Lärmminderung an Eisenbahnbrücken Messkonzept zur Ermittlung von Einfügedämmungen und Korrekturfaktoren. Dr. Dorothée Stiebel. DB Systemtechnik GmbH

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1 Lärmminderung an Eisenbahnbrücken Messkonzept zur Ermittlung von Einfügedämmungen und Korrekturfaktoren Dr. Dorothée Stiebel DB Systemtechnik GmbH DB Systemtechnik GmbH Dorothée Stiebel 1 T.TVI32(1) Darmstadt,

2 Übersicht 1 Einleitung 2 Bisheriges Messkonzept 3 Neues Mess- und Auswertekonzept 4 Zusammenfassung und Ausblick 2

3 Übersicht 1 Einleitung 2 Bisheriges Messkonzept 3 Neues Mess- und Auswertekonzept 4 Zusammenfassung und Ausblick 3

4 Motivation Im Netz der DB AG befinden sich Eisenbahnbrücken. Ein großer Anteil davon liegt in bewohnten Gebieten. Die Schallabstrahlung der Brücken muss bei der Lärmvorsorge bzw. der Lärmsanierung berücksichtigt werden. Berücksichtigung in den Berechnungsvorschriften Schall 03 und Schall 03 neu. 4

5 Schallabstrahlung von Brücken Rollgeräusch 100 Brücke Schalldruckpegel (db) db freie Strecke 88 db Frequenz (Hz) Brückendröhnen Brückenzuschlag: 7 db 5

6 Bewertung des Brückendröhnens Beispiel: Direkt befahrene Stahlbrücke Schall 03 neu: 18 Brückenzuschlag db 6 db 3 db Brücke Bildung von Brückenkategorien: Direkt befahrene Stahlbrücken Stahlbrücken mit Schotteroberbau Lärmarm konstruierte Stahlbrücken mit Schotteroberbau 6

7 Maßnahmen zur Reduktion des Brückendröhnens Bisher eingesetzte Maßnahmen: Brücke Innovationen im Rahmen des Konjunkturpaketes II: Besohlte Schwellen Quelle: Getzner Dynamische Entkopplung führt zur Minderung des Brückendröhnens Korrekturfaktor (mittlere Differenz der Brückenzuschläge ohne und mit Maßnahme): 3 db Brückendämpfer Quelle: Schrey und Veit 7

8 Übersicht 1 Einleitung 2 Bisheriges Messkonzept 3 Neues Mess- und Auswertekonzept 4 Zusammenfassung und Ausblick 8

9 Messung des Wirkung einer Maßnahme Messkonzept: Brücke Ohne Maßnahme Freie Strecke Ohne Maßnahme Einfügedämmung: Differenz Luftschallspektren Einbau Maßnahme Mit Maßnahme Ohne Maßnahme Frequenz Korrekturfaktor laut Schall 03 neu : Differenz Brückenzuschläge x db 9

10 Einfluss der Frequenzabhängigkeit des Brückendröhnens auf den Korrekturfaktor Fall 1 Brückendröhnen Fall 2 Brückendröhnen Einfügedämmung Einfügedämmung Frequenz Frequenz Korrekturfaktor hoch! Korrekturfaktor gering! 10

11 Einfluss der Umgebung Die für die Tests verwendeten Brücken lagen teilweise in innerstädtischem Bereich: Hintergrundgeräusche Kein Referenzmesspunkt Beeinflussung durch Vegetation Neues Mess- und Auswertekonzept basierend auf Luftschall- und Körperschall-Messungen Einbau an Brücken in innerstädtischer Lage 11

12 Übersicht 1 Einleitung 2 Bisheriges Messkonzept 3 Neues Mess- und Auswertekonzept 4 Zusammenfassung und Ausblick 12

13 Zusätzliche Körperschallmessungen Messpunkte: Schiene / Schwelle Fahrbahn Stegblech Körperschallpegel Fahrbahn [db] Transferfuktion Schwelle - Fahrbahn [db] Beispiel Beispiel Körperschall Transferfunktion: Fahrbahn: ,5 31, Frequenz [Hz] [Hz] 13

14 Beispiel: Lärmarme konstruierte, stählerne Trogbrücke DB-internes Projekt Leise Brücke ( ) Eine realisierte Stahlbrücke mit 100 mm dickem Fahrbahnblech wurde als relativ leise Brücke identifiziert. Um die Ursache hierfür herauszufinden, wurden kombinierte Luftschall- und Körperschall-Messungen durchgeführt. Transferfuktion Fahrbahn - Stegblech [db] Eigenfrequenz Stegblech , Frequenz [Hz] Ergebnis: In Kombination mit Simulationen konnten Konstruktionsvorgaben für lärmarme stählerne Trogbrücken erstellt werden. 14

15 Vergleich Einfügedämmung aus Luftschall- und Körperschall-Messungen Differenz Körper- / Luftschallpegel (db LS (1 m unter EÜ) LS (1 m neben EÜ) LS(15 m neben EÜ) KS (Querträger) KS (Längsträger) Vorgehen: Eine direkt befahrene Stahlbrücke wurde mit elastischen Schienenbefestigungen ausgestattet. Die Wirkung wurde als Einfügedämmung bestimmt. Einfügedämmungen aus Körperschall- Messungen: Brücke 1 Brücke 2 Brücke Frequenz (Hz) Frequenz 15

16 Verfahren zur Umrechnung in Korrekturfaktoren Maßnahme: Unterschottermatte (USM) Vorhandene Luftschallmessung an Brücke und freier Strecke Einfügedämmung (db) Brücke ohne Maßnahme Fiktive Anwendung der USM auf der Brücke freie Strecke Frequenz (Hz) Frequenz (Hz) Schalldruckpegel (db) Schalldruckpegel (db) Brücke ohne Maßnahme Brücke mit Maßnahme freie Strecke Frequenz (Hz) Brückenzuschlag ohne USM: 3,5 db Brückenzuschlag mit USM 0,9 db Korrekturfaktor der USM: 2,6 db

17 Nachweis der Anwendbarkeit am Beispiel der Unterschottermatte Brücke Zuschlag ohne Maßnahme Zuschlag mit Maßnahme Korrekturfaktor Brücke 1 3,5 0,9 2,6 Brücke 2 3,1 0,2 2,9 Brücke 3 7,0 1,6 5,5 Brücke 4 2,9 1,1 1,7 Brücke 5 9,1 2,6 6,5 Brücke 6 10,6 5,5 5,1 Mittelwert 6,0 2,0 4,0 Anwendung: Absicherung von Korrekturfaktoren ermittelt aus Luftschall-Messungen 17

18 Übersicht 1 Einleitung 2 Bisheriges Messkonzept 3 Neues Mess- und Auswertekonzept 4 Zusammenfassung und Ausblick 18

19 Zusammenfassung und Ausblick Das bestehende Messkonzept basierend auf Luftschall-Messungen wurde vorgestellt. Die Entwicklung neuer Maßnahmen und die Messung der Wirkung in innerstädtischem Gebiet erforderten ein neues Messkonzept basierend auf Luftschall- und Körperschall- Messungen. Das neue Konzept beinhaltet die Messung von Einfügedämmungen und die Umrechnung in Korrekturfaktoren laut Schall 03 neu mit Hilfe vorhandener Luftschall- Messungen an Brücken. Eine Anwendung im Rahmen des Konjunkturpaketes II ist speziell für die Bestimmung der Wirkung besohlter Schwellen und Brückendämpfer vorgesehen. 19

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 20