VII Ogólnopolska Konferencja Mostowców Konstrukcja i Wyposażenie Mostów Rafał ŻUCHOWSKI 1 Piotr BĘTKOWSKI 1 Leszek DULAK 1 Marek SALAMAK 2 Wisła, 28-29 maja 2015 r. DOBÓR, UTRZYMANIE I DIAGNOSTYKA AKUSTYCZNA DYLATACJI MOSTOWYCH NA TERENACH GÓRNICZYCH W referacie podano ogólne zasady doboru urządzeń dylatacyjnych obiektów mostowych położonych na terenach będących pod wpływem eksploatacji górniczej. Zwrócono uwagę na problemy utrzymaniowe związane z deformacjami terenu. Szczególną uwagę zwrócono na hałas emitowany przez urządzenia dylatacyjne. Omówiono stan prawny w zakresie ochrony przed hałasem. Wskazano czynniki wpływające na hałas generowany przez dylatacje mostowe. Przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów hałasu. Omówiono zasady modelowania akustycznego dylatacji mostowych. Przedstawiono sposoby redukcji hałasu emitowanego przez urządzenia dylatacyjne. 1. Wstęp W referacie podjęto temat doboru, utrzymania i diagnostyki akustycznej dylatacji mostowych na terenach górniczych. Teren górniczy stawia urządzeniom dylatacyjnym szczególne wymagania w zakresie przemieszczeń. Górnicze deformacje terenu wymuszają przemieszczenia przęseł względem przyczółków (zawsze) i względem siebie w obiektach wieloprzęsłowych. Często dochodzi do wychylenia przęseł, co powoduje przemieszczanie się w pionie sąsiednich krawędzi dylatacji. Nie jest tajemnicą, że szkody górnicze wpływają na wzrost hałasu emitowanego przez urządzenia dylatacyjne. Często jest to hałas uciążliwy, o charakterze impulsowym. Taki hałas jest wyraźnie i negatywnie odbierany przez użytkowników przestrzeni akustycznej wokół obiektu mostowego, niezależnie od mierzonej wartości. W referacie zebrano także informacje na temat projektowania i utrzymania dylatacji mostowych pod kątem ochrony przed hałasem, tj. ograniczenia emisji hałasu. Omówiono stan prawny w zakresie ochrony przed hałasem, przedstawiono zasady i przykładowe wyniki pomiarów hałasu, opisano zasady modelowania akustycznego dylatacji mostowych. Zmieniają się oczekiwania społeczeństwa w zakresie uciążliwości akustycznej obiektów mostowych, wymusza to także zmianę podejścia do tematu hałasu projektantów i osób odpowiedzialnych za otrzymanie obiektów mostowych. W tym aspekcie podane w referacie informacje powinny być przydatne. 2. Wpływ górniczych deformacji terenu na obiekty mostowe Eksploatacja górnicza prowadzona jest obecnie głównie systemem "na zawał". Taki system eksploatacji skutkuje odczuwalnym ujawnianiem się skutków prowadzonej eksploatacji na powierzchni w postaci górniczych deformacji terenu. Na ogół nad wybieranym złożem tworzy się górnicza niecka osiadań. Nieckę opisują nie tylko osiadania w, ale także spełzania/rozpełzania terenu, promienie krzywizny terenu R, nachylenie terenu na zboczach niecki T, przemieszczenia poziome punktów położonych w terenie u. Obiekty mostowe wykazują znaczne różnice w sposobie odpowiedzi na wymuszenie górnicze w stosunku do budowli kubaturowych. Są to obiekty liniowe, po pierwsze ze względu na szlak komunikacyjny, który przeprowadzają i nad którym często przechodzą, po wtóre same często wykazują 1 dr inż., Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa, Gliwice 2 dr hab. inż., Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa, Gliwice 279
się znaczną długością. Istotną, zasadniczą różnicą w stosunku do budowli kubaturowych jest wielobryłowość mostów i wyniesienie zasadniczej ich części konstrukcyjnej (przęseł) ponad teren. To wszystko sprawia, że opis zachowania się obiektów mostowych na terenach z deformacją podłoża wymaga innego podejścia, niż jest to praktykowane w przypadku budynków. [1 5] Wielobryłowość mostów wynika z wyraźnego wydzielenia niezależnych, sztywnych części, które mają w pewnym zakresie swobodę wzajemnego przemieszczania się. Klasycznie są to co najmniej trzy takie bryły: dwa przyczółki i ustrój nośny przęsła (rys. 1). W przypadku estakad czy mostów wieloprzęsłowych liczba niezależnych brył jest znaczna. Dlatego analiza zachowania się obiektu powinna się rozpocząć od rozwiązania zagadnienia kinematyki brył sztywnych, po którym dopiero można przystąpić do analizy stanu odkształcenia. Pierwszy na tę konieczność zwrócił uwagę A. Rosikoń [2], [3]. Później rozwinięte to zostało przez M. Salamaka [4], ale już z nowym podejściem do problemu wykorzystującym algebrę wektorową i w pełni przestrzenne modele. Druga charakterystyczna cecha to wyniesienie ponad terenem. Brak jest bezpośredniego kontaktu z odkształcającym się terenem, nie ma prostego przeniesienia wskaźnika deformacji terenu na odkształcenia lub przemieszczenia ustroju nośnego mostu. W obiektach wielobryłowych o charakterze przemieszczań względem siebie brył sztywnych decyduje przyjęty schemat łożyskowania [1]. Rys. 1. Przykłady mostów składających się z jednej bryły, trzech i czterech brył W referacie autorzy skupili się na obiektach o schemacie statycznym belki swobodnie podpartej oraz belki ciągłej, czyli takich obiektach, które dzięki posiadanej swobodzie kinematycznej mogą przenosić górnicze deformacje terenu w taki sposób, że nie dochodzi to powstania dodatkowych sił wewnętrznych. Natomiast w obiektach mostowych o konstrukcjach ramowych, hiperstatycznych w wyniku interakcji z podłożem gruntowym często dochodzi do powstania znacznych sił wewnętrznych. Obiekty ramownicowe, hiperstatyczne wyposażone w urządzenia dylatacyjne w ocenie akustycznej tych urządzeń podlegają tym samym zasadom, co obiekty o schemacie belki ciągłej lub swobodnie podpartej, chociaż mechanizm odkształceń (deformacji) konstrukcji będzie inny od przedstawionego w referacie. Podstawowy problem uwzględniany przez projektantów to w przypadku przęseł płytowych czy belkowych opartych na łożyskach to dobór łożysk i urządzeń dylatacyjnych o określonym zakresie przemieszczeń oraz zaprojektowanie szczelin dylatacyjnych o odpowiedniej szerokości. W wyniku górniczych deformacji terenu dochodzi do przemieszczania się względem siebie przęseł i podpór. Przy skośnym froncie eksploatacji dochodzi do obrotu podpór, przęsło natomiast obraca się wokół łożyska stałego. Szerokość szczelin dylatacyjnych może być zmienna na ich długości, urządzenia dylatacyjne są nierównomiernie ściskane/rozciągane w wyniku obrotów przęseł (rys. 2). Rys. 2. Obrót przęsła wokół łożyska stałego 280
W wyniku pochylenia terenu dochodzi do przechylenia się obiektu znajdującego się na zboczu górniczej niecki osiadań. Z uwagi na znaczne wymiary liniowe obiektów mostowych oraz różne warunki geotechniczne, sąsiednie przyczółki mogą wychylać się i inną wartość T. Dochodzi do przechylenia się przęseł względem przyczółków, co skutkuje przemieszczeniem pionowym wysokość względna przeciwległych krawędzi dylatacji ulega zmianie (rys. 3). Rys. 3. Przechylenie przęsła Po przejściu frontu eksploatacji pod obiektem teoretycznie przęsło może powrócić od pierwotnego położenia względem przyczółków. Opory łożysk i inny charakter deformacji w przypadku spełzań i rozpełzań terenu powodują, że zmienia się położenie przęsła w planie względem przyczółków, skutkuje to powstaniem przemieszczeń prostopadłych do osi mostu. W tym kierunku zakres roboczy urządzeń dylatacyjnych jest na ogół niewielki, następuje zmiana odległości metalowych prowadnic, co skutkuje wzrostem hałasu w wyniku przejazdu nad urządzeniem (rys. 4). Rys. 4. Translacja przęsła Wreszcie w wyniku spełzań/ropełzań terenu dochodzi do zbliżania/oddalania się przyczółków od przęseł. Zmienia się szerokość szczelin dylatacyjnych (rys. 5). Ten wpływ górniczy jest najczęściej dominujący przy obliczeniu potrzebnych zakresów pracy urządzeń dylatacyjnych. Szkodliwe jest zwłaszcza mocne rozwarcie urządzenia dylatacyjnego, które negatywnie wpływa na jego trwałość i hałaśliwość. Rys. 5. Przemieszczenie podpór 281
W wyniku opisanych w referacie procesów wzrasta hałas emitowany przez dylatacje i jednocześnie urządzenia te są negatywnie odczuwalne w postaci progu przez kierujących pojazdami. Hałas ma charakter impulsowy i często pomimo braku przekroczeń wartości dopuszczalnych w pomiarach, jest mocno odczuwalny i odbierany jako uciążliwy przez użytkowników przestrzeni wokół obiektu mostowego: mieszkańców, pracowników firm, kierowców. Odczuwalne nierówności podczas przejazdu i hałas emitowany przez zdeformowane dylatacje to czynniki, które negatywnie wpływają na koncentrację kierowców, a więc mogą przyczyniać się w sposób negatywny do obniżenia bezpieczeństwa ruchu samochodowego. 3. Analiza akustyczna hałasu pochodzącego z dylatacji mostowych 3.1. Pomiary hałasu w sąsiedztwie dylatacji Rosnąca ilość samochodów osobowych i ciężarowych poruszających się po naszych drogach powoduje wzrost hałasu na jaki narażone są tereny chronione oraz mieszkańcy obiektów budowlanych. Obowiązujące przepisy nakładają na zarządców dróg obowiązek ograniczenia hałasu drogowego do poziomu dopuszczalnego zgodnie z obowiązującymi rozporządzeniami [6, 7, 8]. Obowiązek ochrony przeciwdźwiękowej przed hałasem komunikacyjnym dotyczy w równym stopniu dróg nowo projektowanych oraz istniejących, które poddawane są rozbudowie lub modernizacji. Całość wymogów ochrony przed hałasem stawianych infrastrukturze drogowej o charakterze krajowym w sposób ogólny zawierają [8, 9, 10]. Zestawione w ustawach zapisy i wymogi stawiane drogowym ciągom komunikacyjnym nie mają pełnego pokrycia w aktach wykonawczych, normach lub wytycznych. Większość obszarów związanych z pomiarami, obliczeniami i analizami oddziaływań akustycznych oraz projektowanie zabezpieczeń przeciwdźwiękowych realizowana jest w oparciu o niekompletne i mało precyzyjne zbiory algorytmów dające dużą swobodę w realizacji tego typu prac. Brak jednolitej metody prowadzenia pomiarów i analiz oddziaływania drogi w stanie istniejącym lub na etapie projektowania prowadzi przy kolejnych ocenach do różnych zestawów danych wejściowych, różnych sposobów realizacji obliczeń i rozbieżności w prezentacji uzyskiwanych wyników. Obecnie, kwestia ochrony terenów w sąsiedztwie dróg w Polsce, realizowana jest w oparciu o w/w ustawę, która określa rodzaje terenów podlegających ochronie a dopuszczalne wartości wymaganych poziomów dźwięku precyzuje [8]. Znacznie lepiej rozwiązany prawnie jest obszar związany z pomiarami parametrów akustycznych i pozaakustycznych w sąsiedztwie dróg. Algorytmy pomiarowe zapisano w [11] lub w przygotowanych wcześniej na potrzeby GDDKiA [12]. Realizacja pomiarów zakończona jest sprawozdaniem przygotowanym w oparciu o wytyczne zamieszczone w załączniku w/w rozporządzenia, natomiast wykorzystanie tych danych do wykonania części obliczeniowej prezentującej graficzny rozkład hałasu w sąsiedztwie analizowanego odcinka drogi nie precyzują żadne akty wykonawcze ani wytyczne branżowe. Krótką informację o prowadzenie obliczeń możemy znaleźć w rozporządzeniu. Wobec czego ten zakres wymaga opracowania odpowiednich wytycznych ujmujących sposób gromadzenia, przetworzenia i wykorzystania danych pomiarowych w algorytmach obliczeniowych. Zdecydowanie uboższy jest zbiór norm czy wytycznych poświęconych badaniom szczegółowych elementów infrastruktury drogowej takich jak: nawierzchnie czy dylatacje. Na (rys. 6) przedstawiono lokalizację wiaduktu drogowego z dylatacjami, znajdującego się w bezpośrednim sąsiedztwie terenów mieszkaniowych. Rys. 6. Urządzenia dylatacyjne w ciągu autostrady A4 w Rudzie Śląskiej 282
Obecne przepisy prawne lub wytyczne branżowe [11, 12] w oparciu o które prowadzone są pomiary hałasu w sąsiedztwie dróg ograniczają się jedynie do stwierdzenia faktu występowania lub braku przekroczenia dopuszczalnego poziomu dźwięku w środowisku. W niektórych jednak przypadkach takich gdzie oddziaływanie hałasu ma nieco inny charakter np. impulsowy należy zastosować indywidualne podejście zwiększając szczegółowość pozyskiwanych informacji akustycznych poprzez zastosowanie widmowej analizy dźwięku oraz miejsca lokalizacji punktów pomiarowych w odniesieniu do źródła hałasu. Poniżej przedstawiono wyniki badań w bezpośrednim sąsiedztwie dylatacji, na rys. 7 widmo hałasu dla punktu zlokalizowanego na obiekcie (nad dylatacją), natomiast na rys. 8 widmo hałasu dla punktu pomiarowego zlokalizowanego pod obiektem (pod dylatacją). Rys. 7. Widmo hałasu drogowego przy przejazdach pojazdów przed dylatację - pomiar na obiekcie w sąsiedztwie dylatacji Rys. 8. Widmo hałasu drogowego przy przejazdach pojazdów przed dylatację - pomiar pod obiektem w sąsiedztwie dylatacji Analizując wyniki przeprowadzonych pomiarów stwierdzono, że hałas powodowany przez ruchy pojazdów po układach komunikacyjnych zawierających dylatacje zmienia charakterystykę źródła drogowego a uzyskiwane wartości uzależnione są od lokalizacji punktów pomiarowych. Celowe byłoby zatem przeprowadzenie kompleksowych badań akustycznych na eksploatowanych obecnie obiektach inżynierskich zawierających różne typy dylatacji i opracowanie na ich podstawie katalogu rozwiązań przedstawiającego parametry akustyczne w odniesieniu do zastosowanej nawierzchni drogowej oraz rodzaju obiektu na którym zostały zabudowane. Katalog taki może posłużyć jako narzędzie pomocne przy doborze i projektowaniu rozwiązania dylatacyjnego w sąsiedztwie obszarów wymagających ochrony przed hałasem. 283
3.2. Modelowanie akustyczne drogi z uwzględnieniem dylatacji obiektów Brak krajowej metody służącej do analizy klimatu akustycznego wymaga skorzystania z francuskiej metody obliczeniowej NMPB-Routes - 96 (SETRA-CERTU-LCPC-CSTB), opisanej w Arrêté du 5 mai 1995 relatif au bruit des infrastructures routières, Journal Officiel du 10 mai 1995, art. 6 oraz normie XPS 31-133 zgodnej z Załącznikiem II [13] odnosząca się do oceny oraz zarządzania poziomem hałasu w środowisku. Jako dane wejściowe metoda ta wykorzystuje wartości emisji z Guide du bruit des transports terrestres, fascicule prévision des niveaux sonores, CETUR 1980. Obecnie brak jest jednej spójnej bazy danych dla dróg o charakterze krajowym i wymaga ona w tym zakresie uzupełnienia. Na potrzeby wykonywanych analiz akustycznych wykorzystywane są przede wszystkim zagraniczne programy obliczeniowe np. SoundPlan czy Cadna A. Oprogramowania te przystosowane są do obliczeń i prezentacji rozkładu pola akustycznego w postaci map hałasu, spełniając wymagania [13]. Hałas generowany przez urządzenia dylatacyjne ma charakter impulsowy, a zatem jest bardziej odczuwalny i uciążliwy. Uciążliwość tych urządzeń jest odczuwalna nie tylko przez użytkowników dróg ale również w jej otoczeniu. Brak jest jednak modeli, które odzwierciedlają wpływ dylatacji jako dodatkowego źródła hałasu. Urządzenie dylatacyjne zabudowane w układzie drogowym jest elementem umiejscowionym w tej samej płaszczyźnie co nawierzchnia drogowa ale mająca pod sobą pustkę powietrzną powodującą w tym miejscu wzmożone oddziaływanie hałasu. Na rys. 9 i 10 przedstawiono mapy hałasu 2D i 3D obrazujące rozkład hałasu w sąsiedztwie wiaduktu drogowego zabudowanego w ciągu autostrady A4 na wysokości miasta Ruda Śląska. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o model geometryczno - akustyczny do opracowania, którego wykorzystano dane numeryczne terenu i pokrycia terenu, wektorową mapę sytuacyjną, natężenie i strukturę ruchu, prędkości pojazdów lekkich i ciężkich oraz charakterystykę częstotliwościową urządzeń dylatacyjnych uzyskaną na bazie wykonanych pomiarów. Rys. 9. Mapa hałasu 2D w sąsiedztwie autostrady A4 w Rudzie Śląskiej Rys. 10. Mapa hałasu 3D w sąsiedztwie autostrady A4 w Rudzie Śląskiej 284
3.3. Sposoby redukcji hałasu pochodzącego z dylatacji związane z konstrukcją urządzeń Poniżej omówiono sposoby redukcji hałasu pochodzącego z dylatacji związane z konstrukcją samej dylatacji czy stosowaniem elementów tłumiących hałas. Obecnie podstawowym sposobem redukcji hałasu pochodzącego z dylatacji zabudowanych w obiektach inżynierskich jest ich wymiana (rys. 11 i 12). Wiodącą firmą w tym zakresie jest niemieckie przedsiębiorstwo MAURER SӦHNE. Ograniczenie oddziaływania hałasu przez dylatacje to przede wszystkim świadome projektowanie rozwiązań umożliwiające redukcję u źródła. Projektanci i producenci materiałów stosowanych w miejscu styku kół pojazdów z podłożem po których się przemieszczają poszukują rozwiązań powodujących niższe emisje hałasu. Porównanie urządzeń dylatacyjnych MAURER SӦHNE w odniesieniu do nawierzchni drogowej przedstawiono na rys. 13. Rys. 11. Widok obiektu po demontażu dylatacji i wykonywaniu prac konserwacyjnych [14] Rys. 12. Widok montażu nowego kompensatora do istniejącego obiektu [14] Rys. 13. Różnica w poziomie dźwięku poszczególnych rozwiązań dylatacji w porównaniu do nawierzchni drogowej [15] 285
Świadome projektowanie to rozwiązania, które nie wymagają dodatkowych zabiegów, więc są w stanie poprzez zastosowanie optymalnej konstrukcji oraz odpowiednich materiałów sprostać wymaganiom stawianym ochronie przed hałasem komunikacyjnym. Jednym z takich rozwiązań jest urządzenie dylatacyjne MAUARER XW1 [14]. Na rys. 14 16 przedstawiono rozwiązania tej dylatacji. Rys. 14. Urządzenie dylatacyjne MAURER XW1 w kształcie fali rzut [14] Rys. 15. Urządzenie dylatacyjne MAURER XW1 w kształcie fali przekrój [14] Rys. 16. Urządzenie dylatacyjne MAURER XW1 w kształcie fali widok [15] 286
W uzasadnionych przypadkach na podstawie przeprowadzonej analizy hałasu poprawa klimatu akustycznego w sąsiedztwie hałasujących dylatacji nie musi się wiązać z koniecznością jej wymiany Zbyt hałaśliwą dylatację można poddać wytłumieniu poprzez zastosowanie układów odbijająco - pochłaniających np. MAUARER GU-f [16]. Na rys. 17 przedstawiono rozwiązanie modularnej obudowy zabudowanej bezpośrednio pod dylatacją. Przedstawione rozwiązanie według badań zaprezentowanych w [16] może spowodować obniżenie poziomu dźwięku bezpośrednio pod obudową o kilkanaście db - rys. 18. Rys. 17. Modularna obudowa dylatacji MAURER GU-f [16] Rys. 18. Wyniki pomiarów maksymalnego poziomu ciśnienia akustycznego w sąsiedztwie dylatacji bez i po zastosowaniu obudowy MAURER GU-f [16] 3.4. Sposoby redukcji hałasu pochodzącego z dylatacji związane określeniem potrzeb kinematycznych wobec urządzenia Zmniejszenie emisji hałasu można uzyskać poprzez odpowiedni dobór urządzeń dylatacyjnych. Bardzo często urządzenia dylatacyjne dobierane są na podstawie prognoz górniczych obejmujących okres ponad 20 lat. W prognozach takich zakłada się większe wydobycie, niż rzeczywiste możliwości kopalni. Wynika to z przepisów prawa, których musi przestrzegać zakład górniczy. Eksploatację prowadzić można tylko w ścianach objętych planem ruchu zakładu górniczego. Jeżeli w jednej z partii wyrobiska nastąpi niekontrolowany zawał, pojawią się uskoki tektoniczne, metan czy inne utrudnienia kopalnia może przenieść eksploatację w inną część wyrobiska, eksploatować inną ścianę. Tylko ściana ta musi być wcześniej ujęta w uzgodnionych planach ruchu i ujęta w prognozach dotyczących górniczych deformacji terenu. Stąd w dłuższym okresie czasu rzeczywiste wpływy powinny być mniejsze niż prognozowane na kilkanaście lat w przód. 287
W świetle powyższych uwag dobór urządzeń dylatacyjnych na cały okres życia obiektu w warunkach górniczych deformacji terenu może być nieekonomiczny. Wraz ze wzrostem zakresu przemieszczeń gwałtownie rośnie koszt urządzeń dylatacyjnych i emitowany przez nie hałas, maleje komfort przejazdu przez urządzenie i trwałość urządzenia. W przypadku różnego wychylenia górniczego (T) sąsiednich przyczółków próg postały na większych i droższych urządzeniach jest mocniej odczuwalny przez kierowców. Uzasadnione wydaje się dopuszczenie do możliwości korekty wysokościowej na łożyskach, co usunie powstały próg. Po regulacji wysokościowej łożysk przywrócone zostają prawidłowe warunki pracy urządzeń dylatacyjnych, co pozytywnie wpływa na ich trwałość, komfort przejazdu i emitowany hałas. Można również w przypadku ekstremalnie szerokich szczelin (znacznych deformacji) dobierać urządzenie na znacznie niższy zakres przemieszczeń. Istnieje możliwość, o czym pisano powyżej, że rzeczywiste deformacje terenu będą mniejsze od prognozowanych. W takich przypadkach urządzenie dylatacyjne należy montować tak, aby ewentualne przesunięcie urządzenia było możliwe w przyszłości, np. poprzez możliwość pogłębienia wnęki czy dodatkowe belki montowane pod urządzeniem. Odpowiedni poziom bezpieczeństwa zapewnić może w ekstremalnych przypadkach zdalne monitorowanie szerokości szczelin dylatacyjnych [np. 17, 18, 19]. Oddzielny problem to całkowita eliminacja urządzeń dylatacyjnych poprzez projektowanie mostów o schemacie statycznym belki ciągłej zamiast szeregu belek swobodnie-podpartych. W przypadku niewielkich lub narastających powoli górniczych deformacji terenu i monitorowania osiadań można określić wartości graniczne, kiedy przeprowadzana będzie korekta wysokościowa łożysk do pierwotnej sytuacji wysokościowej. Eliminuje się wtedy hałas, a sama korekta wysokościowa łożysk może być wykonywana (w przypadku odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych) pod ruchem. Należy śmielej korzystać z zapisów, które pojawiły się w Zaleceniach dotyczących doboru mostowych urządzeń dylatacyjnych oraz ich wbudowywania i odbioru. Załącznik do Zarządzenia Nr 4 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 24 stycznia 2007 roku" [20]. W powyższym dokumencie napisano: "Obciążenia wywołane szkodami górniczymi należy traktować jako obciążenie wyjątkowe, po wystąpieniu którego konieczne będzie wykonanie napraw obiektów mostowych. Urządzenia dylatacyjne nie powinny być traktowane jako jedyny element obiektu mostowego, który nie może ulec awarii podczas występowania szkód górniczych". Warto zauważyć brak jednolitych zasad doboru urządzeń dylatacyjnych na terenach górniczych, podobnie jak brak zasad i kryteriów doboru urządzeń pod katem emisji hałasu. Sam proces górniczych deformacji terenu podany we wspomnianych zaleceniach dotyczące doboru mostowych urządzeń dylatacyjnych oraz ich wbudowywania i odbioru [20] opisany jest w sposób, który może raczej przerazić projektanta rozmiarem zagrożeń i skalą deformacji niż pomóc w ekonomicznym doborze urządzeń dylatacyjnych. Poniżej podano cytat ze wspomnianych Zaleceń (...) GDDKiA [20].: "Osiadania terenu wywołane eksploatacją górniczą są wpływami, przed którymi nie można zabezpieczyć obiektu przez wykonanie odpowiednich fundamentów. (...) Pełne uwzględnienie wartości przemieszczeń wynikających z ekstremalnych osiadań terenu wymagałoby montażu urządzeń dylatacyjnych przeznaczonych do przemieszczeń około 1 m w obiektach mostowych o rozpiętości około 30 m. Takie postępowanie nie byłoby racjonalne ani z technicznego, ani z ekonomicznego punktu widzenia. Osiadania wywołane szkodami górniczymi pojawiają się w określonym terenie w promieniu kilku kilometrów i trwają kilka miesięcy, po czym zjawisko ulega stabilizacji. Powierzchnia terenu na obszarze objętym szkodami ulega deformacjom, które wymagają przeprowadzenia remontu dróg na całym obszarze objętym osiadaniem. W przypadku obiektów mostowych taki remont wymaga często podniesienia przęseł w pionie nawet o kilka metrów." Brak w Zaleceniach (...) GDDKiA [20] elementarnych prób odniesienia się do istoty deformacji jak to było chociażby w "Wytycznych techniczno-budowlanych projektowania i wykonywania obiektów mostowych na terenach eksploatacji górniczej" wydanych w 1976 roku. [21] W żadnym z powyższych opracowań nie ma informacji o wzroście hałasu emitowanego przez urządzenia dylatacyjne wskutek zmian położenia przęseł opisanych w punkcie 2 tego referatu. W zakresie doboru, utrzymania i diagnostyki akustycznej dylatacji mostowych na terenach górniczych istnieją rozległe obszary, które wymagają badań. 288
4. Podsumowanie i wnioski końcowe W referacie poruszono problem hałasu generowanego przez urządzenia dylatacyjne. Zwrócono uwagę na górnicze deformacje terenu, jako czynnik, który może mieć istotny wpływ na wzrost hałasu emitowanego przez dylatację oraz obniżać komfort przejazdu poprzez te urządzenia. W artykule zebrane zostały informacje dotyczące akustycznej analizy urządzeń dylatacyjnych. Zabrano i omówiono czynniki wpływające na wzrost hałasu, zasady i metody pomiarów hałasu, zasady i cele analizy akustycznej, przepisy prawne w zakresie hałasu. Podano także sposoby i metody redukcji hałasu: związane z budową samych urządzeń dylatacyjnych, stosowaniem różnego rodzaju wytłumień, projektowaniem konstrukcji pod kątem minimalizacji uciążliwości akustycznej. W artykule w sposób syntetyczne zabrano i połączono informacje z różnych dziedzin w zakresie analizy akustycznej dylatacji. Wskazano na narzędzia, jakimi dysponuje na chwilę obecną administrator drogi czy projektant. Zwrócono także uwagę na braki w obecnym stanie wiedzy technicznej w zakresie hałasu generowanego przez dylatacje, konsekwencje tych braków i kierunki dalszych badań. Wzrastające wymagania w zakresie ochrony akustycznej środowiska naturalnego sprawiają, że powinniśmy jako mostowcy uzupełnić swoją wiedzę z zakresu akustyki. Podane w referacie informacje mogą być przydatne zarówno dla projektantów, jak i pracowników administracji drogowej. Literatura [1] MAREK SALAMAK, KAZIMIERZ KŁOSEK, PIOTR BĘTKOWSKI, MARCIN GRYGIEREK, STEFAN PRADELOK. Projektowanie, budowa i zarządzanie infrastrukturą kolejową na terenach górniczych ze szczególnym uwzględnieniem kolejowych obiektów mostowych. Konferencja Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym. INFRASZYN 2014, Zakopane, 9-11 kwietnia 2014 r. Radom: Wydaw. Nauk. Instytutu Technologii Eksploatacji, PIB, 2014, s. 205-217, bibliogr. 27 poz. [2] ROSIKOŃ A.: Budownictwo komunikacyjne na terenach objętych szkodami górniczymi. Wyd. 1. Warszawa WKŁ 1979. [3] ROSIKOŃ A., O obrotach podpór i przęseł mostu., Rosikon-Press, Warszawa, 2004. [4] SALAMAK M., Obiekty mostowe na terenach z deformującym się podłożem w świetle kinematyki brył., Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2013. [5] KŁOSEK K., Budownictwo komunikacyjne na terenach górniczych. Inżynieria i Budownictwo, nr 5-6/2010. [6] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 roku w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku [Dz. U. nr 120, poz. 826]. [7] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 października 2012 roku zmieniające rozporządzenie w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku [Dz. U. 2012, poz.1109]. [8] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 15 października 2013 roku w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku [Dz. U. 2014, poz.112]. [9] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo Ochrony Środowiska [Dz. U. nr 62, poz. 627]. [10] Ustawa z dnia 3 października 2008 r. o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko [Dz. U. nr 199, poz. 1227 ze zm.]. [11] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 16 czerwca 2011 roku w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów substancji lub energii w środowisku przez zarządzającego drogą, linią kolejową, linią tramwajową, lotniskiem lub portem [Dz. U. nr 288, poz. 1697]. [12] Bochatkiewicz J. Wytyczne wykonywania pomiarów hałasu przy drogach krajowych prowadzonych w trakcie generalnego pomiaru ruchu" GDDKiA 2005. [13] Dyrektywa 2002/49/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 25 czerwca 2002 roku [Dz. U. EU. L Nr 189]. [14] Maurer Produkt Info, Maurer expansion joint repair by way of retrofitting, No. 42f VBP/2013, www.maurersoehne.de, [15] Maurer Produkt Info, Maurer XW1 - expansion joint, No. 55 VFA/2012, www.maurersoehne.de, [16] Maurer Produkt Info, Maurer GU-f, No. 61 VFA/2011, www. maurersoehne.de, 289
[17] BĘTKOWSKI P., BEDNARSKI Ł., SIEŃKO R.: Doświadczenia z użytkowania systemu monitorowania konstrukcji mostu kolejowego poddanego oddziaływaniu eksploatacji górniczej. Przegląd Górniczy, nr 3/2015. [18] BĘTKOWSKI P., BEDNARSKI Ł., SIEŃKO R.: Automatic structural health monitoring of a rail bridge structure impacted by mining operation. Technical Transactions i.21, Civil Engineering i. 6-B/2014, Politechnika Krakowska, s.15-27. [19] KADELA M., BEDNARSKI Ł.: Wytyczne obserwacji ciągłej obiektów zlokalizowanych na terenach górniczych. Przegląd górniczy nr 8/2014, s.78-84. [20] Zalecenia dotyczące doboru mostowych urządzeń dylatacyjnych oraz ich wbudowywania i odbioru. Załącznik do Zarządzenia Nr 4 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 24 stycznia 2007 roku. [21] Wytyczne techniczno-budowlane projektowania i wykonywania obiektów mostowych na terenach eksploatacji górniczej. Załącznik do zarządzenia Ministra Komunikacji z dnia 23 września 1976, D.U. M.K. nr 31 poz. 290. SELECTION, MAINTENANCE AND ACOUSTIC DIAGNOSTICS OF THE BRIDGE DILATATIONS ON MINING AREAS In the paper are presented general rules of the assortment of dilatation devices of bridge objects on areas being under the influence of the mining. We paid attention to maintenance problems associated with deformations of the area. The special attention is given to the noise emitted by dilatation devices. A legal status was discussed in the protection from noise. Factors affecting the noise generated by bridge dilatations were shown. Principles were discussed modeled acoustic of bridge dilatations. The manners of the noise reduction emitted by dilatation devices were presented. 290