Schallabstrahlung von Eisenbahnbrücken
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- Mina Friedrich
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1 Schallabstrahlung von Eisenbahnbrücken - Typische Geräuschspektren - Konstruktionsarten - - Ausführungsbeispiele Prinzipien der Geräuschminderung - Auszug aus: Gastbeitrag im Rahmen der Vorlesung Technische Akustik I am Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik der TU Berlin Von Dr.-Ing. habil. Rüdiger G. Wettschureck TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 1
2 Schallabstrahlung von Eisenbahnbrücken Beim Befahren von Brücken kommt zum Vorbeifahrgeräusch des Zuges infolge Schallabstrahlung der schwingenden Brückenbauteile der Sekundärluftschall der Brücke Dadurch wird der spektrale Schwerpunkt des Gesamtgeräusches im Vergleich mit dem der freien Strecke nach tiefen Frequenzen hin verschoben Dieses Geräusch wird als Brückendröhnen wahrgenommen und kann zu Belästigungsreaktionen bei betroffenen Anwohnern führen TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 2
3 Charakteristik der Schallabstrahlung von Eisenbahnbrücken Gemessen 25 m seitlich (3,5 m über SO) bei Überfahrt von Reisezügen mit Scheibenbremsen auf Schotteroberbau, mit v 130 km/h Stahl-Hohlkasten: 97 db(lin lin), 87 db(a) Stahl-Fachwerk: 89 db(lin lin), 80 db(a) Stahlbeton-Hohlkasten: 85 db(lin lin), 82 db(a) Tiefe Frequenzen Brückendröhnen TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 3
4 Konstruktionsarten von Brücken Stahlbrücken Rangordnung von (1) laut (5) leise 1 Hohlkastenbrücke 2 Trägerrostbrücke 3 Vollwandträgerbrücke TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 4
5 Konstruktionsarten von Brücken Stahlbrücken Rangordnung von (1) laut (5) leise 4 Stabbogenbrücke (unmaßstäblich) 5 Fachwerkbrücke TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 5
6 Brückengeräusche - Belästigungsreaktion Rangordnung der Bauart von Brücken nach Studien der DB AG (Zahlenangaben für L jeweils verglichen mit der freien Strecke) Stahlbrücken o. Schotterbett, o. Maßnahme Stahlbrücken m. Schotterbett, o. Maßnahme Stahlbrücken m. Schotterbett, m. Maßnahme Stahlbetonbrücken m. Schotterbett, o. Maßnahme Stahlbetonbrücken m. Schotterbett, m. Maßnahme L +15 db(a) L +5 db(a) L +3 db(a) L +3 db(a) L 0 0 db(a) Quelle: Wettschureck R G, Nowack R, Measures for reduction of the noise emission of railway bridges, Proceedings Workshop on Noise Emission of Steel Railway Bridges, Rotterdam, 1996 TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 6
7 Brücken Ausführungsbeispiele TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 7
8 Beispiel einer Stahl-Hohlkastenbrücke - Seitenansicht Foto: R. G. Wettschureck Neckarviadukt bei Marbach/N. - während der Bauphase TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 8
9 Beispiel einer Stahl-Hohlkastenbrücke - Seitenansicht Foto: R. G. Wettschureck Neckarviadukt bei Marbach/N. - nach Inbetriebnahme TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 9
10 Stahl-Stabbogenbrücke - Seitenansicht Foto: DB-VersA, München EBR Mittellandkanal b. Lohnde - Str. Hannover-Wunstorf TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 10
11 Stahl-Fachwerkbrücke - unten liegende Fahrbahn Foto: W. Lieschke Havelbrücke bei Rathenow: NBS Hannover - Berlin TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 11
12 Verbund-Fachwerkbrücke - oben liegende Fahrbahn Foto: R. G. Wettschureck Brücke über die Isar: München-Großhesselohe TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 12
13 Stahlbeton-Hohlkastenbrücke Massivbrücke Foto: R. G. Wettschureck NBS Hannover-Würzburg, Maintalbrücke b. Gemünden TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 13
14 Brücken prinzipiell mögliche m Minderungsmaßnahmen TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 14
15 Prinzipiell mögliche Minderungsmaßnahmen - Von der Schiene zur Brückenfahrbahn hin gesehen - Grundsätzlich kommen die gleichen und bewährten Maßnahmen in Frage wie in Tunnelstrecken Wie in der Vorlesung Körperschall an Eisenbahnstrecken im Sommersemester ausführlich dargestellt werden wird, sind dies vor allem folgende Maßnahmen: Der Einbau elastischer Schienenbefestigungen Der Einbau elastischer Schwellenlager besohlte Schwellen Der Einbau elastischer Gleisbettmatten zwischen Schotterbett und Brückenfahrbahn Unterschottermatten Die elastische Lagerung der Gleistragplatte (als Schottertrog oder als schotterlose Feste Fahrbahn) Masse-Feder Feder-System TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 15
16 Prinzipien der Körperschalldämmung am Oberbau - von der Schiene ausgehend nach unten gesehen - 1 Elastische Schienenbefestigungen Elastisch eingebettete Schiene: z.b. System EDILON, häufig eingesetzt in den Niederlanden auf Stahl-Hubbrücken (siehe auch: vid/9e7d3566-c09f-296a ae8f0b) Abstimmfrequenz f 0 30 Hz Zw Zwp Zwischenplatte Zwp Einzel-Schienenlager: z.b. System Ioarg 336 zur akustischen Sanierung von Stahlbrücken ohne Schotterbett (siehe auch: de/produkte/system_336/system_336.html) Abstimmfrequenz f 0 25 Hz TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 16
17 2 Elastische Schwellenlager Elastische Schwellensohlen: Akustische Sanierung von Brücken, insbesondere Buckelblechbrücken Abstimmfrequenz f 0 25 Hz Elastische Schwellenschuhe: z.b. System STEDEF bei SNCF oder bei diversen Straßenbahnen, z.b. Genf, Grenoble Abstimmfrequenz f 0 25 Hz Bildquelle: TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 17
18 Buckelblechbrücke (Beispiel) Schotteroberbau ausgebaut Elastischer Schwellenschuh System STEDEF der SNCF Foto: R. G. Wettschureck Bildquelle: TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 18
19 3 Elastische Gleisbettmatten Unterschottermatten Typischer Aufbau mit Unterschottermatten und Seitenmatten Gleisbett Abstimmfrequenz: f 0 15 Hz Seitenmatte Unterschottermatte Bildquelle: TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 19
20 4 Elastisch gelagerte Gleistragplatte: Masse-Feder-System Punktförmige Lagerung: Bei extrem tiefer Abstimmung Ausführung mit Stahlfedern und Viscodämpfern Streifenförmige Lagerung: Häufig in Verbindung mit ca. 1 m langen Fertigteiltrögen, siehe z.b. U-Bahn München Vollflächige Lagerung: Als LMFS Einsatz bei Straßenbahnen und in Strecken des HGV Abstimmfrequenz: f 0 5 Hz Bildquelle: TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 20
21 Weitere Minderungsmaßnahmen Bei Stahlbrücken - hauptsächlich bei schotterlosen Konstruktionstypen - sind außerdem folgende Maßnahmen möglich: Sandwich-Beschichtung der Blechkonstruktion Nachträglicher Schottereinbau in den Schwellenfächern Sekundäre Schallschutzmaßnahmen Dazu zählen - wie beim Straßenverkehr - hauptsächlich: Schallschutzwände und -wälle aktiver Schallschutz 1) Schallschutzfenster passiver Schallschutz ) Die Bezeichnung aktiv hat sich beim Schienenverkehr für quellnahe Sekundärmaßnahmen eingebürgert TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall Rüdiger G. Wettschureck 21
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