Schwellenbesohlung als Erschütterungsschutz-Massnahme für die netzweite Sanierung im Schienenverkehr (Kurztitel: Erschütterungsschutz Schienenverkehr)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 361.41.10

Schlüsselwörter (Deutsch)

Erschütterungen, Schienenverkehr, Sanierung, Schwellenbesohlung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Der Schienenverkehr ist der grösste Verursacher von Erschütterungen. Ca. 170 km Doppelspur müssen gemäss USG dringend saniert werden. Bis heute stehen jedoch noch keine wirtschaftlich tragbaren Massnahmen zur Erschütterungssanierung zur Verfügung. Aus diesem Grund konnte bisher die Vollzugsverordnung für Erschüt-terungs¬schutz nicht in Kraft gesetzt werden.
Die Schwellenbesohlung gilt als mögliche kostengünstige Sanierungsmassnahme. Sie ist jedoch noch nicht genügend erprobt und in der Schweiz noch nicht zugelassen. In diesem Projekt sollen deshalb die technische Machbarkeit von verschiedenen Typen von weichen Schwellenbesohlungen auf offener Strecke auf ihre Wirksamkeit zum Erschütterungsschutz und den Querverschiebewiderstand getestet werden. Zudem soll das Vorgehen zur Zulassung durch das BAV vorbereitet werden.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1. Messdaten zu Fahrbahndynamik, Einsenkung, Erschütterung und Lärm vor und nach dem Einbau von drei verschiedenen Typen von weichen Schwellenbesohlungen

2. Vergleich der verschiedenen Typen von weichen Schwellenbesohlungen in Bezug auf ihre Wirksamkeit als Massnahme zur netzweiten Erschütterungssanierung

3. Mit BAV abgestimmtes Konzept zur Erlangung der Zulassung für die evaluierten Schwellenbesohlungen

Projektziele (Deutsch)

Das Projekt hat zum Ziel, die Machbarkeit der Schwellenbesohlung als Massnahme zum Erschütterungsschutz im Schienenverkehr zu prüfen und die technische Zulassung vorzubereiten.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Eine Versuchsstrecke für Kurve und Gerade mit ca. 800 m besohlten Schwellen wurde im Oktober 2011 zwischen Pieterlen und Lengnau erstellt.  

Ergebnisse Erschütterungen:  

·         Eine deutliche Reduktion der Erschütterungsamplituden kann im Bereich von 100 bis 320 Hz festgestellt werden  

·         Eine leichte Verstärkung respektive ein neutraler Effekt tritt bei 50 Hz auf 

·         Eine geringe Verbesserung bzw. Reduktion resultiert im Frequenzbereich bis 40 Hz (bei Anwendung einer Korrektur für Unterschiede in den Ausbreitungsbedingungen)  

·         Im Mittel beträgt die Reduktion der Maximalamplituden für alle Fahrzeugtypen 8%-45% 

·         Die Unterschiede zwischen den verschiedenen Produkten liegen innerhalb der Unsicherheit der Ermittlung 

Ergebnisse Aussenlärm 

·         Die Zunahme des Aussenlärms ist höher als ursprünglich erwartet: 

-       für Güterzüge 3 bis 4 dBA  

-       für ICN Kompositionen rund 2 bis 2.5 dBA  

-       für die Kategorie Regionalzug und S-Bahn bis 5 dBA; je nach Typ rund 2 dBA, oder 5 bis 5.5 dBA. 

·         Die Zunahme erfolgt im Bereich 315 bis 1‘250 Hz, bis 160 Hz ist Abnahme festgestellt 

·         Die gemessene Abnahme der Track Decay Rate (TDR ) bestätigt, dass von einer Lärmerhöhung auszugehen ist. Es ist aufgrund der Versuchsanordnung nicht unterscheidbar, welcher Anteil der resultierenden Lärmzunahme auf die weichen Schienenzwischenlage bzw. die weichen USP oder auf die Interaktion der beiden elastischen Layer zurückzuführen ist.  

Ergebnisse Fahrbahntechnik 

·         Erste Messungen zeigen für USP eine Abnahme des Querverschiebewiderstandes. 

·         Eine abschliessende Beurteilung des Querverschiebewiderstandes ist heute noch nicht möglich. Eine zusätzliche Beurteilung aufgrund eines Augenscheins im Frühjahr 2014 wird weitere Hinweise zur Gleisstabilität geben. 

Keine Patentanmeldung 

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Wegen dem gemessenen zusätzlichen Lärm kann die Massnahme auf offener Strecke nicht umgesetzt werden. Die Resultate werden nun angewendet um die nächsten Schritte zu planen für eine Weiterentwicklung des Systems, so dass keine wesentliche Lärmzunahme entsteht. Es soll auch die Abnahme des Querverschiebewiderstands/Gleisstabilität genauer untersucht werden. 

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Der erhöhte Aussenlärm ist ein Effekt, dessen Ursache noch nicht vollständig geklärt ist. Es gibt vermutlich Optimierungspotenzial zur Lärmreduktion (z.B. harte statt weiche Zwischenlage). Zuerst sollen noch weitere existierende Resultate zu Lärmmessungen und Schwellenbesohlung untersucht werden, um die Ergebnisse dieses Projektes weiter zu klären. 

Die fahrbahntechnischen Aspekte (Querverschiebewiderstand) sind weiter zu untersuchen. 

Die SBB beurteilt die weiche Schwellenbesohlung, wie sie im Rahmen des Pilotprojektes auf dem Abschnitt Pieterlen-Lengnau getestet wurde, nach wie vor als eine wirtschaftliche Sanierungsmass­nahme gegen Erschütterungs- und Körperschallimmissionen, sofern sich das Gesamtsystem so optimieren lässt, dass kein markanter zusätzlicher Lärmpegel entsteht und die Lebensdauer in der Grössenordnung des bisherigen Systems liegt.  

 

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

R. Müller, Y. Brechbühl: Del. 3.8 - Measurement report about a new undersleeper test track in a curve (Dec 2013), RIVAS Report, Dezember 2013. 

 

In Vorbereitung: R. Müller: "Neue Versuche mit weichen Schwellenbesohlungen bei den Eisenbahnen", Ziegler Symposium, Juni 2014.