VIBRATIONSUTREDNING U1 HEDEMORA KOMMUN Brunnsjöliden, Hedemora kommun

Transkript

1 U1 HEDEMORA KOMMUN Utredning avseende vibrationspåverkan från tågtrafik på Dalabanan, km 23, inför nybyggnation av bostadsfastigheter

2 U1 PROJEKTINFORMATON Beställare Hedemora kommun Miljö- och samhällsbyggnadsförvaltningen Att. Carina Jacob Hökargatan Hedemora Konsult Metron Miljökonsult AB Kompanivägen Falun Handläggare P-O Bjelkström Granskare Ann-Sofie Wessberg Referensnr U1 Dokument Antal sidor 8 Antal bilagor 2 TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U Sid 2(8)

3 U1 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. UPPDRAG Syfte Underlag 4 2. BAKGRUND 4 3. OBJEKT OCH FÖRUTSÄTTNINGAR Dalabanan, km KRITERIER Komfortstörning Byggnadsskador 6 5. VIBRATIONSMÄTNING Använd mätutrustning 7 6. MÄTRESULTAT 7 7. BEDÖMNINGAR Påförda vibrationer Impedans Geometrisk dämpning Resonanseffekter Framtida trafik- och hastighetsökning på Dalabanan 8 8. SLUTSATS 8 BILAGOR 1. Översiktskarta (1 sida) Vibrationsprotokoll (13 sidor) TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U Sid 3(8)

4 U1 1. UPPDRAG 1.1 Syfte Metron Miljökonsult AB har på uppdrag av Hedemora kommun utfört vibrationsmätningar inför nybyggnation inom projekt. Mätningar och bedömningar har utförts med avseende på risk för framtida komfortstörningar och byggnadsskador. Föreliggande rapport syftar till att klarlägga om Trafikverkets riktlinje avseende komfortvibrationer kan innehållas för färdiga byggnader och utreda om det finns risk för byggnadsskador till följd av vibrationer från tågtrafik på Dalabanan. 1.2 Underlag Vibrationsmätning utförd under perioden Syn på plats , utförd av Metron Miljökonsult AB, P-O Bjelkström Information från Hedemora kommun, Carina Jacob Plankarta, skala 1:1000 Svensk Standard - SS Vibration och stöt Mätning och riktvärden för bedömning av komfort i byggnader Svensk Standard SS Riktvärden och mätmetoder för vibrationer i byggnader orsakade av pålning, spontning, schakt och packning Trafikverkets riktlinje TDOK 2014:1021 Trafikverkets riktvärden för buller och vibrationer Geologisk karta, SGU 2. BAKGRUND Hedemora kommun har för avsikt att fastställa detaljplan med byggrätt inom Brunnsjöliden, Hedemora kommun. Inför fastställandet av detaljplanen kräver Trafikverket en vibrationsutredning som klargör utbredning av markvibrationer. Utredningen ska visa att kriterier i enlighet med Trafikverkets riktlinje TDOK 2014:1021 avseende järnväg innehålls. Dalabanan passerar som närmast 115 meter nordost om den del inom områdena där uppförande av nya hus kan ske. 3. OBJEKT OCH FÖRUTSÄTTNINGAR 3.1 Området består av tre stycken delområden. Inom område ett finns möjlighet att stycka av tomter för byggnation av villor, i område två planeras ett nytt bostadsområde och område tre utgörs i dagsläget av ett befintligt bostadsområde. För placering av respektive område i förhållande till Dalabanan se bild 1 och bilaga 1. TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U Sid 4(8)

5 U1 Typ av byggnader, husens storlek och utformning är inte fastställd vid denna PM s upprättande. Det framgår dock av detaljplanen att högsta byggnadshöjd är 7,6 meter, vilket innebär att husen kommer uppföras med maximalt två våningsplan. Enligt översiktlig jordartskarta från SGU utgörs undergrunden av lera för samtliga tre områden. Bild 1. Översikt Brunnsjöliden, Hedemora 3.2 Dalabanan, km 23 Dalabanan passerar nordost om Brunnsjöliden, med ett närmsta avstånd på ca 115 meter mellan byggbar del området till närmsta räl, se översiktskarta bilaga 1. I höjd med fastigheterna utgörs sträckan av ett spår, översikt se karta bilaga 1 samt bild 2. Bild 2. Vy över spårområde Banan har betongslipers och helsvetsad räl. Spårområdet bedöms enligt översiktlig okulär bedömning vara i gott skick. TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U Sid 5(8)

6 U1 Maxhastigheten är 130 km/h för persontåg och 100 km/h för godståg förbi nybyggnadsområdet. Generell maxlast på aktuell bansträckning är 3100 ton och axellasten 30 ton. Dagens trafik uppges till ca 40 tåg per dygn, varav ca 15 stycken är godståg. Med ledning av översiktlig geologisk karta från SGU, bedöms banområdet vara grundlagt på lera. Under mätperioden har tågen passerat med normal hastighet enligt information från driftledningscentralen i Gävle. 4. KRITERIER 4.1 Komfortstörning I Trafikverkets riktlinje avseende buller och vibrationer från trafik på väg och järnväg, TDOK 2014:1021, redovisas riktvärdet för godtagbar miljö 0,4 mm/s vägd RMS i bostadshus maximalt fem gånger per trafikårsmedelnatt. Dock får komfortnivån aldrig överstiga 0,7 mm/s vägd RMS. Redovisade nivåer gäller vid nybyggnation av bostäder intill järnväg och statliga vägar. Bedömningsgrunden för denna studie är att inga vibrationer skall överstiga 0,4 mm/s vägd RMS. 4.2 Byggnadsskador Några kriterier avseende tillåtna vibrationsnivåer från väg- och tågtrafik gällande byggnadsskador finns i dagsläget inte. Inom ramen för ett standardiseringsarbete avseende ett framtida tillägg avseende trafikvibrationer till Svensk Standard SS Riktvärden och mätmetoder för vibrationer i byggnader orsakade av pålning, spontning, schaktning och packning har redovisats ett delmaterial avseende internationella kriterier och standarder. I materialet återfinns en tysk standard DIN 4150 Tail 3, som redovisar att skador från trafikvibrationer understigande vibrationsnivån 5 mm/s med frekvenser <10 Hz är undantag. 5. VIBRATIONSMÄTNING Vibrationsmätning utfördes under perioden För att återspegla vibrationsresponsen inom områdena utfördes mätning inom två stycken mätpunkter. Valet av mätplatser lokaliserades till område 1. Anledningen är att detta område är beläget närmst järnvägen och en liknande förväntad geometrisk dämpning med hänsyn till rådande geologi inom de tre områdena. Mätning har utförts genom två treriktningsgivare monterade på grundläggningsnivå i två befintliga hus, Syllen 2 och Lövkojan 8, vilka är belägna mellan järnvägen och nybyggnadsområde 1. För exempel på montering, se bild 2. Mätsystemet har programmerats att mäta och registrera inkommande vibrationsförlopp över nivån 0,2 mm/s. Mättiden för den löpande mätningen valdes till 30 sek/ tågpassage. TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U Sid 6(8)

7 U1 Bild 3. Montering inom Syllen Använd mätutrustning Registrering av vibrationsdata har utförts med ett helautomatiskt system FRED 06. Instrumentet registrerar och beräknar ppv. Som mätgivare har använts geofoner typ SM 6, signalanpassade till Hz. Systemet uppfyller kraven enligt Svensk Standard SS , SS och Trafikverkets riktlinjer TDOK 2014: MÄTRESULTAT Under mätperioden, 7 dygn, har totalt ca 280 tåg passerat utredningsområdet. I nedanstående tabell 1 och 2 redovisas översiktligt maxnivåer, nattetid 22-06, från utförd vibrationsmätning på grundläggningsnivå inom fastigheterna Syllen 2 och Lövkojan 8. Tabell 1. Sammanställning av maxvärden, nattetid 22-06, inom fastighet Syllen 2. Avstånd Max vibration Frekvens Max komfort, järnväg Peak (mm/s) (Hz) horisontellt (m) Mätdata avseende fastighet Syllen 2 redovisas i vibrationsprotokoll, se bilaga 2.1. Mätdata avseende fastighet Lövkojan 8 redovisas i vibrationsprotokoll, se bilaga 2.2. Max komfort, vertikalt 30 0,5 10 0,13 0,13 Tabell 2. Sammanställning av maxvärden, nattetid 22-06, inom fastighet Lövkojan 8. Avstånd Max vibration Frekvens Max komfort, järnväg Peak (mm/s) (Hz) horisontellt (m) Max komfort, vertikalt 90 0,4 21 0,08 0,06 TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U Sid 7(8)

8 U1 7. BEDÖMNINGAR 7.1 Påförda vibrationer Under mätperioden har, enligt uppgift från operativ chef på driftledningscentralen Gävle inga störningar på bandelen förekommit, vilket legitimerar utförda mätningar. Vidare har tågvikten under mätperioden som mest uppgått till 2821 ton vilket är likvärdigt med sträckans maxtonnage. 7.2 Impedans Då mätningarna utförts på befintliga byggnader är vibrationsresponsens dämpning från mark till byggnad redan i mätresultatet. 7.3 Geometrisk dämpning Geometrisk dämpningen från mätpunkt 1 (30 m) till bakomliggande mätpunkt 2 (90 m) är ca 40% per 60 m. En 40% dämpning indikerar på lös mark med stor mäktighet. Dämpningen på längre avstånd än 90 meter från järnvägen har inte studerats. 7.4 Resonanseffekter I det fall byggnaderna byggs i mer än ett våningsplan finns en risk att resonanseffekter uppstår. I en normal trävilla uppgår förstärkningen från bottenplattan till andra våningsplanet till 2-3 gånger. Vid byggnation i betong blir resonanseffekten marginell om byggnation sker i endast två våningsplan. 7.5 Framtida trafik- och hastighetsökning på Dalabanan Enligt vad som framkommit inom ramen för denna utredning finns ingen planerad ökning av vare sig mängden tåg eller hastighet inom överskådlig tid. I Trafikverkets riktlinje avseende buller och vibrationer från trafik på väg och järnväg, TDOK 2014:1021, redovisas riktvärdet för godtagbar miljö 0,4 mm/s vägd RMS i bostadshus maximalt fem gånger per trafikårsmedelnatt. Bedömningsgrunden för denna studie är att boende inte skall behöva utsättas för vibrationer över 0,4 mm/s vägd RMS, vilket innebär att ingen hänsyn av eventuell ökad trafikmängd heller är erforderlig i framtiden. Då ingen hastighetsökning inte planeras inom överskådlig tid har ingen hänsyn tagits till ett sådant scenario. 8. SLUTSATS Vid byggnation enligt punkt 3.1 krävs ur vibrationshänseende ingen extra åtgärd i mark för att innehålla komfortkriteriet 0,4 mm/s vägd RMS. Med uppmätta markvibrationer upptill 0,5 mm/s föreligger ingen risk för byggnadsskador till följd av tågtrafik på Dalabanan. TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U Sid 8(8)

9 U1, bilaga 1 ÖVERSIKTSKARTA MP 1: Syllen 2 Område 1 MP 2: Lövkojan 8 Dalabanan, km 23 Område 2 Område 3 TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U1, bilaga Sid 1(1)

10 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.1 HEDEMORA SYLLEN 2 Projekt: Utredning av vibrationer från tågtrafik på Dalabanan, km 23 Uppdragsgivare: Kontaktperson: Hedemora kommun Carina Jacob Mätperiod: Instrument: Fred Givare: Met 3008 Mätning utförd av: Emma Lennmark Appelbom Mätplats givare 2: Mätplats givare 3: Mätplats givare 4: Grundläggningsnivå/ horisontellt, tvärs spår Grundläggningsnivå/ horisontellt, längs spår Grundläggningsnivå/ vertikalt Triggnivå givare 2-4: 0,2 mm/s Mättid: 30,0 s Pretrigg: 5% Samplingshastighet: 1500 samplingar/s Frekvensomfång: 1-80 Hz Insamlad mätdata: 393 Mätdata i tabell 5: 57 (Utsnitt kl ) Rådata: TellUs\17229\Vibrationsmätning\ DAT Utrustning: Mätutrustningen uppfyller krav som ställs i Svensk Standard SS Övrigt: Mätdata analyserad av: Granskad av: Mätpunkten är placerad 30 meter från närmsta räl P-O Bjelkström Ann-Sofie Wessberg TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 1(7)

11 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.1 Sammanställning Tabell 1: Mätvärde för högsta komfort nattetid kl 22-06, horisontellt. Tågföring Komfortvärde Givare Datum Tid Längd/ Vikt (m)/(t) :13:17 0,13 Ingen uppgift Tabell 2: Mätvärde för högsta komfort nattetid kl 22-06, vertikalt. Tågföring Komfortvärde Givare Datum Tid Längd/ Vikt (m)/(t) :31:53 0,13 515/ 778 Tabell 3: Natthändelser (kl ) över 0,4 respektive 0,7 mm/s vägd RMS under mätperioden, per dygn. Datum Antal registreringar över Antal registreringar över 0,4 mm/s vägd RMS 0,7 mm/s vägd RMS Tabell 4: Antal överskridande natthändelser (kl 22 06) under mätperioden. Antal registreringar över Antal registreringar över Antal mätdygn 0,4 mm/s vägd RMS 0,7 mm/s vägd RMS Tyngsta tåg under mätperioden passerade Hedemora station ca kl 21:33. Tåget mätte 474 meter och vägde 2821 ton. Vid denna passage registrerades 0,10 mm/s vägd RMS vertikalt och 0,09 mm/s vägd RMS horisontellt. Kurvförlopp och frekvensspektrum för högsta uppmätta komfortvärde nattetid se bild 1-2, sida 3. Mätdata redovisas i sin helhet i tid/ värde diagram, sid 6-7. TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 2(7)

12 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.1 Kurvförlopp och frekvensspektrum 0, :31:53 givare 4 0,3 0,2 Hastighet [mm/s] 0,1 0-0,1-0,2-0,3-0, Tid [ms] Bild 1. Kurvförlopp grundläggningsnivå/ vertikalt, längs spår (givare 4), :31:53 0, :31:53 givare 4 0,012 0,011 0,01 0,009 0,008 Magnitud 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0, Frekvens [Hz] Bild 2. Frekvensspektrum för kurvförlopp bild 3 TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 3(7)

13 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.1 Mätdata Tabell 5: Mätdata enligt utsnitt nattetid Kanal Datum Tid Mätvärde (mm/s) Frekvens (Hz) Komfortvärde Tågföring Längd/ Vikt (m)/(t) Anm :23:12 0,2 11 0,05 520/ :23:12 0,3 17 0, :23:12 0,3 12 0, :37:51 0,2 10 0,06 423/ :37:51 0,2 10 0, :37:51 0,3 10 0, :13:17 0,3 12 0,10 Ingen uppgift :13:17 0,5 9 0, :13:17 0,4 7 0, :19:41 0,2 10 0,05 446/ :19:41 0,2 11 0, :19:41 0,3 12 0, :06:21 0,3 12 0,07 16/ :06:21 0,3 22 0, :06:21 0,5 11 0, :19:34 0,3 22 0,08 335/ :19:34 0,3 11 0, :19:34 0,3 16 0, :23:30 0,2 12 0,05 488/ :23:30 0,3 12 0, :23:30 0,3 17 0, :42:05 0,3 20 0,06 16/ :42:05 0,2 10 0, :42:05 0,3 11 0, :54:20 0,2 10 0,05 16/ :54:20 0,3 10 0, :54:20 0,3 15 0, :46:44 0,2 16 0,06 187/ :46:44 0,3 9 0, :46:44 0,3 13 0, :28:51 0,3 13 0,09 515/ :28:51 0,4 22 0, :28:51 0,3 25 0,10 TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 4(7)

14 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.1 Kanal Datum Tid Mätvärde (mm/s) Frekvens (Hz) Komfortvärde Tågföring Längd/ Vikt (m)/(t) Anm :04:22 0,3 8 0,06 488/ :04:22 0,3 10 0, :04:22 0,3 12 0, :31:53 0,3 15 0,10 515/ :31:53 0,4 12 0, :31:53 0,4 5 0, :55:25 0,2 22 0,05 36/ :55:25 0,3 21 0, :55:25 0,3 8 0, :08:54 0,3 20 0,06 155/ :08:54 0,3 25 0, :08:54 0,4 10 0, :53:37 0,3 4 0,06 Uppgift saknas :53:37 0,2 7 0, :53:37 0,3 7 0, :25:47 0,3 10 0,07 Uppgift saknas :25:47 0,3 11 0, :25:47 0,5 10 0, :02:16 0,2 26 0,04 Uppgift saknas :02:16 0,2 14 0, :02:16 0,3 6 0, :48:40 0,2 16 0,05 Uppgift saknas :48:40 0,2 29 0, :48:40 0,2 16 0,08 TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 5(7)

15 U1, bilaga 2.1 Relevanta mätvärden avseende komfort (givare 2-4) 2 1,8 1,6 Komfortvärde mm/s vägd RMS 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Relevanta registeringar i bjälklag vägd RMS Utsnitt: Mätperiod: Rådata: TellUs\17229\Vibrationsmätning\ DAT Komfort, horisontell tvärs spår Komfort, horisontell längs spår Komfort, vertikal Komfort, vertikal Natt Komfort, horisontell längs spår Natt Komfort, horisontell tvärs spår Natt TellUs\17229\Vibrationsmätning\ U1, bilaga Sida 6(7)

17 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.2 HEDEMORA LÖVKOJAN 8 Projekt: Utredning av vibrationer från tågtrafik på Dalabanan, km 23 Uppdragsgivare: Kontaktperson: Hedemora kommun Carina Jacob Mätperiod: Instrument: Fred Givare: Met 3005 Mätning utförd av: Emma Lennmark Appelbom Mätplats givare 2: Mätplats givare 3: Mätplats givare 4: Grundläggningsnivå/ horisontellt, tvärs spår Grundläggningsnivå/ horisontellt, längs spår Grundläggningsnivå/ vertikalt Triggnivå givare 2-4: 0,2 mm/s Mättid: 30,0 s Pretrigg: 5% Samplingshastighet: 1500 samplingar/s Frekvensomfång: 1-80 Hz Insamlad mätdata: 234 Mätdata i tabell 5: 39 (Utsnitt kl ) Rådata: TellUs\17229\Vibrationsmätning\ DAT Utrustning: Mätutrustningen uppfyller krav som ställs i Svensk Standard SS Övrigt: Mätdata analyserad av: Granskad av: Mätpunkten är placerad 90 meter från närmsta räl P-O Bjelkström Ann-Sofie Wessberg TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 1(6)

18 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.2 Sammanställning Tabell 1: Mätvärde för högsta komfort nattetid kl 22-06, horisontellt. Tågföring Komfortvärde Givare Datum Tid Längd/ Vikt (m)/(t) :13:15 0,06 Ingen uppgift Tabell 2: Mätvärde för högsta komfort nattetid kl 22-06, vertikalt. Tågföring Komfortvärde Givare Datum Tid Längd/ Vikt (m)/(t) :13:15 0,08 Ingen uppgift Tabell 3: Natthändelser (kl ) över 0,4 respektive 0,7 mm/s vägd RMS under mätperioden, per dygn. Datum Antal registreringar över Antal registreringar över 0,4 mm/s vägd RMS 0,7 mm/s vägd RMS Tabell 4: Antal överskridande natthändelser (kl 22 06) under mätperioden. Antal registreringar över Antal registreringar över Antal mätdygn 0,4 mm/s vägd RMS 0,7 mm/s vägd RMS Tyngsta tåg under mätperioden passerade Hedemora station ca kl 21:33. Tåget mätte 474 meter och vägde 2821 ton. Vid denna passage registrerades 0,06 mm/s vägd RMS vertikalt och 0,05 mm/s vägd RMS horisontellt. Kurvförlopp och frekvensspektrum för högsta uppmätta komfortvärde nattetid se bild 1-2, sida 3. Mätdata redovisas i sin helhet i tid/ värde diagram, sid 6. TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 2(6)

19 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.2 Kurvförlopp och frekvensspektrum :13:15 givare 4 0,3 0,2 Hastighet [mm/s] 0,1 0-0,1-0,2-0, Tid [ms] Bild 1. Kurvförlopp grundläggningsnivå/ vertikalt, längs spår (givare 4), :13:15 Magnitud 0,026 0,025 0,024 0,023 0,022 0,021 0,02 0,019 0,018 0,017 0,016 0,015 0,014 0,013 0,012 0,011 0,01 0,009 0,008 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0, :13:15 givare Frekvens [Hz] Bild 2. Frekvensspektrum för kurvförlopp bild 1 TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 3(6)

20 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.2 Mätdata Tabell 5: Mätdata enligt utsnitt nattetid Kanal Datum Tid Mätvärde (mm/s) Frekvens (Hz) Komfortvärde Tågföring Längd/ Vikt (m)/(t) Anm :13:15 0,3 10 0,06 Ingen uppgift :13:15 0,3 22 0, :13:15 0,4 5 0, :20:00 0,2 9 0,04 446/ :20:00 0,2 23 0, :20:00 0,2 39 0, :06:20 0,2 29 0,04 16/ :06:20 0,2 21 0, :06:20 0,3 23 0, :19:35 0,2 75 0,04 335/ :19:35 0,2 25 0, :19:35 0,3 25 0, :23:33 0,2 12 0,04 488/ :23:33 0,2 17 0, :23:33 0,3 15 0, :42:05 0,2 56 0,03 16/ :42:05 0,2 28 0, :42:05 0,2 28 0, :46:46 0,2 50 0,03 187/ :46:46 0,2 54 0, :46:46 0,3 33 0, :28:53 0,2 20 0,05 515/ :28:53 0,2 16 0, :28:53 0,3 32 0, :04:33 0,2 9 0,05 488/ :04:33 0,2 15 0, :04:33 0,3 26 0, :31:55 0,2 31 0,04 515/ :31:55 0,3 28 0, :31:55 0,3 21 0, :55:16 0,2 15 0,02 36/ :55:16 0,2 22 0, :55:16 0,3 33 0,05 TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 4(6)

21 (blank VIBRATIONSUTREDNING U1, bilaga 2.2 Kanal Datum Tid Mätvärde (mm/s) Frekvens (Hz) Komfortvärde Tågföring Längd/ Vikt (m)/(t) Anm :53:56 0,2 14 0,03 Uppgift saknas :53:56 0,2 13 0, :53:56 0,2 19 0, :25:47 0,2 41 0,04 Uppgift saknas :25:47 0,3 30 0, :25:47 0,3 36 0,06 TellUs/17229/Vibrationsmätning/ U1, bilaga Sida 5(6)