобраћајна политика планира пораст железничког теретног саобраћаја за више од 50% до 2030. године, у поређењу са 2010. годином. Тозначи да смањење нивоа буке постаје услов за развој железничког сектора.

Теретни саобраћај је означен као главни извор буке на постојећим линијама,где је ниво буке и до 25 dB(A) изнад прописаних граничних вредности. Један однајзначајнијих извора буке је додир, који се остварује приликом кочења. Букагенерисана процесом кочења, поред неравности додирних површина точка ишине, значајно зависи од типа и врсте кочница које се користе. Теретни вагони још увек користе папуче од сивог лива што их чини још бучнијим. Заменакочних уметака од сивог лива иновативним композитним кочним умецима,сматра се да је најефикаснији начин за значајно смањење буке генерисане одтеретних вагона. Коришћењем композитних материјала може се смањити нивобуке и до 10 dB(A), што значи да је та бука преполовљена у погледу људкеперцепције.


18/126

18

Возни парк је у обавези да испуни одређене граничне вредности буке од2006. године кроз техничке спецификације интероперабилности (TSI). Оваобавеза се односи само на нове вагоне. Међутим како животни век теретнихвагона може бити 40 година и више, стопа обнове возног парка је спора, упросеку 2-3% годишње. То је главни разлог зашто ће обнова целог возног парка

у ЕУ најмање трајати до 2030. године, осим ако се стари вагони не модернизујуса кочницама од композитних материјала.

Трошкови везани за модернизацију теретних вагона успоравају прогрес самогпроцеса. Поред процењеног трошка за модификацију од 1688 € по вагону,учесници су приметили и значајне трошкове током животног века обновљенихвагона. Како би им помогла, Комисија је предложила суфинансирање делатрошкова, који износи до 20% од укупне цене на нивоу Уније. Претпоставља седа пружањем суфинансирања оператерима и власницима вагона токомлимитираног периода до 2021. године, модернизација може доста да се убрза исамим тим смање нивои буке без негативног преласка желазничког на друмски

саобраћај. Постоји ризик да превисоки нивои буке генерисани теретним саобраћајем

доведу до акција од стране држава чланица дуж најзначајнијих eвропских железничких коридора. Ове акције могу да буду у облику националнихрестрикција теретног саобраћаја, посебно у ограничењу брзине и рестрикцијасаобраћаја у одређено време, посебно током ноћног периода. Како теретњацинајчешће саобраћају током ноћи, такве мере би вероватно довеле до ускихгрла које би имале штетне ефекта на европску економију и железнички сектор.Такође ове рестрикције би вероватно без сумње довеле до преласка железничког саобраћаја на друмски, што је у контрасту са Четвртим пакетом ЕУкоји промовише конкурентност и атрактивност железничког сектора.

Како би се грађани заштитили од буке, могу да се уведу и опсежније мере.Швајцарска је већ усвојила национални закон, који забрањује саобраћајтеретних возова који нису у складу са одређеним нивоима буке почев од 2020.године. Неке чланице су разматрале сличне акције. Међутим, овакве мере нанационалном нивоу осим што воде до негативних спољних ефеката такође бибиле и кршење принципа интероперабилности и могу да створе прекиде умеђународном саобраћају.

У погледу активности на нивоу ЕУ, подједнако је важна и природа железничког саобраћаја у односу на буку. Док се ефекат буке може разматратина локалном нивоу, не може се исто рећи и за теретне вагоне који су изворпроблема. Данас је око 50% железничког теретног саобраћаја међународно сатенденцијом раста. Што значи да многи вагони саобраћају преко граница ибило који покушаји смањења буке на извору морају ово да узму у обзир.Ефективност мера усвојених на националном нивоу је ограничена, и њиховододатно јачање може довести до последица описаних горе.

Чак и ако се у потпуности примене, описане мере не могу осигуратиприметно смањење буке у року од 5 до 10 година. Ако се напори за смањењебуке не појачају, бука од теретног саобраћаја остаће проблем за грађане ЕУ ињихово здравље и неће бити довољно смањена пре 2030. године 60.


19/126

19

Градски саобраћај

У урбаном окружењу јача тенденција за применом градских шинскихсистема за превоз путника (трамваји, лаки шински системи, метро, градска иприградска железница), због њихове предности у погледу директних ииндиректних еколошких ефеката у односу на друге видове саобраћаја. Поредтога, увођење савремених железничких путничких терминала у централне зонеграда намеће потребу за минимизирањем еколошких утицаја од железничкогсаобраћаја (путнички железнички подсистем конвенционалних пруга или пругаза велике брзине) на урбано окружење 16.

Бука и вибрације на трамвајским и железничким колосецима једно су одглавних узрока смањења квалитета живота у урбаним срединама, а разлогтоме је чињеница што колосеци врло често пролазе у близини стамбенопословних зона. Повишени нивои буке и интезитет вибрација, данас сунајчешћи разлог све учесталијих притужби грађана који живе и раде у градскимподручјима смештеним уз прометне коридоре са значајним трамвајским и

железничким саобраћајем 42.Као резултат настојања да се опште смање нивои буке, у урбаним

срединама је постигнуто да се нивои буке које изазива саобраћај не повећавају,али у исто време је дошло до продужетка раздобља њиховој изложености.

Смањењу нивоа буке од саобраћаја у урбаним срединама треба посветитивелику пажњу јер у противном постоји опасност да ће бука у околини остатинезадовољавајућа или се чак и погоршати. Изградњи трамвајских и железничких пруга у урбаним срединама треба поступати пажљиво, узимајућиу обзир не само економско-техничке показатеље већ и еколошке. Да би сеодговорило на питање коју је меру смањења нивоа буке најефикасније

применити, потребно је регистровати стање у околини на предметној локацији,анализирати могућност примене појединих мера затим донети релевантнуодлуку. Услед недостатка редовно скупих градских простора, наглашене бригеоко уклапања у простор избор најбољег решења заштите од буке и вибрацијаније једноставан. Често, чак и за делимично решење овог проблема, ниједовољна примена само једне мере већ комбинација више њих 21.2.4 Раздвајање саобраћаја и инфраструктуре

Железнички саобраћај у Европи одликује разноврсност, како у техничкомтако и у инфраструктурном смислу. Железничке мреже у западној и централнојЕвропи су често добро одржаване, док источна и јужна Европа имају мањупокривеност и више инфраструктурних проблема.

Чланице Европске уније су у могућности да одвоје транспортне услуге иуправљање инфраструктуром Директивом 91/440/EEC. Углавном су сенационална железничка предузећа поделила на одвојена друштва илираздвојила на независна друштва за инфраструктуру, путничке и теретнеоперације. Дакле, дошло је до раздвајања железничких предузећа, накомпаније које поседују возни парк и оне које поседују инфраструктуру.Европска комисија је спроводила политику која захтева вертикално раздвајањеинфраструктуре и саобраћаја, пре свега како би омогућила отворен приступ

било којем превознику на било који део европске железничке мреже иподстакла конкурентност међу железничким компанијама.


20/126

20

На пример, у Великој Британији је железничка инфраструктура у државномвласништву са контролисаним органом државе (Network Rail) за саобраћај,одржавање и развој инфраструктуре. Network Rail је власник и управљачинфраструктуре највећег дела железничке мреже у Енглеској, Шкотској иВелсу. Структуиран је као друштво са ограниченом одговорношћу, што значи

да пре има чланове него акционаре. Његов једини члан је министарство засаобраћај и класификован је као орган централне владе. Главни кориснициNetwork Rail су одвојени и углавном приватни превозници који пружају услугепутничког и теретног саобраћаја на инфраструктури које друштво поседује иодржава.

У САД су практично све железничке мреже и инфраструктура осимсевероисточног коридора у приватном власништву теретних линија. Путничкелиније, функционишу као закупци теретних линија. Сходно томе, операцијеморају бити пажљиво синхронизоване и координиране између теретног ипутничког саобраћаја, јер су путнички возови често отпремљени од стране

власника теретног саобраћаја 3.У неким земљама, железнице су у државном власништву и њима управљадржава, док у осталим замљама железнице послују као приватна предузећа,било као монополистичке фирме или у конкурентном тржишту. Железничкислужбеници генерално имају привилеговано знање и приступ инфраструктури ивозном парку, као и услугама које се односе на железницу. Овај фактор секомпликује када су активни и као управљачи инфраструктуре, било у оквирухолдинга или као једини пружалац услуга 7.

По угледу на организацију железничког саобраћаја у Европи, и у циљуразвоја компанија која ће корисницима обезбедити ефикасну и конкурентну

услугу по прихватљивом нивоу финансијских трошкова, долази до процесареструктурирања српских железница и формирања три нова акционарскадруштва у Републици Србији.

Новооснована друштва послују под следећим именима:

1. Aкционарско друштво за железнички превоз робе „Србија Kарго”,Београд. Скраћено пословно име Друштва је: „Србија Kарго” ад.

2. Aкционарско друштво за железнички превоз путника „Србија Воз”,Београд. Скраћено пословно име Друштва је: „Србија Воз” ад.

3. Акционарско друштво за управљање јавном железничкоминфраструктуром „Инфраструктура железнице Србије”, Београд.

Скраћено пословно име Друштва је: „Инфраструктура железницеСрбије” ад 5.Начин на који је предвиђено будуће функционисање железничког сектора у

нашој земљи омогућиће ефикасну примену сва четири железничка пакета ЕУ.Очекује се да ће новооснована друштва, уз постојеће друштво ЖелезницеСрбије ад, убудуће пословати ефикасније и рентабилније.


21/126

21

Дужности заинтересованих страна

У разним земљама чланицама Eвропске уније уобичајено је да постојивелики број различитих тела: превозници, власници возила, компаније заодржавање возног парка или инфраструктуре, управљачи инфраструктуре ииндуструјска производња. Ове поделе као резултат имају неколико формалноодвојених друштва одговорних за смањење буке на железници, што стварањевеза за заједничке исплативе стратегије чини још важнијим.

Радна друпа Европске комисије за буку од железничког саобраћаја (WorkingGroup Railway Noise of the European Commission, у даљем тексту WG) објавила је чланак 2004. године о стратегијама и приоритетима за смањење буке од железничког саобраћаја, и предложила приступ који одговара општој политици животне средине Уније. Приступ разматра низ технологија за смањење буке,оцењује одговарајуће трошкове и узима у обзир циљ европске саобраћајнеполитике за прелазак друмског на железнички саобраћај. Ствар политике је дапроцени опције мера, имплементира циљеве смањења и планира одговарајући

транспорт који штити смањење буке од конкурентности железница 4.1. Основни инструменти Постоји широки спектар класичних инструмената као што су строги државнипрописи и слаби инструменти попут јавне свести. Генерално, домен проблемабуке са својим комплексним одговорностима захтева примену доброусклађених следећих инструмената:

обавезне прописе, посебно граничне вредности нивоа буке, економске и оперативне подстицаје као што су накнаде за мање бучна

возила,

планирање и коришћење земљишта, извршење спецификација, добровољне споразуме, средства за програм смањења буке, финансирање за истраживање и

развој од стране Европске уније и/или државе, информације и јавну свест.

2. Главни учесници

Различити учесници имају интерес у развоју ове стратегије. Неки од њих суодговорни а други учествују у реализацији поменутих инструмената. Заједничкаодговорност треба да буде реализована по принципу помоћи. Следеће

заинтересоване стране биће упућене или укључене у предлоге од стране WG:Учесници који су одговорни са аспекта имплементације:

Европска унија (савет, комисија и парламент) Државе чланице (владе, парламенти, органи) Регионални и локални ауторитети Железнице: инфраструктура; превозници; власници возила; компаније за

одржавање Фабрике: возила и делова; колосека и делова


22/126

22

Учесници који учествују у извршењу:

Путнички сабраћај, који треба да буде одговоран за буку у станицама и увозу

Корисници теретног саобраћаја који треба да се ускладе са захтевимазаштите животне средине

Становништво које је изложено буци

3. Дужности и задаци учесника

Европска унија: WG у потпуности подржава циљ европске саобраћајнеполитике да се ревитализују европске железнице. У погледу буке најважнијизадаци ЕУ су:

спровођење граничних вредности емисије буке за нова возила: применаTSI стандарда за интероперабилна возила; као и за не-интероперабилнавозила као што је јавни превоз,

добровољни споразуми за модернизацију постојећег возног парка и

накнаде за национално финансирање или чак подршка за модификацију, спровођење прописа за одржавање возила, усклађивање мерења и прорачуна стандарда буке, усклађивање трошкова и наплате инфраструктуре, усклађивање методе идентификације возила, информације, препоруке и смернице за смањење буке (најбоље праксе), европски фондови за истраживање са приоритетом модернизације

возила (композитни блокови).

Државе чланице (укључујући локалне власти) треба да спроводе следећеинструменте:

увођење и спровођење трошкова и користи најбољих националнихпрограма за смањење буке по узору на тренутно најбољу праксу уШвајцарској: најважнија је модернизација теретних возила, финансирањепрограма треба да буде поуздано,

допуњавање европског закона за емисију буке: евентуално занеинтероперабилна возила и градски превоз,

увођење граничних вредности нивоа буке на месту пријемника, локалнихпрописа за одржавање постојећих линија у комбинацији са подстицајимаза коришћење мање бучних возила,

увођење регулативе која се односи на буку у планирању и коришћењу

земљишта, информације за јавност и укључивање јавности, националне железничке власти треба да спроведу процедуре тестирања

и добијене податке доставе европским властима.

Инфраструктура треба да буде одговорна за:

мере за смањење нивоа буке на колосеку, подстицаје за употребу тиших возила (прописи на пругама и накнада, на

локалном нивоу или на нивоу ЕУ), одржавање или чак акустично брушење за смањење буке,

управљање капацитетом у односу на граничну вредност емисије буке , располагање колосека за тестирања.


23/126

23

Превозници, приватни власници возила треба да захтевају:

добијање спецификација за нова и унапређена возила, план одржавања колосека или план система мониторинга.

Треба да уводе у употребу само нове теретне вагоне са компонентама које

емитују мањи ниво буке као што су композитне кочнице или диск кочнице.Железничка удружења имају важну улогу у усклађивању и координацији мераза смањење буке. Треба да наставе са радом посебно у смислу:

промовисања и спровођења истраживачких активности, координације тестова практичних решења широм Европе, давања смерница код обећавајућих стратегија и техника за смањење

буке.

Изгледа да је тренутно посебно важно да потпомогну коришћењу кочница одкомпозитних материјала за теретна возила и осигурају да је хомологација тих

делова потпуно исправна. Дужности и активности фабрика (возила, колосека и делова), огледају се кроз:

учешће у бројним истраживачким активностима у којима се дизајн новихтиших компоненти тестира и развија: смањење неравности точка и шине;дизајн тиших точкова и колосека (геометрија/апсорбери); аеродинамичкидизајн; оптимизација композитних кочионих блокова,

прикупљање информација о акустичним перформансама и трошковимамање бучног дизајна који су потребни за анализу исплативости,

учешће у процесу стандардизације, интеграцију аспеката буке у раној фази развоја, посебно имплементацију

тиших компоненти у новим концептима возила, прибављање података о емисије буке.

Европска унија треба да убрза своје активности у овој области, да развијесмернице за смањење буке саобраћаја које треба прилагодити различитимпотребама различитих актера 4.2.5 Законска регулатива

Законска регулатива у Европској унији

Наведени су најважнији закони у Европској унији који се односе на контролу

буке од железничког саобраћаја, дефинисање максималних граничнихвредности нивоа буке коју емитују возила, и регулативе које се односе наинтероперабилност железнице:

1. Директива 2002/49/EC (Environmental Noise Directive – END),

односи се на оцену и управљање буком у животној средини.

Овом директивом државе чланице ЕУ, као и државе које то намеравају постати,обавезне су да израдите стратешке карте буке главних путева, железница,аеродрома и великих урбаних подручја.

Темељни принципи END-а:

• усклађивање поступака израде карата буке на нивоу ЕУ; • прикупљање информација о буци у облику карата буке


24/126

24

(Индикатори за мапирање буке у Европској унији су: два основна индикатора и ; и два допунска и . Као референтни временскиинтервали у којима се врши оцењивање буке углавном се користе дневни иноћни период, а неке земље уводе и трећи- период одмора у циљу ефикаснијезаштите популације у овом перидоу);

• одређивање укупног броја становника изложених

upravljanje bukom

Documents