Funktionsintegrierte Schallschutzmaßnahmen am Schienenfahrweg

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1 Funktionsintegrierte Schallschutzmaßnahmen am Schienenfahrweg

2 Schall: Emissionen und Immissionen Emissionsbereich Immissionsbereich Primärer Luftschall Lu a us l l a h ftsc b un t i e r g Körperschallausbreitung Sekundärer Luftschall

3 Schallquellen (Vollbahn) Schallquellenart Rollgeräusch (v km/h) Aerodynamische Geräusche (v 200 km/h) Aggregat-Geräusche (v 50 km/h) Antriebs-Geräusche (v 50 km/h) Teil-Schallquelle Schienenrauheit Radrauheit Fz-Körperschallabstrahlung Stromabnehmerfuß Stromabnehmerwippe Klimaanlage Drehgestell Ventilatoren Klimaanlagen Dach Klimaanlagen Unterflur Abgasanlage Motor Getriebe Quellen: Möhler+Partner / Abteilung Eisenbahnwesen, KIT

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5 Schotteroberbau Schall 03: Holzschwelle versus Spannbetonschwelle + 2 db

6 Feste Fahrbahn Schall 03: FF + 5 db

7 Schallpegel [db (A)] Bestand: 62 db* Kern-, Dorf- + Mischgebiete Bestand: 60 db* reine + allg. Wohngebiete Neubau: 54 db* Kern-, Dorf- + Mischgebiete Neubau: 49 db* reine + allg. Wohngebiete 3 db * Immissionsgrenzwert Nacht (22-6 Uhr) 16. BImSch V [db(a)] Wahrnehmbarkeit ±10 db = Verdoppelung/ Halbierung der subjektiven Wahrnehmung

8 Jahre Eisenbahnwesen Bahnlärm IST Bahnlärm SOLL

9 Lärmkarte DB-Schienennetz km

10 Schienenverkehrs-Lärm Schall 03 (Ermittlung von Prognosewerten im Schienenverkehr) Mittelungspegel incl. Schienenbonus - tatsächliche Schalldruckwerte (Spitzenpegel) werden nicht berücksichtigt Schienenbonus z.b. in D 5 db(a) auch für Magnetbahn 300 km/h Koalitionsvertrag sieht Abschaffung vor!!! in A 5 db(a) in CH bis 15 db(a) in F 3 db(a) in GB 2-3 db(a) abhängig vom Bebauungsplan in NL 7 db in SWE 5 db Schienenlärm wird - zumind. in den Bereichen db als größere Belästigung vs Straßenlärm aufgenommen in Japan Schienenlärm wird aufgrund hoher Zugzahlen als größere Belästigung vs Straßenlärm aufgenommen Pauschales Bonus-Malus-System bei Fahrbahnsystemen, Brückentypen, Lärmreduktionseinrichtungen.

11 Schienenverkehrs-Lärm Humanmedizinische Einflüsse 120 db 90 db 60 db Schmerzgrenze beginnende Hörschäden Stressreaktionen im Schlaf Weitere Reaktionen - Konzentrationsprobleme - erhöhtes Schlaganfallrisiko (bis 172%) - erhöhtes Herzinfarktrisiko (doppelt so hoch) - deutlich erhöhtes Leukämie und Brustkrebsrisiko.

12 Frequenzspektrum Frequenzspektrum in Hertz (Hz) Oktavbänder Feinunterteilung in 1/3 Oktavbänder Tief frequenter Körperschall ~ Hz Bereich erhöhter menschlicher (physiologischer) Empfindlichkeit ~ 1-4 khz k 2k 4k Hörbares Frequenzspektrum 8k 16k 32k

13 Luftschall-Bewertungskurven physiologischer vs. physikalischer Schallpegel Abschlag Zuschlag physikalischer (unbewerteter) Pegel Bereich erhöhter Empfindlichkeit A-Bewertungskurve

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15 Hauptziele Reduzierung des Schienenlärms Luftschall Körperschall 10 db (mehr als Halbierung) 35 dbv ( Reduktion auf 1/100 vs. SchO) ökologische Maßnahmen Staubabsorber (Luftfilter) Wasserrückhaltung wirtschaftliches Gleissystem standardisierte Einbauelemente schneller Baufortschritt.

16 atio n SW ER S-M SW Ra il E ner gy il- Sch il E cot O-E cot rac rac k k ER S-E F il cot -Ra rac Sel k i ld f-m e tec oni tio tor n ing Üb EW erw ST ach ran ung spo spo rt rt a l F ER S-B ridg F il etr ack -Ra ge dge ER S-D iffu s F il -Ra SLE il L NB P-B rid ri or ar We or ER S-L ow F il -Ra il M Sch SW O-M Vibr FiL -Ra Gro il E und RS Bor n FiL -Ra Sch il D iffu O-D sor iffu s ER S-L ow Gesamtübersicht *

17 FiL-Rail ERS (Embbeded Rail System)

18 FiL-Rail ERS vorgefertigtes Gleissystem Gitterträger

19 alle Schienenprofile Details ERS Oberbau FiL-Rail ERS zugelassenehöchstgeschwindigkeit Rohr Zusatzeffekt: spart Korkgemisch Kabelkanal elastische Zwischenlage erhält Elastizität 330km/h Korkgemisch kontinuierlich-elastische Lagerung in vertikaler und horizontaler Richtung Beton

20 FF-Bauart FiL-Rail ERS Teststrecke Waghäusel

21 FiL-Rail ERS - Teststrecke Waghäusel 1. Güterzug auf SchO 2. Güterzug auf FF-ERS Frequency spectrum of ballast track and of Infundo track SchO FF-ERS 50 Leq [db] (schotter ) Zug 4 40 Leq [db] (Infundo) Zug

22 DB Teststrecke Waghäusel Güterzug auf Schotteroberbau Güterzug auf ERS Schalldruck [db (A)] Δ max 8 db(a) ~1 400 Hz 40 Bereich erhöhter menschlicher Empfindlichkeit ~ 1-4 khz , Frequenz [Hz]

23 FiL-Rail MSW (Mini-Schallschutz-Wand)

24 bei durchgehenden Hauptgleisen und bei anderen Hauptgleisen für Reisezüge bei übrigen Gleisen Regellichtraum bei Oberleitung ) ) Lichtraumprofil 3900 bei Signalen zwischen Streckengleisen und zwischen durchgehenden Hauptgleisen ) ) ) ) ) ) 2) 3) ) MSW-Position ) ) 2) 3) 380 SOK [Maße in mm] MSW Höhe: max. 38 cm über SO

25 2,00m Höhe herkömmliche Lärmschutzwand: 2 m üso 3,80m 4,00m

26 Höhe MSW: 0,38 m üso 0,38m 0,85m 4,00m

27 2,00m Vergleich: herkömmliche LSW versus MSW 0,38m 0,85m 3,80m 4,00m

28 Zugkörper RollgeräuschSchallquellen Schallstrahl zum Empfänger MSW MSW-Innenfläche: Schall-reflektierend/ Schall-absorbierend Gegenschall primärer Schall-Brennpunkt

29 Schallmessung Rheinstetten Hochflur 584 Richtung KA mit M SW v=57,6 km/h (= MSW reflekt ) ohne M SW v=62,8 km/h 80 Schallpegel [db] 70 ~Δ 5 db Frequenz [Hz]

30 MSW Entwicklung in 4 Schritten 1. schallreflektierende MSW (MSWreflekt ) (Status quo, Reduktion 5 db) 2. schallabsorbierende MSW-Oberfläche (voraussichtliche Reduktion 7 db) 3. aktiv schallabsorbierende MSW-Oberfläche (voraussichtliche Reduktion: 10 db) 4. aktive schallabsorbierende MSW+ (MSW Gesamthöhe: < 20 cm; erwartete Reduktion: > 10 db).

31 FiL-Rail Noise-Diffusor Schallabsorber Quelle: Liapor 10 Gleiskörper 12 Schienenschwelle 13 Unterbau 14 Schiene 16 Lärmschutzeinrichtung 17 Hohlkörper 60 Lärmschutzwand

32 Schematische Darstellung Noise-Diffusor Option: Helmholtz-Resonatoren, Vibration-Membranen, poröse Elemente 18 Unterteil 19 Oberteil 20 Befestigungslaschen 21 Boden 25 Schalleintrittsöffnungen 26 Außenfläche 31 Absorberanordnung 33 poröse Deckschicht 35 wasserundurchlässige Membran 40 Schwingungsmembran 41 Seitenwand 45 Resonanzabsorber 46 Trennwand 47 Kammer 65 Aktor

33 FiL-Rail LN Bridge SLEP-Bridge ERS-BridgeTrack

34 Anlagenbestand Eisenbahnbrücken in Deutschland (Quelle DB) Summe: Gewölbe Spannbeton Stahl Stahlbeton Verbund Walzträger in Beton

35 Summenkurve des Brückenbestands im Netz der DB Brückenbestand und Bauweise im Netz der DB (Quelle: DB)

36 Fil-Rail LN Bridge SLEP-Bridge (Standard Low Emission Prefabricated Bridge)

37 Platte SLEP-Bridge Lichtraumprofil Kragplatte Grundplatte L 10 m

38 SLEP-Brigde Ziele geringere Lärmemission niedrigere Konstruktionshöhe ( h 40 cm) Standardisierung von Planung und Bau modularer Aufbau schnelle Errichtung geringere Kosten.

39 Zusammenfassung Kombination der Elemente FiL-Rail ERS FiL-Rail MSW FiL-Rail Noise Diffusor FiL-Rail LN-Bridge» führt zu Reduktion des Schienenlärms standardisierten ökonomischen Lösungen.

40 atio n SW ER S-M SW Ra il E ner gy il- Sch il E cot O-E cot rac rac k k ER S-E F il cot -Ra rac Sel k i ld f-m e tec oni tio tor n ing Üb EW erw ST ach ran ung spo spo rt rt a l F ER S-B ridg F il etr ack -Ra ge dge ER S-D iffu s F il -Ra SLE il L NB P-B rid ri or ar We or ER S-L ow F il -Ra il M Sch SW O-M Vibr FiL -Ra Gro il E und RS Bor n FiL -Ra Sch il D iffu O-D sor iffu s ER S-L ow Gesamtübersicht *

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit