Långsiktigt dynamiskt beteende hos bullerskydd längs järnväg

Bakgrund

Bullerskyddsbarriärer utgör en kritisk del av järnvägsinfrastrukturen för att minska bullerpåverkan på närliggande samhällen. Med ökande tåghastigheter blir de aerodynamiska belastningarna från förbipasserande tåg alltmer avgörande för den strukturella utformningen, vilket medför betydande utmaningar kopplade till integritet och hållbarhet. Dokumenterade problem omfattar strukturella skador och utmattningsfel till följd av upprepade aerodynamiska belastningar. Övergående aerodynamiska tryckvariationer inducerar spänningscykler som gradvis leder till utmattningsskador över tid.

Dynamiska effekter behandlas i EN 1991-2:2024 med en dynamisk faktor som varierar mellan 1,1 och 3,25, beroende på tåghastighet och bullerskyddsbarriärens egenfrekvens. Dock beaktas inte långsiktiga effekter i denna modell. De flesta studier bygger på numeriska simuleringar och kortsiktiga fältstudier, vilket förbiser behovet av långsiktig övervakning för att förstå den strukturella prestandan över tid. Sverige, med sitt varierande klimat, saknar forskning kring hur faktorer som temperatur, luftfuktighet, lufttryck och vindhastighet påverkar bullerskyddsbarriärernas dynamiska beteende. Insikter från flygindustrin visar att dessa faktorer kan ha en betydande inverkan på det aerodynamiska trycket på strukturer, vilket påverkar stabilitet och utmattningslivslängd. Trots detta förbises

Syfte och mål

Syftet med detta projekt är att förbättra förståelsen för de långsiktiga dynamiska beteendena hos järnvägsbullerskydd under aerodynamiska laster från tåg och varierande miljöförhållanden, för att förbättra deras säkerhet och hållbarhet

Målen är att utveckla en långsiktig databas för bullerskydd genom att samla in miljödata, aerodynamiskt tryck, stressintervall och belastningscykeldata; att undersöka påverkan av miljöfaktorer (temperatur, luftfuktighet, lufttryck, vindhastighet) på bullerskyddens dynamiska respons; att utvärdera bullerskyddens utmattningskapacitet under aerodynamiskt tryck för att föreslå en utmattningsmodell som inkluderar miljöeffekter för att förutsäga livslängden; att föreslå en enkel och effektiv dynamisk förstärkningsfaktor (DAF) och lastmodell.

Fakta

Sponsor: BBT (BBT-TRV 2024/132497)

Tidslinje: 03-2025 to 02-2027

Huvudutredare: Chao Wang

Teammedlemmar: Gabriel Sas, Lennart Elfgren, Dongyun Liu

Spridning av resultat

Tidskriftsartikel:

1. Liu, D., Wang, C., Gonzalez-Libreros, J., Tu, Y., Elfgren, L., & Sas, G. (2025). Omfattande modell för tåginducerat aerodynamiskt tryck på bullerskärmar: effekter av bilateral layout och höjd. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 19(1). https://doi.org/10.1080/19942060.2025.2471296 Länk till annan webbplats.
2. Liu, D., Wang, C., Gonzalez-Libreros, J., Andersson, A., Elfgren, L. och Sas, G., 2025. Dynamiskt beteende hos bullervallar av stålstolpar/träpaneler under aerodynamiska belastningar orsakade av höghastighetståg. Railway Engineering Science, s. 1-30.
   https://doi.org/10.1007/s40534-025-00377-5 Länk till annan webbplats.