Schallabstrahlung von Eisenbahnbrücken - Dr. Rüdiger G ...
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
<strong>Schallabstrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Eisenbahnbrücken</strong><br />
- Typische Geräuschspektren - Konstruktionsarten -<br />
- Ausführungsbeispiele – Prinzipien der Geräuschminderung -<br />
Auszug aus: Gastbeitrag im Rahmen der Vorlesung Technische Akustik I am<br />
Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik der TU Berlin<br />
Von <strong>Dr</strong>.-Ing. habil. <strong>Rüdiger</strong> G. Wettschureck<br />
TUB_WS09/10: Eisenbahn_Luftschall <strong>Rüdiger</strong> G. Wettschureck 1
Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
<strong>Schallabstrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Eisenbahnbrücken</strong><br />
Beim Befahren <strong>von</strong> Brücken kommt zum Vorbeifahrgeräusch<br />
des Zuges infolge <strong>Schallabstrahlung</strong> der schwingenden<br />
Brückenbauteile der “Sekundärluftschall” der Brücke<br />
Dadurch wird der spektrale Schwerpunkt des Gesamtgeräusches<br />
im Vergleich mit dem der freien Strecke nach<br />
tiefen Frequenzen hin verschoben<br />
Dieses Geräusch wird als “Brückendröhnen” wahrgenommen<br />
und kann zu Belästigungsreaktionen bei<br />
betroffenen Anwohnern führen<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Charakteristik der <strong>Schallabstrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Eisenbahnbrücken</strong><br />
Gemessen 25 m seitlich (3,5 m über SO) bei Überfahrt <strong>von</strong> Reisezügen mit<br />
Scheibenbremsen auf Schotteroberbau, mit v 130 km/h<br />
Stahl-Hohlkasten: Stahl Hohlkasten: 97 dB(lin dB( lin), ), 87 dB(A)<br />
Stahl-Fachwerk: Stahl Fachwerk: 89 dB(lin dB( lin), ), 80 dB(A)<br />
Stahlbeton-Hohlkasten: Stahlbeton Hohlkasten: 85 dB(lin dB( lin), ), 82 dB(A)<br />
Tiefe Frequenzen “Brückendröhnen”<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Konstruktionsarten <strong>von</strong> Brücken “Stahlbrücken”<br />
Rangordnung <strong>von</strong> (1) “laut” (5) “leise leise”<br />
1 Hohlkastenbrücke<br />
2 Trägerrostbrücke<br />
3 Vollwandträgerbrücke<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Konstruktionsarten <strong>von</strong> Brücken “Stahlbrücken”<br />
Rangordnung <strong>von</strong> (1) “laut” (5) “leise leise”<br />
4 Stabbogenbrücke<br />
(unmaßstäblich)<br />
5 Fachwerkbrücke<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Brückengeräusche - Belästigungsreaktion<br />
Rangordnung der Bauart <strong>von</strong> Brücken nach Studien der DB AG<br />
(Zahlenangaben für L jeweils verglichen mit der freien Strecke)<br />
Stahlbrücken o. Schotterbett, o. Maßnahme L L +15 dB(A)<br />
Stahlbrücken m. Schotterbett, o. Maßnahme L L +5 dB(A)<br />
Stahlbrücken m. Schotterbett, m. Maßnahme L L +3 dB(A)<br />
Stahlbetonbrücken m. Schotterbett, o. Maßnahme L L +3 dB(A)<br />
Stahlbetonbrücken m. Schotterbett, m. Maßnahme L L 0 0 dB(A)<br />
Quelle: Wettschureck R G, Nowack R, „Measures for reduction of the noise emission of railway bridges“,<br />
Proceedings Workshop on Noise Emission of Steel Railway Bridges, Rotterdam, 1996<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Brücken Ausführungsbeispiele<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Beispiel einer Stahl-Hohlkastenbrücke - Seitenansicht<br />
Foto: R. G. Wettschureck<br />
Neckarviadukt bei Marbach/N. - während der Bauphase<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Beispiel einer Stahl-Hohlkastenbrücke - Seitenansicht<br />
Foto: R. G. Wettschureck<br />
Neckarviadukt bei Marbach/N. - nach Inbetriebnahme<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Stahl-Stabbogenbrücke - Seitenansicht<br />
Foto: DB-VersA, München<br />
EBR Mittellandkanal b. Lohnde - Str. Hannover-Wunstorf<br />
Hannover Wunstorf<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Stahl-Fachwerkbrücke - unten liegende Fahrbahn<br />
Foto: W. Lieschke<br />
Havelbrücke bei Rathenow: NBS Hannover - Berlin<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Verbund-Fachwerkbrücke - oben liegende Fahrbahn<br />
Foto: R. G. Wettschureck<br />
Brücke über die Isar: München-Großhesselohe<br />
München Großhesselohe<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Stahlbeton-Hohlkastenbrücke – „Massivbrücke“<br />
Foto: R. G. Wettschureck<br />
NBS Hannover-Würzburg, Hannover Würzburg, Maintalbrücke b. Gemünden<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Brücken prinzipiell mögliche m gliche<br />
Minderungsmaßnahmen<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Prinzipiell mögliche Minderungsmaßnahmen<br />
- Von der Schiene zur Brückenfahrbahn hin gesehen -<br />
Grundsätzlich kommen die gleichen und bewährten Maßnahmen<br />
in Frage wie in Tunnelstrecken<br />
Wie in der Vorlesung „Körperschall an Eisenbahnstrecken“ im<br />
Sommersemester ausführlich dargestellt werden wird, sind dies<br />
vor allem folgende Maßnahmen:<br />
Der Einbau elastischer Schienenbefestigungen<br />
Der Einbau elastischer Schwellenlager “besohlte Schwellen”<br />
Der Einbau elastischer „Gleisbettmatten“ zwischen Schotterbett und<br />
Brückenfahrbahn Unterschottermatten<br />
Die elastische Lagerung der Gleistragplatte (als Schottertrog<br />
oder als schotterlose Feste Fahrbahn) Masse-Feder<br />
Masse Feder-System System<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Prinzipien der Körperschalldämmung am Oberbau<br />
- <strong>von</strong> der Schiene ausgehend nach unten gesehen -<br />
1 Elastische Schienenbefestigungen<br />
Zw<br />
Zwp<br />
Zwischenplatte Zwp<br />
Elastisch eingebettete Schiene:<br />
z.B. System „EDILON“, häufig eingesetzt<br />
in den Niederlanden auf Stahl-Hubbrücken<br />
(siehe auch: http://www.edilonsedra.com/index.cfm/t/railway/<br />
vid/9E7D3566-C09F-296A-6111019937AE8F0B)<br />
Abstimmfrequenz f 0 30 Hz<br />
Einzel-Schienenlager:<br />
z.B. System „Ioarg 336“ zur „akustischen<br />
Sanierung“ <strong>von</strong> Stahlbrücken ohne Schotterbett<br />
(siehe auch: http://www.vossloh-fasteningsystems.de/s_cms/<br />
de/produkte/system_336/System_336.html)<br />
Abstimmfrequenz f 0 25 Hz<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
2 Elastische Schwellenlager<br />
Elastische Schwellensohlen:<br />
„Akustische Sanierung“ <strong>von</strong> Brücken,<br />
insbesondere „Buckelblechbrücken“<br />
Abstimmfrequenz f 0 25 Hz<br />
Elastische Schwellenschuhe:<br />
z.B. System „STEDEF“ bei „SNCF“ oder bei<br />
diversen Straßenbahnen, z.B. Genf, Grenoble<br />
Abstimmfrequenz f 0 25 Hz<br />
Bildquelle: http://www.getzner.com/werkstoffe<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Buckelblechbrücke (Beispiel)<br />
Schotteroberbau ausgebaut<br />
Foto: R. G. Wettschureck<br />
Elastischer Schwellenschuh<br />
System „STEDEF“ der SNCF<br />
Bildquelle:<br />
http://www.infobruit.com/reims2007/charles_petit.pdf<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
3 Elastische Gleisbettmatten „Unterschottermatten<br />
Unterschottermatten“<br />
Gleisbett<br />
Typischer Aufbau mit<br />
Unterschottermatten<br />
und Seitenmatten<br />
Abstimmfrequenz:<br />
f 0 15 Hz<br />
Seitenmatte<br />
Unterschottermatte<br />
Bildquelle: http://www.getzner.com/werkstoffe<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
4 Elastisch gelagerte Gleistragplatte: „Masse Masse-Feder Feder-System System“<br />
Punktförmige Lagerung:<br />
Bei extrem tiefer Abstimmung Ausführung<br />
mit Stahlfedern und „Viscodämpfern“<br />
Streifenförmige Lagerung:<br />
Häufig in Verbindung mit ca. 1 m langen<br />
Fertigteiltrögen, siehe z.B. U-Bahn München<br />
Vollflächige Lagerung: Als „LMFS“ Einsatz<br />
bei Straßenbahnen und in Strecken des HGV<br />
Abstimmfrequenz: f 0 5 Hz<br />
Bildquelle: http://www.getzner.com/werkstoffe<br />
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Luftschall an Eisenbahnstrecken: Grundlagen – Schallemissionen - Schallimmissionen<br />
Weitere Minderungsmaßnahmen<br />
Bei Stahlbrücken - hauptsächlich bei schotterlosen Konstruktionstypen<br />
- sind außerdem folgende Maßnahmen möglich:<br />
Sandwich-Beschichtung<br />
Sandwich Beschichtung der Blechkonstruktion<br />
Nachträglicher Schottereinbau in den Schwellenfächern<br />
Sekundäre Schallschutzmaßnahmen<br />
Dazu zählen - wie beim Straßenverkehr - hauptsächlich:<br />
Schallschutzwände und -wälle aktiver Schallschutz 1)<br />
Schallschutzfenster passiver Schallschutz<br />
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1) Die Bezeichnung “aktiv” hat sich beim Schienenverkehr für quellnahe<br />
Sekundärmaßnahmen eingebürgert<br />
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