Begegnungsabschnitt Rehfelde Strecke 6078, km 29,800 bis km 32,814

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1 Müller-BBM GmbH Robert-Koch-Str Planegg bei München Telefon +49(89) Telefax +49(89) Dipl.-Geol. Wolfgang Daiminger Telefon +49(89) Wolfgang.Daiminger@mbbm.com 29. Oktober 2015 Begegnungsabschnitt Rehfelde Strecke 6078, km 29,800 bis km 32,814 Erschütterungstechnische Untersuchung Bericht Nr. M123360/01 \\S-BER-FS01\ALLEFIRMEN\M\PROJ\123\M123360\M123360_01_BER_1D.DOCX : Auftraggeber: Bearbeitet von: Berichtsumfang: DB Netz AG Anlagenplanung I.NVR-O-A Wilhelm-Külz-Str Cottbus Dipl.-Geol. Wolfgang Daiminger Dipl.-Ing. Karl Luber Insgesamt 28 Seiten Müller-BBM GmbH HRB München USt-ldNr. DE Akkreditiertes Prüflaboratorium nach ISO/IEC Geschäftsführer: Joachim Bittner, Walter Grotz, Dr. Carl-Christian Hantschk, Dr. Alexander Ropertz, Stefan Schierer, Elmar Schröder

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Situation und Aufgabenstellung Örtliche Situation Streckenbelastung 6 2 Beurteilungskriterien Erschütterungen Sekundärer Luftschall 9 3 Messtechnische Untersuchungen Datum und Ort der Messungen Lage der Messpunkte Verwendete Messgeräte Durchführung der Messung Messunsicherheiten Messtechnisch erfasste Zugfahrten 13 4 Auswertung Verarbeitung der Messsignale Messergebnisse 13 5 Abschätzung der Erschütterungs- und sekundären Luftschallimmissionen des Istzustandes und des Zustandes nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes Vorgehensweise Ergebnisse der Prognosen 22 6 Bewertung der Prognoseergebnisse im Vergleich der Bestandssituation zur Situation nach Fertigstellung des zusätzlichen Gleises im Begegnungsabschnitt 23 7 Maßnahmen 27 8 Zitierte Unterlagen Oktober 2015 Seite 2

3 Zusammenfassung Der eingleisige Abschnitt km 29,800 bis km 32,814 der Strecke 6078 wird in einen zweigleisigen Abschnitt als Begegnungsabschnitt umgebaut. Der Aufbau des zweiten Gleises erfolgt bis ca. km 30,8 rechts des vorhandenen Gleises und nach der Gleisverschwenkung ab ca. km 31,1 links des vorhandenen Gleises. In km 32,814 endet die Baumaßnahme mit Anbindung an das Streckengleis und Ausweichgleis im Bahnhof Rehfelde. Zur Dokumentation der derzeitigen Erschütterungsbelastung durch den Bahnverkehr und zur Ermittlung möglicher Betroffenheiten auf Grund von Erschütterungen durch den zukünftigen Bahnverkehr sollen messtechnische Untersuchungen zur Erschütterungsbelastung seitlich der Bahnstrecke zur Beschreibung des Istzustandes und des zu erwartenden Zustandes nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes durchgeführt werden. Die Untersuchung führte zu folgenden Ergebnissen: Im Bereich von Herrensee und Rehfelde nördlich der Bahn kommt es in allen Fällen nicht zu einer Erhöhung der Erschütterungsimmissionen durch den Umbau der Strecke, durch die Verteilung der Zugfahrten auf zukünftig zwei Gleise kommt es eher zu einer geringen Verminderung der Immissionen. Für die Bereiche der betroffenen Gebäude mit Abständen 40 m sind zu dem die Anforderungen der DIN für ein Wohngebiet generell eingehalten. Mögliche Ansprüche auf Schutzmaßnahmen auf Grund von Erschütterungen sind daher für die Bereiche Herrensee und Rehfelde nördlich der Bahn auszuschließen. Im Bereich Rehfelde südlich der Bahn kommt es in allen Fällen zu einer Erhöhung der Erschütterungsimmissionen durch den Umbau der Strecke. Die Erhöhungen betragen für betroffene Gebäude mit Abständen 30 m zum Bestandsgleis, je nach baudynamischen Gegebenheiten (Deckeneigenfrequenzen) ca. 6 % bis 24 % und liegen daher im zumutbaren Bereich (Maximale Erhöhung < 25 %). Für Gebäude mit Abständen 40 m zum Bestandsgleis sind zu dem die Anforderungen der DIN für ein Wohngebiet generell eingehalten. Mögliche Ansprüche auf Schutzmaßnahmen auf Grund von Erschütterungen sind daher für den Bereich Rehfelde südlich der Bahn für Gebäude mit Abständen 30 m zum Bestandsgleis auszuschließen. Lediglich für ein Gebäude (Rudolf Breitscheidstr. 23) übersteigen die Erschütterungsimmissionen nach Fertigstellung des Begegnungsabschittes auf Grund des näher rückenden zusätzlichen Gleises mit einer Erhöhung der Immissionswerte für Erschütterungen von 12 % bis 42,5 % die Zumutbarkeitsschwelle der Überschreitung von 25 %. Ansprüche auf Schutzmaßnahmen auf Grund von Erschütterungen sind daher für den Bereich Rehfelde südlich der Bahn für dieses eine Gebäude gegeben. 29. Oktober 2015 Seite 3

4 Mögliche Maßnahmen zur Erschütterungsminderung wurden beschrieben und auf Grund der technischen Schwierigkeiten solcher Maßnahmen die Überprüfung der Anwendung der Ausführungen des 74 VwVfG zur Entschädigungsregelung empfohlen. Für den technischen Inhalt verantwortlich: Dipl.-Geol. Wolfgang Daiminger Telefon +49 (89) Dieser Bericht darf nur in seiner Gesamtheit, einschließlich aller Anlagen, vervielfältigt, gezeigt oder veröffentlicht werden. Die Veröffentlichung von Auszügen bedarf der schriftlichen Genehmigung durch Müller-BBM. Die Akkreditierung beschränkt sich auf die messtechnischen Untersuchungen (Kap. 3 des Berichtes). Für die Erstellung der Prognose und deren Bewertung (Kap. 5 und folgende des Berichtes) existieren derzeit keine akkreditierten Verfahren. 29. Oktober 2015 Seite 4

5 1 Einleitung 1.1 Situation und Aufgabenstellung Der eingleisige Abschnitt km 29,800 bis km 32,814 der Strecke 6078 wird in einen zweigleisigen Abschnitt als Begegnungsabschnitt umgebaut. Der Aufbau des zweiten Gleises erfolgt bis ca. km 30,8 rechts des vorhandenen Gleises und nach der Gleisverschwenkung ab ca. km 31,1 links des vorhandenen Gleises. In km 32,814 endet die Baumaßnahme mit Anbindung an das Streckengleis und Ausweichgleis im Bahnhof Rehfelde. Eine schalltechnische Untersuchung bezüglich der Anforderungen der 16.BImSchV liegt vor [7]. Zur Dokumentation der derzeitigen Erschütterungsbelastung durch den Bahnverkehr und zur Ermittlung möglicher Betroffenheiten auf Grund von Erschütterungen durch den zukünftigen Bahnverkehr sollen messtechnische Untersuchungen zur Erschütterungsbelastung seitlich der Bahnstrecke zur Beschreibung des Istzustandes und des zu erwartenden Zustandes nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes durchgeführt werden. 1.2 Örtliche Situation Innerhalb des Bauabschnittes sind bebaute Flächen nördlich des Haltepunktes Herrensee und beidseitig der Bahnstrecke in Rehfelde. Die Bebauung besteht mit wenigen Ausnahmen aus Einfamilien- und Wochenendhäusern. Im Bereich Herrensee befinden sich nahezu alle Gebäude in einem Abstand von 40 m zum bestehenden Gleis, nur ein Gebäude (Ernst-Thälmann-Straße 109) liegt mit einem Abstand von ca. 10 m direkt an der bestehenden Bahnstrecke. Im gesamten Bereich der betroffenen Gebäude erfolgt die Anordnung des neu zu errichtenden Gleises auf der Südseite des bestehenden Gleises. Das neu zu errichtende Gleis besitzt somit einen größeren Abstand zur betroffenen Bebauung, als das Bestandsgleis. Auch im Bereich Rehfelde erfolgt die Anordnung des neu zu errichtenden Gleises auf der Südseite des bestehenden Gleises. Auch die gesamte Bebauung in Rehfelde nördlich des Gleises besitzt in der Regel einen Abstand von 40 m. Auch hier liegt ein Gebäude (Bahnstr. 26) mit einem Abstand von ca. 10 m sehr nahe am Gleis. Das neu zu errichtende Gleis besitzt einen größeren Abstand zur betroffenen Bebauung, als das Bestandsgleis. Im Bereich südlich des Bahngleises befindet sich ebenfalls ein Gebäude (Rudolf Breitscheidstr. 23) mit ca. 13 m Abstand sehr nahe am Bestandsgleis. 4 weitere Gebäude liegen in einem Anstandsbereich von ca. 30 m, die restlichen Gebäude in einem Abstandsbereich 40 m zum bestehenden Gleis, In diesem Bereich rückt das neu zu errichtende Gleis näher an die betroffene Bebauung. 29. Oktober 2015 Seite 5

6 1.3 Streckenbelastung Die Streckenbelastung richtet sich nach den Angaben der DB AG für den Prognosehorizont 2025, entnommen aus [8]. Es kann von folgendem Mengengerüst ausgegangen werden. Tabelle 1. Streckenbelastung für den Prognosehorizont 2025 auf der DB Strecken Zugart Anzahl der Züge: Tag (6 bis 22 Uhr) Anzahl der Züge: Nacht (22 bis 6 Uhr) Dieseltriebzüge des Regionalverkehres 32 4 Güterzüge 2 2 Die Zugzahlen werden für den zukünftigen Begegnungsabschnitt hälftig auf beide Gleise aufgeteilt. 2 Beurteilungskriterien 2.1 Erschütterungen Zur Bewertung der Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen wird die bewertete Schwingstärke KB F (t) herangezogen. Die bewertete Schwingstärke KB F (t) ist dabei nach DIN [1] als gleitender Effektivwert des frequenzbewerteten Erschütterungssignals (Zeitbewertung sec, FAST ) definiert. Die Beurteilung erfolgt nach DIN 4150 Teil 2 [3] anhand von zwei Beurteilungsgrößen: - KB Fmax, die maximale bewertete Schwingstärke, - KB FTr, die Beurteilungsschwingstärke. Die maximale bewertete Schwingstärke KB Fmax ist der Maximalwert der bewerteten Schwingstärke KB F (t), welche während der jeweiligen Beurteilungszeit (einmalig oder wiederholt) auftritt. Die Beurteilungsschwingstärke KB FTr berücksichtigt die Häufigkeit und Dauer der Erschütterungsereignisse. Die Beurteilungsschwingstärke KB FTr wird mit Hilfe eines Taktmaximalwertverfahrens (Taktzeit = 30 sec) ermittelt. Die Beurteilungsschwingstärke KB FTr ergibt sich dabei nach folgender Gleichung: mit KB FTr = KB FTm T T e r T r = Beurteilungszeit (tags 16 Std., nachts 8 Std.) T e = Einwirkzeit KB FTm = Taktmaximal-Effektivwert. Dieser ergibt sich aus der Wurzel aus den Mittelwerten der quadrierten Taktmaximalwerte (KB Fmax -Werte) der Einzelereignisse (hier Zugfahrten) ist. (1) 29. Oktober 2015 Seite 6

7 Die Beurteilung erfolgt nach nachstehend beschriebener Vorgehensweise: Ermittlung der maximale bewerteten Schwingstärke KB Fmax und Vergleich mit den Anhaltswerten A u und A o nach Tabelle 2: - Ist KB Fmax kleiner oder gleich dem (unteren) Anhaltswert A u, dann ist die Anforderung dieser Norm eingehalten. - Ist KB Fmax größer als der (obere) Anhaltswert A o, dann ist die Anforderung nicht eingehalten. - Ist KB Fmax größer als A u, aber kleiner, höchstens gleich A o, gilt die Anforderung dieser Norm dann als eingehalten, wenn die Beurteilungs-Schwingstärke KB FTr nicht größer als A r nach Tabelle 2 ist. Die in der DIN 4150/2 angegebenen Anhaltswerte für die Beurteilung von Erschütterungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen sind in Tabelle 2 aufgelistet: 29. Oktober 2015 Seite 7

8 Tabelle 2. Anhaltswerte nach DIN 4150/2 (Tabelle 1) für die Beurteilung von Erschütterungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen. Zeile Einwirkungsort tags nachts 1 Einwirkungsorte, in deren Umgebung nur gewerbliche Anlagen und gegebenenfalls ausnahmsweise Wohnungen für Inhaber und Leiter der Betriebe sowie für Aufsichts- und Bereitschaftspersonen untergebracht sind (vgl. Industriegebiete 9 BauNVO) 2 Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwiegend gewerbliche Anlagen untergebracht sind (vgl. Gewerbegebiete 8 BauNVO) 3 Einwirkungsorte, in deren Umgebung weder vorwiegend gewerbliche Anlagen noch vorwiegend Wohnungen untergebracht sind (vgl. Kerngebiete 7 BauNVO, Mischgebiete 6 BauNVO, Dorfgebiete 5 BauNVO) 4 Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwiegend oder ausschließlich Wohnungen untergebracht sind (vgl. Reine Wohngebiete 3 BauNVO, allgemeine Wohngebiete 4 BauNVO, Kleinsiedlungsgebiete 2 BauNVO) 5 Besonders schutzbedürftige Einwirkungsorte, z. B. Krankenhäuser, Kurkliniken, soweit sie in dafür ausgewiesenen Sondergebieten liegen A u A o A r A u A o A r 0,4 6 0,2 0,3 0,6 0,15 0,3 6 0,15 0,2 0,4 0,1 0,2 5 0,1 0,15 0,3 0,07 0,15 3 0,07 0,1 0,2 0,05 0,1 3 0,05 0,1 0,15 0,05 In Klammern sind jeweils die Gebiete der Baunutzungsverordnung - BauNVO angegeben, die in der Regel den Kennzeichnungen unter Zeile 1-4 entsprechen. Eine schematische Gleichsetzung ist jedoch nicht möglich, da die Kennzeichnung unter Zeile 1 bis 4 ausschließlich nach dem Gesichtspunkt der Schutzbedürftigkeit gegen Erschütterungseinwirkung vorgenommen worden ist, die Gebietseinteilung in der BauNVO aber auch anderen planerischen Erfordernissen Rechnung trägt. Für die Beurteilung von Erschütterungseinwirkungen aus Schienenverkehr gelten folgende Besonderheiten: - Die Beurteilung erfolgt anhand der Kriterien A u (für KB Fmax ) und A r (für KB FTr ). Die (oberen) Anhaltswerte A o erhalten beim Schienenverkehr eine andere Bedeutung (siehe unten). - Bei der Ermittlung von KB FTr wird der Faktor 2 zur Berücksichtigung der erhöhten Störwirkung für Einwirkungen während der Ruhezeiten nicht angewendet. - Für den Schienenverkehr hat der (obere) Anhaltswert A o nachts nicht die Bedeutung, dass bei dessen seltener Überschreitung die Anforderungen der Norm als nicht eingehalten gelten. Liegen jedoch nachts einzelne KB FTi -Werte gebietsunabhängig über A o = 0,6, so ist nach der Ursache bei der entsprechenden Zugeinheit zu forschen (z. B. Flachstellen an Rädern) und diese sind möglichst rasch zu beheben. Diese hohen Werte sind bei der Berechnung von KB FTr zu berücksichtigen. Die genannten Anhaltswerte finden allerdings nur Anwendung an neu zu errichtenden Strecken ohne Vorbelastung durch Schienenverkehr. 29. Oktober 2015 Seite 8

9 An bestehenden Strecken sind die anliegenden Bebauungsgebiete durch Erschütterungsimmissionen aus dem Eisenbahnverkehr vorbelastet. Die DIN enthält hierfür keine konkreten Regelungen sondern stellt fest, dass den Anwohnern an bestehenden Schienenverkehrsstrecken häufig Erschütterungsimmissionen zugemutet werden müssen, die oberhalb des Niveaus liegen, ab dem mit zunehmender Wahrscheinlichkeit erhebliche Belästigungen auftreten können. Die Grenze der Zumutbarkeit kann nur unter Berücksichtigung der Umstände des Einzelfalls festgelegt werden. Bei der Überprüfung der Zumutbarkeit von Erschütterungsimmissionen ist nach ständiger Rechtsprechung eine plangegebene Vorbelastung als zumutbar anzusehen und dementsprechend schutzmindernd bei der Abwägung und Bemessung von evtl. Minderungsmaßnahmen und Ausgleichsansprüchen zu berücksichtigen. Betroffene können von Ausbaumaßnahmen lediglich verlangen, dass durch das Hinzutreten neuer Erschütterungsimmissionen die bereits vorhandene Vorbelastung nicht wesentlich erhöht wird. Dies wurde durch diverse Urteile des Bundes Verwaltungsgerichtes bestätigt [9]. Als wesentliche Erhöhung wird eine Erhöhung der Vorbelastung um mehr als 25 % angesehen. 2.2 Sekundärer Luftschall Infolge von Körperschalleinwirkung zum Schwingen angeregte Raumbegrenzungsflächen (Wände, Geschossdecken) strahlen ähnlich Lautsprechermembranen Luftschall ab. Bei ausreichend hohen Pegeln wird dieser Sekundärluftschall vom Menschen hörbar wahrgenommen. Für die Beurteilung der Sekundärluftschallimmissionen liegen derzeit weder eingeführte Regelwerke noch verbindliche Richtwerte vor. Es muss daher ersatzweise auf Regelwerke, die Anforderungen an Innenraumpegel angeben, zurückgegriffen und die darin genannten Anhaltswerte zur Beurteilung herangezogen werden. Ein Anhaltspunkt für die Bestimmung von zulässigen Innenraumpegeln aus verkehrsindizierten Immissionen kann aus der 24. BImSchV (Verkehrswege-Schallschutzmaßnahmenverordnung) abgeleitet werden. Dort werden Angaben über das erforderliche Schalldämmmaß der Außenbauteile (Wände, Fenster) in Abhängigkeit vom Außenpegel gemacht. Aus dem dort genannten Korrektursummanden D sowie einen weiteren Korrekturwert von 3 db (Korrekturwert der die unterschiedliche Dämmwirkung von Außenbauteilen bei gerichtetem Schall gegenüber dem diffusen Schallfeld berücksichtigt) können die zumutbaren Innenraumpegel entsprechend der unterschiedlichen Nutzung abgeleitet werden. 29. Oktober 2015 Seite 9

10 Tabelle 3. Immissionsrichtwerte (Beurteilungspegel) für zumutbare Innenraumpegel L i in Anlehnung an 24. BImSchV. Raumnutzung L i Tags in db(a) L i Nachts in db(a) Räume, die überwiegend zum Schlafen genutzt werden Wohnräume Da die sekundären Luftschallpegel ursächlich mit den Erschütterungsimmissionen zusammenhängen, ist auch hier analog der Beurteilung der Erschütterungsimmissionen eine vorhandene Vorbelastung bei der Bewertung anzurechnen. 3 Messtechnische Untersuchungen 3.1 Datum und Ort der Messungen Die Erschütterungsmessungen wurden am 22. Oktober 2015 zwischen 10:00 Uhr und 15:00 Uhr im Bereich der Ortschaften Herrensee und Rehfelde durchgeführt. Die Messungen wurden von Dipl. Geol. Wolfgang Daiminger und Dipl.-Ing. Karl Luber ausgeführt. 3.2 Lage der Messpunkte Insgesamt waren 7 Messpunkte seitlich der Bahnstrecke entlang der Rudolf-Breitscheid-Straße eingerichtet. Die Abstände zum Bestandsgleis waren so eingerichtet, dass aus den unterschiedlichen Abständen Aussagen für den Istzustand und die zu erwartenden Erschütterungen für alle betroffenen Gebäude abgeleitet werden konnten Die Lage und Zuordnung der Messpunkte ist in Abbildung 1 dargestellt. Eine Beschreibung befindet sich in nachfolgender Tabelle. Tabelle 4. Messpunkte. Messpunkt Messgröße Richtung Abstand a [m]** Befestigung Mp 1 a [m/s²] vertikal 10 Geklebt auf Erdspieß* Mp 2 a [m/s²] vertikal 13 Geklebt auf Erdspieß* Mp 3 a [m/s²] vertikal 27 Geklebt auf Erdspieß* Mp 4 a [m/s²] vertikal 30 Geklebt auf Erdspieß* Mp 5 a [m/s²] vertikal 37 Geklebt auf Erdspieß* Mp 6 a [m/s²] vertikal 40 Geklebt auf Erdspieß* Mp 7 a [m/s²] vertikal 43 Geklebt auf Erdspieß* * Die Befestigung entspricht DIN [2] ** Der Abstand a bezieht sich auf das derzeitige Bestandsgleis. 29. Oktober 2015 Seite 10

11 Mp 7 Mp 6 Mp 5 Mp 4 Mp 3 Mp 2 Mp 1 Abbildung 1. Lage der Messpunkte (nicht maßstäblich, Copyright Google. Luftbild erstellt mit lizenzierter Version von Google Earth Pro. 3.3 Verwendete Messgeräte Die zur Messung verwendeten Messgeräte sind in Tabelle 5 aufgeführt. Die verwendeten und nachfolgend aufgeführten Messgeräte wurden vor und nach der Messung auf ihre einwandfreie Funktion überprüft. Im Rahmen des hauseigenen Qualitätssicherungssystems werden die Geräte zusätzlich in regelmäßigen Abständen überwacht und auf nationale Normale rückführbar kalibriert. 29. Oktober 2015 Seite 11

12 Tabelle 5. Verwendete Messgeräte. Gerät Hersteller Typ Seriennummer Piezoelektrische Schwingbeschleunigungsaufnehmer (Empfindlichkeit 0,1 V/ms -2 ) PCB 393A03 Mp 1: Mp 2: Mp 3: Mp 4: Mp 5: Mp 6: Mp 7: Kalibrator für Schwingungsaufnehmer Metra VC Messdatenerfassungssystem MKII Bestehend aus: Controller Messdateneingangskarte Messkarteneingangsmodule Messwerterfassungs- und Auswertesoftware Mecalc PQ12 SC427 ICP429 Alle Mp: 0511M3006 Alle Mp: 0611M4159 Mp 1-4: 0811M5657 Mp 5-7: 0811M5635 Müller-BBM PAK Version 5.8 SR5 3.4 Durchführung der Messung Die beschleunigungsproportionalen Messsignale wurden während jeder Messung mittels Kabelverbindung zeitgleich für alle Messpunkte über ein rechnergesteuertes digitales Messdatenerfassungssystem (Verstärker, Filter, 16-Bit-AD-Wandler) erfasst und auf Festplatte gespeichert. Das Messsystem entspricht den Anforderungen der DIN [1] Die Beschleunigungsmessungen wurden mit folgenden Messeinstellungen durchgeführt: - Abtastrate f A = 1024 Hz; maximale darstellbare Frequenz f max = 400 Hz - Online-Analyse: Terzen: Startfrequenz: Stopfrequenz: Mittelungsart: Zeitkonstante: Schrittweite: 4 Hz 315 Hz Exponentiell 0,125 s ( Fast ) 0,125 s Die Aussteuerung der Sensoren wurde vor Ort den Messbedingungen angepasst und während der Messung überprüft. 3.5 Messunsicherheiten Die für die Schwingungsmessungen in Verbindung mit den MKII-Modulen und der Pak-Analysesoftware eingesetzten Geräte entsprechen den Vorgaben für Schwingungsmesser nach DIN [1]. Die Vertrauensgrenze für effektivwertbasierte Messwerte beträgt nach DIN [2] ca. 15 %. 29. Oktober 2015 Seite 12

13 3.6 Messtechnisch erfasste Zugfahrten Insgesamt wurden 8 Dieseltriebzüge des Regionalverkehrs und 2 Güterzüge (1 Bauzug und ein Güterzug mit 6 Kesselwagen) messtechnisch erfasst. 4 Auswertung 4.1 Verarbeitung der Messsignale Entsprechend der Vorbeifahrtdauer der Züge wurden für jeden Messpunkt die aufgezeichneten Messsignale in Zeitfenster unterteilt. Die als Terzspektren vorliegenden Beschleunigungssignale je Zugfahrt wurden innerhalb dieser Zeitfenster in Form von Max-Hold-Terzspektren zusammengefasst und zur Schwingschnelle integriert. Die Max-Hold-Terzspektren verschiedener Zugfahrten wurden quadratisch gemittelt. Die hieraus erhaltenen Schnellepegel-Terzspektren wurden im Frequenzbereich zwischen 4 Hz und 315 Hz dargestellt (siehe hierzu Abb. 2 bis 8). Alle dargestellten Messergebnisse weisen im immissionsrelevanten Frequenzbereich einen ausreichenden Grundgeräuschabstand auf. Die Max-Hold-Terzspektren der korrespondierenden Zugfahrten wurden quadratisch gemittelt. Diese Schnellepegel-Terzspektren gehen in die Abschätzungen der Erschütterungsimmissionen des Istzustandes und des geplanten Zustandes mit einem zusätzlichen Gleis entsprechend Abschnitt 5 ein. 4.2 Messergebnisse Die nach 4.1 berechneten Schnellepegel-Terzspektren für die einzelnen Messpunkte können den folgenden Abbildungen entnommen werden. 29. Oktober 2015 Seite 13

14 Schnellepegel in db re 5*10^-8 m/s , Frequenz in Hz Messpunkt 1; Güterzüge Messpunkt 1; Dieseltriebzüge Abbildung 2. Messergebnisse; Schnellepegel Terzspektren (in db re 5*10^-8 m/s) energetische Mittelwerte der Zugvorbeifahrten am Messpunkt Oktober 2015 Seite 14

15 80 70 Schnellepegel in db re 5*10^-8 m/s , Frequenz in Hz Messpunkt 2; Güterzüge Messpunkt 2; Dieseltriebzüge Abbildung 3. Messergebnisse; Schnellepegel Terzspektren (in db re 5*10^-8 m/s) energetische Mittelwerte der Zugvorbeifahrten am Messpunkt Oktober 2015 Seite 15

16 80 70 Schnellepegel in db re 5*10^-8 m/s , Frequenz in Hz Messpunkt 3; Güterzüge Messpunkt 3; Dieseltriebzüge Abbildung 4. Messergebnisse; Schnellepegel Terzspektren (in db re 5*10^-8 m/s) energetische Mittelwerte der Zugvorbeifahrten am Messpunkt Oktober 2015 Seite 16

17 Schnellepegel in db re 5*10^-8 m/s , Frequenz in Hz Messpunkt 4; Güterzüge Messpunkt 4; Dieseltriebzüge Abbildung 5. Messergebnisse; Schnellepegel Terzspektren (in db re 5*10^-8 m/s) energetische Mittelwerte der Zugvorbeifahrten am Messpunkt Oktober 2015 Seite 17

18 70 60 Schnellepegel in db re 5*10^-8 m/s , Frequenz in Hz Messpunkt 5 Güterzüge Messpunkt 5; Dieseltriebzüge Abbildung 6. Messergebnisse; Schnellepegel Terzspektren (in db re 5*10^-8 m/s) energetische Mittelwerte der Zugvorbeifahrten am Messpunkt Oktober 2015 Seite 18

19 70 60 Schnellepegel in db re 5*10^-8 m/s , Frequenz in Hz Messpunkt 6 Güterzüge Messpunkt 6; Dieseltriebzüge Abbildung 7. Messergebnisse; Schnellepegel Terzspektren (in db re 5*10^-8 m/s) energetische Mittelwerte der Zugvorbeifahrten am Messpunkt Oktober 2015 Seite 19

20 70 60 Schnellepegel in db re 5*10^-8 m/s , Frequenz in Hz Messpunkt 7; Güterzüge Messpunkt 7; Dieseltriebzüge Abbildung 8. Messergebnisse; Schnellepegel Terzspektren (in db re 5*10^-8 m/s) energetische Mittelwerte der Zugvorbeifahrten am Messpunkt Oktober 2015 Seite 20

21 5 Abschätzung der Erschütterungs- und sekundären Luftschallimmissionen des Istzustandes und des Zustandes nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes 5.1 Vorgehensweise Die Abschätzungen werden unter zu Grunde legen der durchgeführten Ausbreitungsmessungen für kennzeichnende Abstandsverhältnisse in den betroffenen bebauten Gebieten durchgeführt. In den Gebieten Herrensee und Rehfelde nördlich der Bahn werden zwei Szenarien untersucht: Gebäude mit kürzesten Abständen von ca. 10 m zum bestehenden Gleis (2 Gebäude) Gebäude mit kürzesten Abständen von ca. 40 m zum bestehenden Gleis (alle restlichen Gebäude in dem Gebiet) In diesem Bereich besitz das neu zu errichtende Gleis einen größeren Abstand zu den betroffenen Gebäuden als das Bestandsgleis. In dem Gebiet Rehfelde südlich der Bahn werden drei Szenarien untersucht: Gebäude mit kürzesten Abständen von ca. 13 m zum bestehenden Gleis (1 Gebäude) Gebäude mit kürzesten Abständen von ca. 30 m zum bestehenden Gleis (4 Gebäude) Gebäude mit kürzesten Abständen von ca. 40 m zum bestehenden Gleis (alle restlichen Gebäude in dem Gebiet) In diesem Bereich besitz das neu zu errichtende Gleis einen kleineren Abstand zu den betroffenen Gebäuden als das Bestandsgleis. Die Abschätzung der Immissionen erfolgt nach den Vorgaben der DB AG Richtlinien [5]. Darin werden Übertragungsfunktionen zur Prognose der Immissionswerte in einem Gebäude benannt, die das Eigenschwingverhalten der einzelnen Bauteile, insbesondere der Deckenstrukturen, berücksichtigen. Das Eigenschwingverhalten der einzelnen Bauteile wird mit Korrekturspektren angenähert, die anhand baudynamischer Modelle entwickelt wurden. Die Prognoseberechnungen werden für Deckeneigenfrequenzen im Bereich der 12,5, 16, 20, 25, 31,5 und 40 Hz Terz sowohl für Decken in Massivbauweise als auch für Decken in bauweise durchgeführt und decken damit im Wesentlichen alle möglichen im üblichen Hochbau vorkommenden Deckenbauweisen ab. Diese Korrekturspektren werden terzweise zu den auf dem Ausbreitungsprofil in verschiedenen Abständen gewonnenen Schnellepegel-Terzspektren addiert. Die Prognoseberechnungen werden im Frequenzbereich durchgeführt. 29. Oktober 2015 Seite 21

22 Die zugehörigen KB-Werte werden aus diesen Terzspektren berechnet. Die Prognosespektren werden dabei terzweise einer Korrektur unterzogen, die der KB-Bewertung des Erschütterungszeitsignals entspricht. Zur Ermittlung des KB Fmax -Wertes wird der Summenwert des KB-korrigierten Terzspektrums gebildet. Die zugehörigen Beurteilungsschwingstärken werden dann an Hand der in Abschnitt 1.3 angegebenen Zugzahlen ermittelt. Bauwerksschwingungen werden von Raumbegrenzungsflächen (Wände und vor allem Geschossdecken) abgestrahlt und können als tieffrequenter Luftschall wahrgenommen werden. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Schwingschnelle auf den Raumbegrenzungsflächen, den jeweiligen Abstrahl- und Absorptionsverhältnissen und den daraus resultierenden Schalldruckpegeln im Raum. Ein allgemein gültiges Berechnungsverfahren kann jedoch aufgrund des sehr komplexen Wirkungsgefüges der o. g. Zusammenhänge im hier bestimmenden Frequenzbereich unter 100 Hz derzeit nicht angegeben werden. Die DB AG Richtlinien [5] geben zur Abschätzungen des sekundären Luftschalls folgende Regressionsbeziehungen zwischen den in einem Raum am Fußboden vorliegenden Erschütterungen und den daraus resultierenden sekundären Luftschallpegeln an, die auf einer umfangreichen Studie [6] basieren: mit Betondecken: L A-Sek-Zug = 15,75 +0,60*L A-V-Zug balkendecken: L A-Sek-Zug = 19,88 +0,47*L A-V-Zug L A-Sek-Zug A-bewerteter sekundärer Luftschallpegel L A-V-Zug 5.2 Ergebnisse der Prognosen A-bewerteter Körperschall-Schnellepegel In Tabelle 6 sind die Immissionswerte für Erschütterungen (KB-Werte KB Fmax,KB FTr ) und für sekundären Luftschall (Beurteilungspegel L i ) für die messtechnisch erfassten Abstandsbereiche, die repräsentativ für die zu untersuchende Bebauung stehen, angegeben. Die Werte werden als Streubereich über die 6 untersuchten Frequenzbereiche der möglichen Deckeneigenfrequenzen angegeben. 29. Oktober 2015 Seite 22

23 Tabelle 6. KB-Werte KB Fmax,KB FTr und Beurteilungspegel des sekundären Luftschalls: L i. Messpunkt Abstand Deckenbauart KB Fmax** KB FTr L i. db(a) a [m]* Tag Nacht Tag Nach t Mp 1 10 Massiv 0,39 2,1 0,45 2,44 0,061-0,117 0,072-0,132 0,055-0,11 0,07-0, Mp 2 13 Massiv 0,33 1,53 0,39 1,71 0,05-0,08 0,03-0,091 0,043-0,077 0,052-0, Mp 3 27 Massiv 0,14 0,76 0,17 0,82 0,023-0,034 0,028-0,037 0,02-0,037 0,025-0, Mp 4 30 Massiv 0,12 0,64 0,15 0,69 0,019-0,03 0,024-0,033 0,02-0,031 0,027-0, Mp 5 37 Massiv 0,07 0,42 0,09 0,48 0,008-0,023 0,01-0,027 0,011-0,021 0,014-0, Mp 6 40 Massiv 0,06 0,36 0,08 0,41 0,007-0,019 0,008-0,024 0,01-0,018 0,012-0, Mp 7 43 Massiv 0,05 0,28 0,06 0,34 0,005-0,018 0,006-0,022 0,007-0,017 0,008-0, * Der Abstand a bezieht sich auf das derzeitige Bestandsgleis. ** Die höheren Werte werden jeweils von den Güterzugfahrten verursacht. 6 Bewertung der Prognoseergebnisse im Vergleich der Bestandssituation zur Situation nach Fertigstellung des zusätzlichen Gleises im Begegnungsabschnitt In den nachfolgenden Tabellen sind für die in 5.1 angesprochenen Szenarien die rechnerischen Ergebnisse für die Bestandssituation und die zukünftige Situation mit einem zusätzlichen Gleis im Begegnungsabschnitt aufgelistet. Die prognostizierten sekundären Luftschallimmissionen liegen in allen Fällen mit so großem Abstand unter den für eine Bewertung anzusetzenden Anforderungen in Anlehnung an die 24. BImSchV, so dass die sekundären Luftschallimmissionen im Weiteren nicht mehr betrachtet werden. Mögliche Ansprüche auf Schutzmaßnahmen auf Grund von sekundären Luftschallimmissionen aus dem Bahnverkehr sind hier generell für alle Bereiche auszuschließen. 29. Oktober 2015 Seite 23

24 Tabelle 7. Bereich Herrensee und Rehfelde Nord; KB-Werte (KB Fmax,KB FTr) für Gebäude mit einem Abstand von ca. 10 m zum Bestandsgleis für die Bestandssituation und die Immissionssituation nach Umbau der Strecke. Situation Abstand Deckenbauart KB Fmax* KB FTr a [m] Tag Nacht Bestandssituation 10** Massiv 0,39 2,1 0,45 2,44 0,061-0,117 0,072-0,132 0,055-0,11 0,07-0,123 Situation nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes 10/13* ** Massiv 0,39 2,1 0,45 2,44 0,056-0,1 0,07-0,113 * Die höheren Werte werden jeweils von den Güterzugfahrten verursacht ** Der Abstand bezieht sich auf das derzeitige Bestandsgleis *** Die Abstände beziehen sich auf die beiden Gleise im Begegnungsabschnitt 0,049-0,095 0,06-0,106 Tabelle 8. Bereich Herrensee und Rehfelde Nord; KB-Werte (KB Fmax,KB FTr) für Gebäude mit einem Abstand von ca. 40 m zum Bestandsgleis für die Bestandssituation und die Immissionssituation nach Umbau der Strecke. Situation Abstand Deckenbauart KB Fmax* KB FTr a [m] Tag Nacht Bestandssituation 40** Massiv 0,06 0,36 0,08 0,41 0,007-0,019 0,008-0,024 0,01-0,018 0,012-0,021 Situation nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes 40/43*** Massiv 0,06 0,36 0,08 0,41 0,006-0,018 0,008-0,023 * Die höheren Werte werden jeweils von den Güterzugfahrten verursacht ** Der Abstand bezieht sich auf das derzeitige Bestandsgleis *** Die Abstände beziehen sich auf die beiden Gleise im Begegnungsabschnitt 0,009-0,016 0,011-0, Oktober 2015 Seite 24

25 Es zeigt sich, dass im Bereich von Herrensee und Rehfelde nördlich der Bahn es in allen Fällen nicht zu einer Erhöhung der Erschütterungsimmissionen durch den Umbau der Strecke kommen wird, durch die Verteilung der Zugfahrten auf die beiden Gleise kommt es eher zu einer geringen Verminderung der Immissionen. Für die Bereiche der betroffenen Gebäude mit Abständen 40 m sind zu dem die Anforderungen der DIN für ein Wohngebiet generell eingehalten. Mögliche Ansprüche auf Schutzmaßnahmen auf Grund von Erschütterungen sind daher für die Bereiche Herrensee und Rehfelde nördlich der Bahn auszuschließen. Tabelle 9. Bereich Rehfelde Süd; KB-Werte (KB Fmax,KB FTr ) für Gebäude mit einem Abstand von ca. 40 m zum Bestandsgleis für die Bestandssituation und die Immissionssituation nach Umbau der Strecke. Situation Abstand Deckenbauart KB Fmax* KB FTr a [m] Tag Nacht Bestandssituation 40** Massiv 0,06 0,36 0,08 0,41 0,007-0,019 0,008-0,024 0,01-0,018 0,012-0,021 Situation nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes 40/37*** Massiv Prozentuale Erhöhung der Bestandssituation durch die Veränderung der Strecke 0,07 0,42 0,09 0,48 0,008-0,021 0,009-0,026 0,011-0,02 0,01-0,026 12,5%-17% 8,5%-14% 10%-24% * Die höheren Werte werden jeweils von den Güterzugfahrten verursacht ** Der Abstand bezieht sich auf das derzeitige Bestandsgleis *** Die Abstände beziehen sich auf die beiden Gleise im Begegnungsabschnitt Tabelle 10. Bereich Rehfelde Süd; KB-Werte (KB Fmax,KB FTr ) für Gebäude mit einem Abstand von ca. 30 m zum Bestandsgleis für die Bestandssituation und die Immissionssituation nach Umbau der Strecke. Situation Abstand Deckenbauart Bestandssituation Situation nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes KB Fmax* KB FTr a [m] Tag Nacht 30** Massiv 30/27*** Massiv Prozentuale Erhöhung der Bestandssituation durch die Veränderung der Strecke 0,12 0,64 0,15 0,69 0,14 0,76 0,17 0,82 0,019-0,03 0,024-0,033 0,021-0,032 0,027-0,035 0,02-0,031 0,027-0,034 0,019-0,034 0,024-0,037 13%-19% 6%-12,5% 9%-10% * Die höheren Werte werden jeweils von den Güterzugfahrten verursacht ** Der Abstand bezieht sich auf das derzeitige Bestandsgleis *** Die Abstände beziehen sich auf die beiden Gleise im Begegnungsabschnitt 29. Oktober 2015 Seite 25

26 Tabelle 11. Bereich Rehfelde Süd; KB-Werte (KB Fmax,KB FTr ) für Gebäude mit einem Abstand von ca. 13 m zum Bestandsgleis für die Bestandssituation und die Immissionssituation nach Umbau der Strecke. Situation Abstand Deckenbauart KB Fmax* KB FTr a [m] Tag Nacht Bestandssituation 13** Massiv 0,33 1,53 0,39 1,71 0,05-0,08 0,03-0,091 0,043-0,077 0,052-0,086 Situation nach Fertigstellung des Begegnungsabschnittes 13/10*** Massiv Prozentuale Erhöhung der Bestandssituation durch die Veränderung der Strecke 0,39 2,1 0,45 2,44 0,056-0,1 0,07-0,113 0,049-0,095 0,06-0,106 15%-42,5% 12%-33% 14%-23,5% * Die höheren Werte werden jeweils von den Güterzugfahrten verursacht ** Der Abstand bezieht sich auf das derzeitige Bestandsgleis *** Die Abstände beziehen sich auf die beiden Gleise im Begegnungsabschnitt Es zeigt sich, dass im Bereich Rehfelde südlich der Bahn es in allen Fällen zu einer Erhöhung der Erschütterungsimmissionen durch den Umbau der Strecke kommen wird. Die Erhöhungen betragen für betroffene Gebäude mit Abständen 30 m zum Bestandsgleis, je nach baudynamischen Gegebenheiten (Deckeneigenfrequenzen) ca. 6 % bis 24 % und liegen daher im zumutbaren Bereich (Maximale Erhöhung < 25 %). Für Gebäude mit Abständen 40 m zum Bestandsgleis sind zu dem die Anforderungen der DIN für ein Wohngebiet generell eingehalten. Mögliche Ansprüche auf Schutzmaßnahmen auf Grund von Erschütterungen sind daher für den Bereich Rehfelde südlich der Bahn für Gebäude mit Abständen 30 m zum Bestandsgleis auszuschließen. Lediglich für ein Gebäude (Rudolf-Breitscheid-Str. 23) übersteigen die Erschütterungsimmissionen nach Fertigstellung des Begegnungsabschittes auf Grund des näher rückenden zusätzlichen Gleises mit einer Erhöhung der Immissionswerte von 12 % bis 42,5 % die Zumutbarkeitsschwelle der Überschreitung von 25 %. Ansprüche auf Schutzmaßnahmen auf Grund von Erschütterungen sind daher für den Bereich Rehfelde südlich der Bahn für dieses eine Gebäude gegeben. 29. Oktober 2015 Seite 26

27 7 Maßnahmen Maßnahmen zur Minderungen der Erschütterungen an Schienenwegen sind prinzipiell an 3 Stellen möglich: am Emissionsort (Gleis), am Übertragungsort (Boden) und am Immissionsort (Gebäude). Maßnahmen am Übertragungsweg entlang von Bahnstrecken erreichen generell nur sehr geringe Minderungen und sind in ihrer Wirksamkeit mit großen Unsicherheiten behaftet. Zudem sind diese Maßnahmen mit erheblichen Kosten verbunden, so dass sie technisch und wirtschaftlich nicht zu vertreten sind. Maßnahmen an bestehenden älteren Gebäuden, wie im vorliegenden Falle, sind zumeist nur eingeschränkt möglich und in der Regel nicht zielführend. Als mögliche Maßnahmen zur Reduzierung der Erschütterungsimmissionen im Gleisbereich hat sich der Einsatz von Unterschottermatten bewährt. Da auf der Strecke allerdings Güterzüge verkehren, kommen gemäß der Bahnnorm DB BN [11] nur relativ steife Unterschottermatte in Frage. Da die Erschütterungen im betroffenen Gebäude im Wesentlichen durch Anregungen von Deckeneigenfrequenzen im Frequenzbereich zwischen 25 Hz und 40 Hz verursacht werden, kann mit solchen Unterschottermatten keine ausreichende Minderung der Erschütterungen erzielt werden. Die Maßnahme Unterschottermatten scheidet daher in diesem speziellen Falle aus technischen Gründen aus. Alternativ kämen theoretisch tief abgestimmte Masse- Feder-Systeme in Frage. Diese Systeme sind zum einen mit erheblichen Kosten verbunden, zum anderen fanden solche Systeme bisher noch keinen Einsatz im Bereich oberirdischer Strecken mit normalem Schotteroberbau. Es existieren daher für solche Systeme weder Einsatzerfahrungen noch technische Zulassungen. Da nur ein relativ kleiner Bereich des Umbauabschnittes und darin auch nur ein Gebäude betroffen ist, muss die Verhältnismäßigkeit einer solchen Maßnahme gemäß VwVfG [12] geprüft werden. In 74 VwVfG ist aufgeführt: Sind solche Vorkehrungen oder Anlagen untunlich oder mit dem Vorhaben unvereinbar, so hat der Betroffene Anspruch auf angemessene Entschädigung in Geld. Es ist daher im vorliegenden Falle die Anwendbarkeit von 74 VwVfG zu prüfen. 29. Oktober 2015 Seite 27

28 8 Zitierte Unterlagen Folgende Unterlagen fanden Verwendung: [1] DIN : Messung von Schwingungsimmissionen. Teil 1: Schwingungsmesser; Anforderungen, Prüfung. September 2010 [2] DIN : Messung von Schwingungsimmissionen. Teil 2: Messverfahren. Juni 2005 [3] DIN 4150 Teil 2: Erschütterungen im Bauwesen, Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden. Juni 1999 [4] 24. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verkehrswege-Schallschutzmaßnahmenverordnung 24. BImSchV) vom [5] Garburg, Rüdiger: Erschütterungen und sekundärer Luftschall. DB AG Richtlinien bis , Entwurf vom [6] Grütz, H.-P.; Said, A.; Garburg, R.: Ermittlung des sekundären Luftschalls aus dem Schienenverkehr ; Zeitschrift für Lärmbekämpfung, Band 53 (2006) Heft Nr. 1 - Januar [7] Begegnungsabschnitt Rehfelde Strecke 6078, km 29,800 bis km 32,814; Schalltechnische Untersuchung; DB Systemtechnik Bericht I.TVI 32(1)-V02 vom [8] Zugzahlen auf den DB Strecken 6078, Abschnitt Herrensee Rehfelde für den Prognosehorizont 2025 entnommen aus [7] [9] Bundesverwaltungsgerichtsurteile BVerwG, Urteil vom , Az 11 A 18/98; Beschluss vom Az: 9 B 57/01; Urteil vom Az 11 A 6/00 [10] Müller-BBM Messung vom 22. Oktober 2015 im Bereich Herrensee/Rehfelde [11] DB BN(TL) ; Technische Lieferbedingungen für Unterschottermatten, Sept [12] Verwaltungsverfahrensgesetz (VwVfG) in der aktuell gültigen Fassung 29. Oktober 2015 Seite 28