Geluidemissie spoorbruggen

Vanouds werden spoorbruggen uitgerust met een open rijbaan. Om te voorkomen dat op de onderliggende verkeerswegen lading zou kunnen vallen werden vervolgens aldaar de open rijbanen met platen afgedekt. Een treinpassage van zon brug veroorzaakt een karakteristiek gedreun dat nu binnen veel gemeenten als ernstige geluidshinder voor omwonenden wordt ervaren.

Figuur 1.

Voorbeeld van een open rijvloerconstructie en een spoorstaafbevestiging

film: de Dintelhavenspoorbrug
film: de Zeeburgerdijkbrug

Verschillende gemeenten zijn bezig met het opstellen van plannen hoe te komen tot een reductie van het geluid bij bestaande spoorbruggen. Dit ontstaat vaak na langdurig te zijn geconfronteerd met bezwaren van acties van omwonenden. Zo is men in Amsterdam recent gestart met een project Spoorbruggen. Het project behelst het aanbrengen van geluidreducerende voorzieningen incl. kunsttoepassing aan bestaande bruggen. Geluidsschermen werken wel, maar hebben als nadeel: duur, vragen veel onderhoud, grote aantrekkingskracht op vandalisme en beperking van uitzicht omwonenden.

Geluidemissie wordt steeds meer een ontwerpcriterium bij de huidige ontwikkeling van spoortrajecten, met name die projecten betreffende vrachtroutes (Betuwelijn) en hoge snelheidslijnen (HSL), waarbij de opvatting heerst dat het totale geluidsniveau tijdens de passage van een brug door een trein onder het nagestreefde geluidsniveau van 57 dB(A) in de nabij gelegen woningen dient te liggen.

Op niet beweegbare bruggen en viaducten wordt thans veel gewerkt met een doorgaand ballastbed en dwarsliggers. Het ballastbed zorgt voor:

Figuur 2.

Dintelhavenspoorbrug: ballastbed linker figuur en onderkant rijvloer rechter figuur.

Op grond van ervaring met spoorbruggen met doorgaand ballastbed, opgedaan in met name Frankrijk en Duitsland, terugkerend en intensief onderhoud en bij vooral hoge treinsnelheden beschadiging aan de rail veroorzaakt door (verpulverd) granulaat van ballastbed dat op de rail terecht komt, gaat thans de aandacht uit naar meer geluidsarme en duurzame spoorbruggen. Dit geldt in het bijzonder voor treinverkeer met hoge snelheden en/of hoge aslasten. Het sprekende voorbeeld hiervan is de ingegoten ("embedded") rail. Naast de onderhoudsproblematiek kan terecht de vraag worden gesteld of, mede gelet op het hoge aandeel van eigen gewicht van het ballastbed, de toepassing van doorgaand ballastbed met dwarsliggers, etc. optimaal is.
Er zijn drie vormen van geluidsoverlast te onderscheiden, rolgeluid bruggeluid aërodynamisch geluid.

Rolgeluid

Het betreft hierbij de wiel/rail interactie (incl. remmen) met geluid ontstaan door trillen van wielen, spoorstaven en dwarsliggers. Uit de huidige ontwikkeling van ingegoten spoorstaven blijkt dat een reductie van 7 tot 10 dB(A) t.o.v. het UIC-54 rail op betonnen monoblocs mogelijk is.

Figuur 3.

Voorbeeld van geluidreducerende maatregelen.

(Geïntegreerd ontwerp rechter figuur).

Bruggeluid

Het betreft hierbij de rail/brug interactie waarbij de trillingen van de spoorstaaf naar de brug zelf worden doorgeleid. De brugonderdelen raken in trilling en stralen vervolgens geluid af. Het bruggeluid is meestal veel hoger dan het rolgeluid.

Aërodynamisch geluid

Het betreft hierbij het geluid veroorzaakt door turbulente luchtstromingen langs het oppervlak van de trein.
Geluidniveaus voor verschillende klassieke brugconstructies en passage TGV-Atlantique met 300 km/h, zijn samengevat in tabel 1. Deze tabel geeft aan dat toename van de massa leidt tot afname van het bruggeluid, en leidt snel tot de opvatting dat stalen bruggen lawaaiig zijn.

Brugconstructie

Rolgeluid

Bruggeluid

Aërodynamisch geluid

Geluidssterkte op 50 m afstand en 5 m hoogte

Enkel aardebaan

84

-

74

85

Aardebaan met geluidsscherm

70

-

74

76

Stalen brug

74

94

74

94

Composiet brug dek 0,30 m beton

71

88

74

88

Composiet brug dek 0,80 m beton

71

81

74

82

Betonnen brug

71

74

74

78

Tabel 1.
Geluidsniveaus voor verschillende brugconstructies, passage TGV-Atlantique 300 km/h.

In de praktijk is een vermindering van 5 dB(A) duidelijk hoorbaar en beleeft men een vermindering van 10 dB(A) als een halvering van het geluid; m.a.w. een enorm verschil.

Een samenwerkingsverband tussen Edilon, Heerema Grootint en Holland Railconsult met als uiteindelijk doel te komen tot geluidsarme stalen spoorbruggen heeft veel aan bruikbare onderzoeksresultaten opgeleverd. Zo is een geluidsarme geoptimaliseerde kokerligger ontworpen en toegepast.



Figuur 4.

Geluidsarme spoorbrug;
geoptimaliseerde kokerligger.















Figuur 5.

Toepassingsvoorbeeld geluidsarme spoorbrug: Xabregas Bridge, Lissabon.

Het concept kent in vergelijking met de traditionele pi-ligger spoorbrug bijkomende voordelen, zoals een reductie van de constructiehoogte en een verbeterde duurzaamheid.
In combinatie met ingegoten spoorstaaf geldt dat stalen bruggen niet noemenswaardig meer lawaai veroorzaken dan betonnen bruggen. Dit betekent een terugkeer van stalen spoorbruggen in met name stedelijke gebieden.

Referenties

Literatuurlijst

  1. The Silent Bridge® technology, uitgave Stichting Stille Bruggen.
  2. Silent Bridges, uitgave Stichting Stille Bruggen.
  3. Eisses, A.R., de Roo, F., Thompson, D.J., TNO-rapport TPD-HAG-RPT-92-0138
    Geluidemissie "fly-over" hoge snelheidslijn.

Internet sites