Spoortransport – Trillingsisolatie

Trillingsvrije sporen

D2S International heeft een volledig gamma vernieuwende oplossingen ontworpen voor de trillingsisolatie van spoorinfrastructuur.

Spoortransport – Trillingsisolatie

Vlottende vloerplaten

Een spoor op een vlottende vloerplaat is een spoorsysteem bestaande uit een ononderbroken gewapende betonplaat ondersteund door een elastische laag.

De performantie van dit systeem wordt bepaald door zijn eerste natuurlijke frequentie. De trillingsreducerende eigenschappen van de vlottende vloerplaat kunnen worden verhoogd door zijn resonantiefrequentie te verlagen: het verhogen van de massa van de betonplaat of het verlagen van de stijfheid van de elastische laag.

D2S International heeft meerdere vlottende vloerplaatsystemen ontworpen, waaronder:

Metro Athene, Stavros uitbreiding (Attiko Metro, 2003)
Metro Athene, Stavros uitbreiding (Attiko Metro, 2003)

Het gebruik van een vlottende vloerplaat onder de wissels was vereist voor de geluids- en trillingsreductie.
De ontworpen vlottende vloerplaat bestaat uit een doorlopende versterkte betonplaat ondersteund door individuele elastische lagers. De plaat strekt zich uit over de volledige breedte van de wissel.

De afzonderlijke elastische lagers worden verbonden aan een fibrocementpaneel. Deze fibrocementpanelen worden geplaatst op de tunnelbodem met de lageroppervlakte in direct contact met de tunnelbodem. Het zijn verloren bekistingspanelen waarop de spoorvloerplaat wordt gegoten.

Hoewel de elastische lagers isotroop zijn, d.w.z. geen horizontale lagers zijn vereist voor normale exploitatie, worden zijdelingse stoplagers toegevoegd om overdreven verplaatsing te vermijden in geval van toevallige voorwaarden zoals aardbeving of ontsporing.

Tram Bordeaux, Frankrijk (Alstom, 1999)
Tram Bordeaux, Frankrijk (Alstom, 1999)

Er werd een nieuwe tramlijn ontworpen die nabij oude gebouwen passeert. Het was noodzakelijk om de sporen op een vlottende plaat te plaatsen om de nabijgelegen gebouwen te vrijwaren van bovenmatig structuurgeluid en trillingen.

De vlottende plaat werd ontworpen voor een ingebed spoor met bestrating of gras. Het bestaat uit een 26 cm hoge betonplaat + een wegoppervlak. De elasticiteit wordt gegeven door een ononderbroken elastische mat onder de betonplaat.

Metro Athene, nieuw Acropolis Museum (Olympic Metro, 1997)
Metro Athene, nieuw Acropolis Museum (Olympic Metro, 1997)

Het nieuwe Acropolis Museum moet in de directe nabijheid van de metrotunnel worden gebouwd. De ontworpen vlottende vloerplaat maakt gebruik van geprefabriceerde modulaire betonelementen (lengte 1,39 m) en wordt gesteund door ononderbroken longitudinale elastische lagers. De geprefabriceerde elementen worden gevuld met beton om een doorlopende spoormassa te vormen.

Tram Bordeaux, Frankrijk (Alstom, 1999)
Tram Bordeaux, Frankrijk (Alstom, 1999)

Op één van de belangrijkste straten langs de tramlijn, liep de lijn over oude ondergrondse pijpen. Om deze oude pijpen tegen de tramspoortrillingen te beschermen werd beslist de sporen op vlottende platen te leggen die op palen rusten. De palen droegen de afzonderlijke oplegplaten van de vlottende platen. Wegens de complexe geometrie van de verschillende platen is de stijfheid van alle afzonderlijke lagers verschillend. Een eindig elementenmodel van het volledige systeem werd gemaakt om het dynamisch gedrag te optimaliseren.

Parijs, Cogédim EOLE zone (SNCF, 1996)
Parijs, Cogédim EOLE zone (SNCF, 1996)

Om een erg gevoelig gebouw te beschermen dat gelegen is boven een tunnelsectie waar een kruising van sporen moest worden geïnstalleerd, was het nodig een vlottende vloerplaat te ontwerpen.
Deze vlottende vloerplaat is de grootste in Europa.

Tram Brussel, lijn 55 (STIB, 1999)
Tram Brussel, lijn 55 (STIB, 1999)

Om gebouwen die dichtbij de sporen liggen te beschermen tegen bovenmatig structuurgeluid en trillingsniveaus was een vlottende plaat noodzakelijk. Lineaire transversale lagers worden geplaatst onder geprefabriceerde betonelementen.

Metro Brussel, uitbreiding Erasmus (STIB, 1997)
Metro Brussel, uitbreiding Erasmus (STIB, 1997)

Voor de reductie van structuurgeluid en trillingen werd beslist de spoorkruisingen te plaatsen op vlottende platen (één plaat per spoor). 

Deze vlottende platen bestaan uit in situ gegoten betonelementen met een lengte van 9 m.

Een tweede betonplaat verzekert de continuïteit van de vlottende plaat. De elastische stroken zijn longitudinaal geplaatst.

Zuidstation Brussel, HST (NMBS, 1994)
Zuidstation Brussel, HST (NMBS, 1994)

De algemene zorg voor schone en onderhoudsvrije sporen resulteerde in een optie voor ballastloze sporen. Een belangrijke bekommernis in de studie van sporen was het geluidsniveau in de stationshal onder de sporen. De stationshal is een bestaande staalstructuur waar bovenop de sporen moeten worden geïnstalleerd.

Het ontworpen spoorsysteem bestaat uit een vlottend spoorbed geplaatst bovenop de bestaande staalstructuur (stationshal), met lineaire (transversale) steunen.

Betonnen tweelingblokdwarsbalken met elastomeren stootkussens worden gebruikt voor spoorbevestiging.

Tram Brussel, Charleroisesteenweg (STIB, 2003)
Tram Brussel, Charleroisesteenweg (STIB, 2003)

Een vlottende vloerplaat werd ontworpen voor een ingebed tramspoor.

Het bestaat uit een betonnen plaat (met inbegrip van geprefabriceerde spoorbalken) die door een elastomeren mat wordt gesteund.

Wegens het hoge niveau van prefabricatie, vergt de installatie van deze vlottende vloerplaat beduidend minder tijd dan de installatie van een conventionele vlottende vloerplaat. Dit is vooral belangrijk in stedelijke gebieden.

Brussel station Leopold (NMBS, 1994)
Brussel station Leopold (NMBS, 1994)

Het was noodzakelijk trillingen en structuurgeluid in de aanpalende kantoren van de EC te voorkomen. Laterale en longitudinale verbindingen maakten deel uit van het ontwerp.

Omdat NMBS gekozen had voor een spoor met ballast, werd een oplossing ontwikkeld bestaande uit vlottende platen (betonnen platen in U-vorm op een elastomeren mat, twee lagen van elk 25 mm). De betonnen platen zijn gevuld met ballast.