Müller-BBM GmbH

Niederlassung BFB Stuttgart

Schwieberdinger Str. 62

70435 Stuttgart

Telefon +49(711)136757 0

Telefax +49(711)136757 9

www.MuellerBBM.com Dipl.-Ing. Friederike Busch

Telefon +49(711)136757 12

Friederike.Busch@mbbm.com 05. April 2019

M148357/01 BSF/EZR

Müller-BBM GmbH

Niederlassung BFB Stuttgart

HRB München 86143

USt-ldNr. DE812167190

Geschäftsführer:

Joachim Bittner, Walter Grotz,

Dr. Carl-Christian Hantschk, Dr. Alexander Ropertz,

Stefan Schierer, Elmar Schröder

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Ammertalbahn Bahnhof Altingen

Erschütterungsprognose

Materialumschlaggleis

Bericht Nr. M148357/01

Version 2

(ersetzt Version 1 vom 29.03.2019)

Auftraggeber: Zweckverband ÖPNV im Ammertal

Wilhelm-Keil-Str. 50

72072 Tübingen

Bearbeitet von: Dipl.-Ing. Friederike Busch

Berichtsumfang: Insgesamt 27 Seiten

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Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung 3

1 Situation und Aufgabenstellung 5

2 Verwendete Unterlagen 6

3 Bewertungsgrundlagen 7

3.1 Einwirkungen auf bauliche Anlagen, DIN 4150 Teil 3 7

3.2 Einwirkung auf Menschen in Gebäuden, DIN 4150 Teil 2 8

4 Grundlagen der Prognoseberechnungen 13

4.1 Allgemeines 13

4.2 Baustellen- und LKW-Verkehr 15

4.3 Bagger-/Aushubarbeiten 15

4.4 Rückbau des Materialumschlaggleises 15

4.5 Einsatz von Verdichtungsgeräten 15

4.6 Gleisstopfen 19

4.7 Zugverkehr Materialumschlagsgleis 19

5 Prognoseergebnisse 20

5.1 Einwirkungen auf bauliche Anlagen 20

5.2 Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden 24

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Zusammenfassung

Im Zuge der Elektrifizierung der Ammertalbahn plant die Erms-Neckar-Bahn AG die

Einrichtung eines temporären Matrialumschlaggleises im Bahnhof Altingen parallel

zum Bestandsgleis. Das neue Gleis soll während der Bauphase für den Materialum-

schlag und als Abstellgleis für die Baumaschinen genutzt und anschließend wieder

rückgebaut werden.

Für die erschütterungsintensiven Arbeiten wurde eine Prognoseberechnung durchge-

führt. Die Bewertung erfolgte nach DIN 4150, Teil 3 „Erschütterungen im Bauwesen –

Einwirkungen auf Gebäude“ [1] sowie der Menschen in Gebäuden nach DIN 4150,

Teil 2 „Erschütterungen im Bauwesen – Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden“

[2]“. Die Ergebnisse können wir folgt zusammengefasst werden:

- Aus dem Baustellen- und LKW-Verkehr sind keine kritischen Erschütterungs-

einwirkungen auf Gebäude und Menschen zu erwarten. Gleiches gilt für die

Bagger- und Aushubarbeiten sowie die Rückbauarbeiten des Gleises.

- Die Anregung durch Baustellen- und LKW-Verkehr sollten durch regelmäßige

Reinigung der Baustraße klein gehalten werden.

- Der Einsatz von Vibrationsplatten und Vibrationswalzen der Gewichtsklassen

GWK1 und GWK2 ist unter Berücksichtigung einer maximalen Einwirkzeit von

Te = 8 h als unkritisch einzuschätzen.

- Bei einem Abstand von 14 m ist der Einsatz von Vibrationswalzen der Gewichts-

klasse GWK3 ist nur durch eine Reduktion der Einsatzzeit auf maximal 4 h pro

Tag zulässig.

- Grundsätzlich sollten die Verdichtungsgeräte nur auf dem Baufeld eingesetzt

werden. Dies gilt auch für An- und Abtouren der Baumaschinen.

- Durch den Einsatz der Gleisstopfmaschinen ist nicht mit kritischen Erschütte-

rungseinwirkungen auf Gebäude und Menschen zu rechnen, wenn die Einsatz-

dauer auf 4h am Tag begrenzt wird.

- Zur Einhaltung der Stufe II nach DIN 4150, Teil 2 sind die Angaben in Ab-

schnitt 3.2.2 zu beachten.

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- Durch die zusätzlichen einzelnen Zugfahrten sind keine kritischen Einwirkungen

zu erwarten.

- Die Prognoseergebnisse beziehen sich nur auf die hier beschriebenen Bauver-

fahren und Baugeräte. Sollten im späteren Bauablauf andere Geräte und/oder

erschütterungsintensive Bauverfahren zum Einsatz kommen, ist eine zusätzli-

che Prognose notwendig. Kurzfristige Änderungen während der laufenden Bau-

arbeiten können durch Schwingungsmessungen vor Ort beurteilt werden.

Dipl.-Ing. Friederike Busch

Telefon +49 (0)711 136757 –12

Projektverantwortliche

Dieser Bericht darf nur in seiner Gesamtheit, einschließlich aller Anlagen, vervielfäl-

tigt, gezeigt oder veröffentlicht werden. Die Veröffentlichung von Auszügen bedarf

der schriftlichen Genehmigung durch Müller-BBM. Die Ergebnisse beziehen sich nur

auf die untersuchten Gegenstände.

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1 Situation und Aufgabenstellung

Im Zuge der Elektrifizierung der Ammertalbahn plant die Erms-Neckar-Bahn AG

(ENAG) in Altingen die Einrichtung eines zusätzlichen Gleises parallel zum Be-

standsgleis. Es soll während der Bauphase für den Materialumschlag und als Ab-

stellgleis für die Baufahrzeuge genutzt werden. Das Gleis selbst soll nur für die ei-

gentliche Bauphase errichtet und nach Abschluss der Arbeiten wieder zurückgebaut

werden.

Im Zuge der geplanten Planänderung des Planfeststellungsbeschlusses sollen die

Erschütterungseinwirkungen auf die angrenzende Wohnbebauung prognostiziert

werden, welche einen Minimalabstand von ca. 14 m zum geplanten Gleis aufweist

(siehe Abbildung 1). Auf der Basis von Prognoseberechnungen soll die Gefährdung

der Bebauung nach DIN 4150, Teil 3 „Erschütterungen im Bauwesen – Einwirkungen

auf Gebäude“ [1] sowie der Menschen in Gebäuden nach DIN 4150, Teil 2

„Erschütterungen im Bauwesen – Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden“ [2]

beurteilt werden.

Abbildung 1. Übersichtsplan Bahnhof „Altingen“ [12]

blau: Materialumschlagsgleis, schwarz: Bestandsgleis und –bebauung, rot: kürzester Abstand

Bebauung - Baugleis.

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2 Verwendete Unterlagen

[1] DIN 4150-3 „Erschütterungen im Bauwesen; Teil 3, Einwirkungen auf bauliche

Anlagen“, Februar 1999

[2] DIN 4150-2 „Erschütterungen im Bauwesen - Teil 2: Einwirkungen auf Men-

schen in Gebäuden“, Juni 1999

[3] DIN 45669-1: Messung von Schwingungsimmissionen. Teil 1: Schwingungs-

messer; Anforderungen und Prüfungen. September 2010

[4] „Empfehlungen des Arbeitskreises Baugrunddynamik“, Deutsche Gesellschaft

für Geotechnik e. V., 2018

[5] Körperschall- und Erschütterungsschutz, Leitfaden für den Planer, Deutsche

Bahn AG (Ausgabe: August 1996 und RIL 800.2501_5_Leitfaden von 2006, un-

veröffentlicht)

[6] Urteil des Verwaltungsgerichtshofes Baden-Württemberg vom 21.10.1997,

AZ: 5 S 2298/97

[7] „Bauwerkserschütterungen durch Tiefbauarbeiten, Grundlagen – Messergeb-

nisse - Prognosen“, M. Achmus, J. Kaiser, F. tom Wörden, Institut für Baufor-

schung e.V. Hannover, 2004

[8] Müller-BBM Bericht M129506/01: „Erschütterungsprognose infolge Bahnbe-

trieb“, 21.06.2016

[9] „Geotechnischer Bericht - Auftragsnummer DBI: D-KA00165/976837/502414,

Teilprojekt: Ammertalbahn (Entringen - Altingen)“, DB International GmbH Um-

welt, Geotechnik und Geodäsie, Karlsruhe, 30.01.2015

[10] „Maschinentechnik der DB Bahnbau Gruppe“, DB Bahnbau Gruppe GmbH,

Berlin, Stand: 2018

[11] https://www.plassertheurer.com/de/maschinen-systeme/stopfung.html,

Stand: 25.03.2019

[12] Lageplan „Entwurfsplanung Zusätzliches Baugleis, Bahnhof Altingen, Erms-

Neckar-Bahn AG, 22.11.2018

[13] „Bauablauf Materialumschlag Bahnhof Altingen“, Uwe Heim, Erms-Neckar-Bahn

AG, Bad Urach, Stand: 04.12.2018

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3 Bewertungsgrundlagen

3.1 Einwirkungen auf bauliche Anlagen, DIN 4150 Teil 3

Erschütterungen, die über Baugrund und Gründung auf Bauwerke übertragen wer-

den, können Schäden durch direkte dynamische Beanspruchungen der Bausubstanz,

die aufgrund der daraus resultierenden Spannungserhöhungen und/oder Er-

müdungserscheinungen zu Rissen bzw. zu anderen Gebrauchswertminderungen am

Gebäude führen, hervorrufen.

Eine Beurteilung der direkten dynamischen Beanspruchung kann durch Vergleich der

zu erwartenden Erschütterungseinwirkungen mit den Anhaltswerten der DIN 4150-3

„Erschütterungen im Bauwesen, Einwirkungen auf bauliche Anlagen“ [1] vorgenom-

men werden. Bei Nichtüberschreitung der Anhaltswerte treten Schäden im Sinne ei-

ner Gebrauchswertminderung an der Bausubstanz nach allen vorliegenden Erfah-

rungen nicht auf. Allerdings können Schäden, die die optische Wirkung des Bau-

werks beeinflussen, jedoch keine Auswirkungen auf die Tragfähigkeit haben, z. B.

oberflächliche Risse im Putz, nicht ausgeschlossen werden. Die nachfolgende Tabel-

le enthält eine Zusammenstellung der Anhaltswerte nach DIN 4150-3 für Erschütte-

rungen mit kurzer Einwirkungsdauer.

Tabelle 1. Anhaltswerte nach DIN 4150-3 [1] in [mm/s] (kurzzeitige Erschütterungen).

Messort Fundament Oberste

Decken-

ebene

Decken

Messrichtung vertikal und horizontal horizontal vertikal

Frequenz 1 – 10 Hz 10 – 50 Hz 50 – 100 Hz alle alle

Zeile Art des Bauwerks

1 Gewerblich genutzte

Bauten, Industriebauten

und ähnlich strukturierte

Bauten

20 20 – 40 40 – 50 40 20

2 Wohngebäude und in

ihrer Konstruktion

und/oder Nutzung

gleichartige Bauten

5 5 – 15 15 – 20 15 20

3 Bauten, die wegen ihrer

besonderen Erschütte-

rungsempfindlichkeit

nicht denen nach Zeile 1

und Zeile 2 entsprechen

und besonders erhal-

tenswert sind (z. B. unter

Denkmalschutz stehend)

3 3 – 8 8 – 10 8 Im Einzelfall

festzustellen

jedoch < 20

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Zusätzlich werden in der Tabelle 4 der DIN 4150-3 Anhaltswerte für Dauererschütte-

rungen angegeben. Diese sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2. Anhaltswerte nach DIN 4150-3 [1], Tabelle 4 in [mm/s] (Dauererschütterungen).

Gebäudeart Anhaltswerte der Schwinggeschwindigkeit vi

in mm/s

Oberste Deckenebene,

horizontal,

alle Frequenzen

Decken,

vertikal,

alle Frequenzen

1 Gewerblich genutzte Bauten,

Industriebauten und ähnlich

strukturierte Bauten

10 10

2 Wohngebäude und in ihrer

Konstruktion und/oder

Nutzung gleichartige Bauten

5 10

3 Bauten, die wegen ihrer be-

sonderen Erschütterungs-

empfindlichkeit nicht denen

nach Zeile 1 und Zeile 2

entsprechen und besonders

erhaltenswert (z.B. unter

Denkmalschutz stehend) sind

2,5 10*

ANMERKUNG: Auch bei Einhaltung der Anhaltswerte nach Zeile 1, Spalte 2 können leichte Schäden nicht

ausgeschlossen werden.

* Unterabschnitt 6.1.2 der DIN 4150-3 ist zu beachten

Für die Beurteilung der einwirkenden Erschütterungen impulsartiger und somit kurz-

zeitigen Anregungen (z. B. Rammen) werden für die Fundamentschwingungen die

angegebenen Anhaltswerte bis 10 Hz herangezogen. Erschütterungen infolge des

Einsatzes von Verdichtungsgeräten (z. B. Vibrations-Walzenzüge, Rüttelplatten) wer-

den mit den Anhaltswerten für Dauererschütterungen verglichen. Wenn nicht anders

angegeben, werden die Werte für Wohngebäude (jeweils Zeile 2) herangezogen.

3.2 Einwirkung auf Menschen in Gebäuden, DIN 4150 Teil 2

3.2.1 Allgemeines

Zur Bewertung der Einwirkung von Erschütterungen auf Menschen nach der

DIN 4150, Teil 2 [2] wird die bewertete Schwingstärke KBF(t) herangezogen. Diese

ist nach DIN 45669-1 [3] als gleitender Effektivwert (Zeitkonstante: 0,125 sec, „fast“)

des frequenzbewerteten Erschütterungssignals definiert. Der KBF(t)-Verlauf ist di-

mensionslos.

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Die Beurteilung von Erschütterungen erfolgt nach DIN 4150-2 anhand von zwei Be-

urteilungsgrößen:

- KBFmax, die maximale bewertete Schwingstärke

- KBFTr, die Beurteilungsschwingstärke

Die maximale bewertete Schwingstärke KBFmax ist der Maximalwert der bewerteten

Schwingstärke KBF(t), der während der jeweiligen Beurteilungszeit (einmalig oder

wiederholt) auftritt.

Die Beurteilungsschwingstärke KBFTr berücksichtigt die Häufigkeit und Dauer der Er-

schütterungsereignisse. Die Beurteilungsschwingstärke KBFTr wird mit Hilfe eines

Taktmaximalwertverfahrens (Taktzeit = 30 sec) ermittelt. Diese wird für Tag- und für

Nachtzeit unter Berücksichtigung von Ruhezeiten berechnet. Die quellenspezifischen

Regelungen (Straßenverkehr, Schienenverkehr, Bauarbeiten etc.) der DIN 4150-2 [3]

sind zu beachten. Die Beurteilungszeiten sind wie folgt definiert:

- Tagzeit: 06:00 Uhr bis 22:00 Uhr

Ruhezeiten

- werktags: 06:00 Uhr bis 07:00 Uhr und 19:00 Uhr bis 22:00 Uhr

- sonn- und feiertags: 06:00 Uhr bis 22:00 Uhr

- Nachtzeit: 22:00 Uhr bis 06:00 Uhr

Die Beurteilungsschwingstärke KBFTr ergibt sich dabei nach folgender Gleichung:

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11

2 FTmeFTme

rFTr KBTKBT

TKB (1)

Mit Tr = Beurteilungszeit (tags 16 h.; nachts 8 h.)

Te1 = Einwirkzeit außerhalb von Ruhezeiten.

Te2 = Einwirkzeit innerhalb von Ruhezeiten.

KBFTm = Taktmaximal-Effektivwert, wobei der Taktmaximal-Effektivwert

die Wurzel aus dem Mittelwert der quadrierten Taktmaximalwerten

(KBFTi - Werte) ist alle KBFTi < 0,1 zu 0 gesetzt werden.

N

i

FTiN

FTm KBKB1

21 mit N: Anzahl der Takte

Die Beurteilung erfolgt entsprechend nachstehend beschriebener Vorgehensweise,

wobei die quellenspezifischen Regelungen (Straßenverkehr, Schienenverkehr, Bau-

arbeiten etc.) der DIN 4150-2 [2] zu beachten sind.

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Ermittlung der maximal bewerteten Schwingstärke KBFmax. Vergleich von KBFmax mit

den Anhaltswerten Au und Ao (siehe 4):

- KBFmax ist kleiner oder gleich dem (unteren) Anhaltswert Au.

Die Anforderung der Norm wird eingehalten.

- KBFmax ist größer als der (obere) Anhaltswert Ao.

Die Anforderung der Norm wird nicht eingehalten.

- KBFmax ist größer als Au, aber kleiner, höchstens gleich Ao.

Die Anforderung dieser Norm gilt dann als eingehalten, wenn die Beurtei-

lungs-Schwingstärke KBFTr nicht größer als Ar nach Tabelle 1 in [2] ist.

Die in der DIN 4150-2 [2] angegebenen Anhaltswerte für die Beurteilung von Erschüt-

terungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen infolge Bauarbeiten

sind in der Tabelle 2 in [2] aufgelistet. Bei deren Einhaltung kann davon ausgegang-

en werden, dass in der Regel erhebliche Belästigungen von Menschen in Wohnung-

en und vergleichbar genutzten Räumen vermieden werden. Wobei Art und Grad der

Belästigung von der Stärke der Erschütterungsbelastung und der Wechselwirkung

mit individuellen Eigenschaften und situativen Bedingungen der betroffenen Men-

schen abhängt.

3.2.2 Baustellenbetrieb

Erschütterungen aus dem Baubetrieb werden nach Tabelle 2 der DIN -4150-2 bewer-

tet (siehe auch Tabelle 3). Sie unterscheidet dabei nach der Dauer der Einwirkung

sowie zusätzlich, ob die Erschütterungen mit oder ohne Vorinformationen der Bewoh-

ner/Nutzer zumutbar sind.

Die Norm unterscheidet bei der Bewertung drei Stufen:

1. Eine untere Stufe I, bei deren Unterschreitung auch ohne besondere

Vorinformation nicht mit erheblichen Belästigungen zu rechnen ist.

2. Eine mittlere Stufe II, bei deren Unterschreitung ebenfalls noch nicht mit erhebli-

chen Belästigungen zu rechnen ist, falls die in DIN 4150-2 [2], Abschnitt 6.5.4.3

genannten Maßnahmen a) bis e) und erforderlichenfalls auch Maßnahme f) er-

griffen werden. Bei zunehmender Überschreitung auch dieser Stufe werden mit

wachsender Wahrscheinlichkeit erhebliche Belästigungen auftreten. Ist zu er-

warten, dass Erschütterungseinwirkungen auftreten, die oberhalb der Anhalts-

werte der Stufe II liegen, so ist zu prüfen, ob der Einsatz weniger erschütte-

rungsintensiver Verfahren möglich ist.

3. Eine obere Stufe III, bei deren Überschreitung die Einwirkungen unzumutbar

sind. In diesem Fall wird die Vereinbarung besonderer Maßnahmen notwendig,

die über die in DIN 4150-2 [2], Abschnitt 6.5.4.3 beschriebenen, hinausgehen.

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Die Maßnahmen für Stufe II werden wie folgt beschrieben:

a) umfassende Information der Betroffenen über die Baumaßnahmen, die Bauver-

fahren, die Dauer und die zu erwartenden Erschütterungen aus dem Baube-

trieb;

b) Aufklärung über die Unvermeidbarkeit von Erschütterungen infolge der Bau-

maßnahmen und die damit verbundenen Belästigungen;

c) zusätzliche baubetriebliche Maßnahmen zur Minderung und Begrenzung der

Belästigungen (Pausen, Ruhezeiten, Betriebsweise der Erschütterungsquelle

usw.);

d) Benennung einer Ansprechstelle, an die sich Betroffene wenden können, wenn

sie besondere Probleme durch Erschütterungseinwirkungen haben;

e) Information der Betroffenen über die Erschütterungswirkungen auf das Gebäu-

de;

f) Nachweis der tatsächlich auftretenden Erschütterungen durch Messungen so-

wie deren Beurteilung bezüglich der Wirkungen auf Menschen und Gebäude.

Die Maßnahmen a) bis e) sind vor Beginn der erschütterungsverursachenden Bau-

maßnahme durchzuführen.

Die Anhaltswerte der Tabelle 3 sind für Erschütterungseinwirkungen durch Bauarbei-

ten tagsüber (06:00 Uhr bis 22:00 Uhr) anzuwenden. Es wird davon ausgegangen,

dass nachts (22:00 Uhr bis 06:00 Uhr) keine Bauarbeiten durchgeführt werden, son-

dern nur Zugein- und –ausfahrten.

Tabelle 3. Anhaltswerte A der DIN 4150-2, Tabelle 2 [2] für Erschütterungseinwirkungen

tagsüber durch Baumaßnahmen außer Sprengungen.

Dauer D ≤ 1 d 6 d ≤ D ≤ 26 d 26 d < D ≤ 78 d

Spalte 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Anhaltswerte Au Ao Ar Au Ao Ar Au Ao Ar

Stufe I 0,8 5 0,4 0,4 5 0,3 0,3 5 0,2

Stufe II 1,2 5 0,8 0,8 5 0,6 0,6 5 0,4

Stufe III 1,6 5 1,2 1,2 5 1,0 0,8 5 0,6

Durch die Beurteilung der zeitlich begrenzten Erschütterungseinwirkungen aus den

zu erwartenden Immissionen und deren Dauer wird seitens Müller-BBM auf der Basis

der Angaben zur geplanten Dauer und Erfahrungswerten die Einstufung in eine Ein-

wirkungsdauer 6 Tage < D ≤ 26 Tage und in die Stufe II, bei der noch nicht mit er-

heblichen Belästigungen zu rechnen ist, vorgenommen. Da nur tagsüber mit Be- und

Entladevorgängen zu rechnen ist, wird eine Beurteilung zwischen 06:00 Uhr morgens

und 22:00 Uhr abends durchgeführt. Unter Berücksichtigung der geplanten Arbeits-

zeiten [13] sind die Ruhezeiten zu berücksichtigen.

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3.2.3 Ein- und Ausfahrten der Züge in den Bahnhof

Im Zuge des Ausbaus der Bahnstrecke kommt es aufgrund des Materialumschlages

am Bahnhof Altingen zu zusätzlichem Zugverkehr. Dabei kommt es an 185 Tagen zu

einer Ein- und Ausfahrt von Montageeinheiten, jeweils um 01:00 Uhr bzw. 04:50 Uhr.

Die Züge haben eine maximale Länge von 200 m und eine Fahrgeschwindigkeit bei

Ein- und Ausfahrt in den Bahnhof von maximal 15 km/h. Die maximale Achslast eines

Waggons beträgt 22,5 t. Für die Prognose wird die Erschütterungseinwirkung eines

messtechnisch erfassten Güterzuges verwendet [8].

Tabelle 4. Anhaltswerte nach DIN 4150-2 für die Beurteilung von Erschütterungen in Woh-

nungen und vergleichbar genutzten Räumen [2].

Zeile Einwirkungsort Tag Nacht

Au Ao Ar Au Ao Ar

1 Einwirkungsorte, in deren Umgebung nur ge-

werbliche Anlagen und gegebenenfalls aus-

nahmsweise Wohnungen für Inhaber und

Leiter der Betriebe sowie für Aufsichts- und

Bereitschaftspersonen untergebracht sind

(vgl. Industriegebiete § 9 BauNVO)

0,4 6 0,2 0,3 0,6 0,15

2 Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwie-

gend gewerbliche Anlagen untergebracht sind

(vgl. Gewerbegebiete § 8 BauNVO)

0,3 6 0,15 0,2 0,4 0,1

3 Einwirkungsorte, in deren Umgebung weder

vorwiegend gewerbliche Anlagen noch

vorwiegend Wohnungen untergebracht sind

(vgl. Kerngebiete § 7 BauNVO, Mischgebiete

§ 6 BauNVO, Dorfgebiete § 5 BauNVO)

0,2 5 0,1 0,15 0,3 0,07

4 Einwirkungsorte, in deren Umgebung vorwie-

gend oder ausschließlich Wohnungen

untergebracht sind (vgl. reine Wohngebiete

§ 3 BauNVO, allgemeine Wohngebiete § 4

BauNVO, Kleinsiedlungsgebiete § 2 BauNVO)

0,15 3 0,07 0,1 0,2 0,05

5 Besonders schutzbedürftige Einwirkungsorte,

z. B. Krankenhäuser, Kurkliniken, soweit sie

in dafür ausgewiesenen Sondergebieten

liegen

0,1 3 0,05 0,1 0,15 0,05

In Klammern sind jeweils die Gebiete der Baunutzungsverordnung - BauNVO angegeben, die in der Regel den Kennzeichnungen

unter Zeile 1 – 4 entsprechen. Eine schematische Gleichsetzung ist jedoch nicht möglich, da die Kennzeichnung unter Zeile 1 – 4

ausschließlich nach dem Gesichtspunkt der Schutzbedürftigkeit gegen Erschütterungseinwirkung vorgenommen worden ist, die

Gebietseinteilung in der BauNVO aber auch anderen planerischen Erfordernissen Rechnung trägt.

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4 Grundlagen der Prognoseberechnungen

4.1 Allgemeines

Das Projekt befindet sich derzeit in der Planungsphase. Zum Zeitpunkt der Prognose-

berechnungen lagen keine detaillierten Angaben über die zum Einsatz kommenden

Bauverfahren und -geräte vor. Auf der Basis von Telefonaten mit den verantwort-

lichen Projektbetreuern und Planunterlagen [13] wurden nachfolgende Bauverfahren

als potentiell einsetzbar definiert:

- Gleisbauarbeiten

Vibrationsplatte

Vibrationswalze

Baggerarbeiten

Gleisstopfmaschine

LKW-Fahrten

- Abbrucharbeiten

Baggerarbeiten

LKW-Fahrten

- Zugfahrten im Rahmen des Materialumschlages

Die Abschätzung und Prognose der zu erwartenden Erschütterungseinwirkungen auf

die Gebäude erfolgen anhand von Vergleichsmessungen und empirischen Formeln,

die der Literatur entnommen wurden.

Liegen Vergleichsmessungen vor, so müssen diese auf den tatsächlichen Abstand

der Arbeiten zum betrachteten Gebäude bezogen werden. Dies erfolgt über die For-

mel (2):

n

r

rrArA

0

0 )()( (2)

wobei: )(rA : betrachteter Punkt

)( 0rA : Referenzpunkt

r : Abstand Quelle betrachteter Punkt

0r : Abstand Quelle Referenzpunkt

n: Exponent abhängig von Typ der Anregung (harmonisch, impuls-

artig), Form der Wellenquelle (Punkt-, Linienquelle) sowie Wel-

lentyp (Raum-, Oberflächenwelle)

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Bei Vergleichsmessungen liegen in der Regel Ergebnisse im Baugrund und nicht auf

Bodenplatten vor. Die Übertragung vom Baugrund in die Bodenplatte geht meist mit

einer Verminderung der eingeleiteten Verformungen einher. Da diese Abminderung

jedoch abhängig von der Frequenz und der Art der Anregung ist, kann kein pauscha-

ler Faktor angegeben werden, sondern muss je nach betrachtetem Fall gewählt wer-

den.

Neben Fundamentschwinggeschwindigkeiten werden der Bewertung von Erschütte-

rungen in Gebäuden die horizontalen Schwinggeschwindigkeiten von Wänden und

Decken sowie die vertikale Schwinggeschwindigkeiten von Decken zugrunde gelegt.

Angaben zur Ermittlung dieser Schwinggrößen abhängig von der Fundament-

schwinggeschwindigkeit sind in der nachfolgenden Tabelle 5 zusammengestellt [7].

Der dort beschriebene Faktor k wird den Fundamentschwingungen beaufschlagt, um

Wand- und Deckenschwingungen abzuschätzen.

Tabelle 5. Abschätzung der Schwinggeschwindigkeiten von Gebäudeteilen und -Decken [7].

Horizontale Schwinggeschwindigkeits-

komponenten von Wänden und Decken

Vertikale Schwinggeschwindigkeit

Deckenmitte

/ 0,5

F OG

x Yk (sehr weicher Untergrund) bis

2,0 (sehr steifer Untergrund)

Vibration, Resonanzfall:

max

1,0,02 0,05

2

F D

zk DD

Ansonsten für Vibrationen

max1,5F D

zk

Schlagrammungen: abhängig vom

Frequenzinhalt

Auf der Basis der Prognoseergebnisse für die Deckenschwingungen in

Abschnitt 5.1 und dem Näherungsverfahren nach Abschnitt 7 der DIN 4150-2 [2] kön-

nen die KBFmax-Werte wie folgt abgeschätzt werden:

20

maxmax

)/(12

1

ff

vcKB FF

(3)

Mit: Fc : Konstante nach DIN 4150-2 [2] Tabelle 3,

hier auf der sicheren Seite zu 1Fc gesetzt

vmax: maximale Schwingschnelle in mm/s

f0: 5,6 Hz (Grenzfrequenz des Hochpasses)

f: Frequenz in Hz (auf der sicheren Seite liegend fVibrationswalze = 30-50 Hz,

fVibrationsplatte= 67 Hz)

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4.2 Baustellen- und LKW-Verkehr

Erschütterungseinwirkungen von Baustellenfahrzeugen (Radlader) und LKW-Verkehr

können in der Regel als erschütterungsarm eingestuft werden. Es ist nicht davon

auszugehen, dass hiervon mit schädigenden Einwirkungen auf Bauwerke nach

DIN 4150 zu rechnen ist und wird daher in der Prognoseberechnung (siehe Ab-

schnitt 5) nicht weiter betrachtet.

Durch Straßenunebenheiten, wie z. B. Schlaglöcher, Verschmutzungen durch herab-

gefallenen Bauschutt oder Aushub oder Straßenübergänge (abgesenkte Bordstein-

kannten) können impulshaltige Erschütterungen auch im spürbaren Bereich auftre-

ten. Straßenübergänge sollten daher über eine möglichst flache Asphaltrampe „ent-

schärft“ und Baustraßen regelmäßig gereinigt werden.

4.3 Bagger-/Aushubarbeiten

Erdbau- und Umladearbeiten mittels Bagger sind grundsätzlich als eher erschütte-

rungsarm einzuschätzen. Zu beachten ist jedoch, dass besonders beim Ausschlagen

der Baggerschaufel als auch beim Lösen eventueller fester Schichten impulsartige,

kurzzeitig erhöhte Erschütterungsanregungen auftreten können.

Mit kritischen Erschütterungseinwirkungen im Sinne der DIN 4150 ist nicht zu rech-

nen und wird daher in der Prognoseberechnung (siehe Abschnitt 5) nicht weiter be-

trachtet.

4.4 Rückbau des Materialumschlaggleises

Für den Rückbau des Materialumschlaggleises kommen in erster Linie Bagger zum

Einsatz. Der Abtransport von Gleisen, Schwellen und Schotter erfolgt über LKW.

Analog zu den Abschnitten 4.2 und 4.3 sind die Rückbauarbeiten des Gleises daher

als erschütterungsarm anzusehen und werden daher in der Prognoseberechnung

(siehe Abschnitt 5) nicht weiter betrachtet. Die in den zuvor genannten Kapiteln ange-

gebenen Hinweise sind zu berücksichtigen.

4.5 Einsatz von Verdichtungsgeräten

4.5.1 Vibrations-Walzenzug

Zum Zeitpunkt der Prognose stand noch nicht fest, welche Art (GWK) an Vibrations-

Walzenzügen zum Einsatz kommt. Es werden daher die Erschütterungseinwirkungen

drei unterschiedlicher Gewichtsklassen (GWK1 – GWK3) betrachtet.

Das Institut für Bauforschung e.V. Hannover [7] hat 68 Datensätze für Vibrationswal-

zen unterschiedlichster Betriebsgewichte G ausgewertet. Die bei den ausgewerteten

Baumaßnahmen verwendeten Geräte sind unter Angabe ihrer technischen Spezifika-

tionen in der folgenden Tabelle 6 zusammengestellt. Bei den hier durchgeführten

Baumaßnahmen wird davon ausgegangen, dass wahrscheinlich Walzenzüge der

Gewichtsklassen GWK1 bis GWK3 zum Einsatz kommen können.

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Tabelle 6. Verschiedene ausgewertete Walzenzüge mit technischen Spezifikationen nach

[7], Tabelle 8.3.

Gerätebezeichnung Gewicht Gewichts-

klasse Frequenz Erregerkraft

Vibrations-Tandemwalze Vibromax W 152 1,7 Gwk 1

1,7 t GWK1 50 Hz 14 kN je Walzenkörper

Vibrations-Walzenzug Hamm HW2320 6,5 t

GWK2

keine Angaben keine Angaben

Vibrations-Walzenzug Hamm 3307 7,05 t 30 Hz /42 Hz 125 kN / 95 kN

Vibrations-Walzenzug Bomag BW 177 D3 7,32 t 30 Hz / 40 Hz 135 kN / 120

Vibrations-Walzenzug Bomag BW 172 DS-2 7,6 t 32 Hz / 41 Hz 116 kN / 92 kN

Vibrationswalzenzug Puma 169 7,7 t keine Angaben keine Angaben

Vibrations-Walzenzug Bomag BW 2130 10,6 t

GWK3

30 Hz / 34 Hz 240 kN / 158 kN

Vibrations-Walzenzug Bomag BW213 D-2 11,6 t 30 Hz / 34 Hz 285 kN / 196 kN

Vibrations-Walzenzug IR-ABG Alapha 192

VS 12 t keine Angaben keine Angaben

Vibrations-Walzenzug Hamm 4011 12,1 t keine Angaben keine Angaben

Vibrations-Walzenzug Ammann AC 110-2 12,1 t 28 Hz / 25 Hz keine Angaben

Vibrations-Tandemwalze Vibromax W 1102 12,6 t 28 Hz / 36 Hz 210 kN / 131 kN

Bomag 219 PDH-3 und gleichzeitig

Bomag BW213

20 t

12 t

total 32t

GWK4 26 Hz /31 Hz

30 Hz / 36 Hz

326 kN / 240 kN

275 kN / 202 kN

Da bei der Vibrationsverdichtung näherungsweise die emittierte Energie proportional

zum Betriebsgewicht G angesetzt werden kann, werden die Prognoseformeln unmit-

telbar als Funktion des Betriebsgewichts G in t und nicht als Funktion einer erst über

das Betriebsgewicht G abgeleiteten Energie E entwickelt. Mit Hilfe einer Regressi-

onsanalyse zur Auswertung der Datensätze, sowie der Herleitung einer sogenannten

K-Wert-Prognoseformel (durch Erfahrungswerte abgeleitete Prognoseformeln) erge-

ben sich für unterschiedliche Überschreitungswahrscheinlichkeiten die in Tabelle 7

zusammengefassten Prognoseformeln.

Tabelle 7. Zusammenfassung der Prognoseformeln für Vibrationswalzen nach [7].

Zeile Art der

Auswertung

Mittellinie

P = 50 %

+σ

P = 16 %

+ 1,65 σ

P = 5 %

+2,0 σ

P=2,25 %

1 Lineare

Regression 0,7232,3 G r

0,7244,2 G r 0,7246,07 G r

0,7247,47 G r

2 GrvK Fi /*max, 4,31 G r 7,59 G r 9,72 G r 10,87 G r

3 Wieck (2003) 0,71,1 G r - - -

Die mittels linearer Regressionsanalyse gewonnenen Prognoseformeln in Zeile 1 der

Tabelle 7 lassen eine einfache Abschätzung mit einer guten Übereinstimmung zu den

Messwerten zu. Dies gilt bei allen Gewichtsklassen gleichermaßen für den zu erwar-

tenden Mittelwert wie auch für den konservativen Ansatz mit Überschreitungswahr-

scheinlichkeiten von nur noch P = 2,25 %. Die in Zeile 2 der Tabelle 6 zusammenge-

stellten K-Wert-Prognoseformeln liefern Prognosegeraden, die steiler geneigt sind als

die Formeln aus Zeile 1 ermittelten Geraden. Dies führt im Nahbereich zur Erschütte-

rungsquelle tendenziell zu leicht überschätzten Fundamentschwingungen. Bei Ab-

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ständen r > 10 m hingegen werden die tatsächlichen Messwerte durch den steileren

Verlauf der K-Wert-Prognosegeraden, insbesondere bei der konservativen Abschät-

zung mit einer Überschreitungswahrscheinlichkeit P = 2,25°%, sehr gut abgebildet.

4.5.2 Vibrationsplatten

Für kleinere Flächen mit geringen Breiten (Kanäle, Schächte etc.) können kleinere

Verdichtungsgeräte wie Rüttelplatten und Handstampfer zum Einsatz kommen.

Für den Einsatz von Verdichtungsgeräten liegen ebenfalls eine Vielzahl von Messer-

gebnissen vor. Eine eigene Messreihe fand nahe einer Produktionsanlage bei Arn-

stadt statt. Hier wurde mit unterschiedlichen Verdichtungsgeräten gearbeitet

(Abbildung 2) und der Schwingungseintrag auf der Bodenplatte einer nahegelegenen

Werkshalle erfasst. Die Verdichtungsgeräte wurden jeweils in ca. 5 m sowie 10 m

und 15 m Entfernung vom Gebäude eingesetzt.

- Bomag Rüttelplatte BPR 65/70D mit einer Verdichtungsstufe

- Bomag Rüttelplatte 3BP mit einer Verdichtungsstufe

Abbildung 2. Fotos von Verdichtungsgeräten. Links: Bomag BPR 65/70D; rechts: Bomag

BP3.

Abbildung 3. Ausgewählte Zeitverläufe und Amplitudenspektren während der Verdichtungs-

arbeiten.

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Tabelle 8 beinhaltet eine Gegenüberstellung der maximalen Schwinggeschwindigkei-

ten auf der Bodenplatte der Werkshalle. Der Messpunkt befand sich unmittelbar hin-

ter der Außenwand auf der Bodenplatte.

Tabelle 8. Messtechnisch erfasste Erschütterungen und rechnerisch daraus abgeleitete

Schwingungsgrößen unter Anregung aus Verdichtungsgeräten.

Eingesetztes Gerät Masse

in [t]

Rüttel-

frequenz

in [Hz]

Entfernung

zum Gebäude

in [m]

Max.-Werte der Schwing-

geschwindigkeit

in [mm/s]

Rüttelplatte BPR65/70D 0,6 67 5 1,5

Rüttelplatte BPR30 0,2 75 5 0,4

Darüber hinaus wurden im Institut für Bauforschung e.V. Hannover [7] 36 Datensätze

für Vibrationsplatten unterschiedlichster Betriebsgewichte G ausgewertet. Die bei den

ausgewerteten Baumaßnahmen verwendeten Geräte sind unter Angabe ihrer techni-

schen Spezifikationen in der folgenden Tabelle 9 zusammengestellt.

Tabelle 9. Verschiedene ausgewertete Vibrationsplatten mit technischen Spezifikationen

nach [7], Tabelle 8.4.

Gerätebezeichnung Gewicht Gewichtsklasse Frequenz Erregerkraft

Delmag SX24 1,7 Gwk 1

0,09 t GWK1 80 Hz 30 kN

Wacker DPU 6055 0,45

GWK2

69 Hz 60 kN

Delmag SV 6012 0,55 keine Angaben Keine Angaben

Ammann AVH 6030 0,58 52 Hz 60 kN

Delmag SV 6012 0,60 43 Hz 60 kN

Da bei der Vibrationsverdichtung näherungsweise die emittierte Energie proportional

zum Betriebsgewicht G angesetzt werden kann, werden die Prognoseformeln unmit-

telbar als Funktion des Betriebsgewichts G in t und nicht als Funktion einer erst über

das Betriebsgewicht G abgeleiteten Energie E entwickelt. Mit Hilfe einer Regressi-

onsanalyse zur Auswertung der Datensätze, sowie der Herleitung einer sogenannten

K-Wert-Prognoseformel (durch Erfahrungswerte abgeleitete Prognoseformeln) erge-

ben sich für unterschiedliche Überschreitungswahrscheinlichkeiten die in Tabelle 10

zusammengefassten Prognoseformeln.

Tabelle 10. Zusammenfassung der Prognoseformeln für Vibrationsplatten nach [7].

Zeile Art der

Auswertung

Mittellinie

P = 50 %

+σ

P = 16 %

+ 1,65 σ

P = 5 %

+2,0 σ

P=2,25 %

1 Lineare

Regression

0,9424,12 G r

0,9427,81 G r

0,94211,82 G r

0,94214,83 G r

2 GrvK Fi /*max, 4,28 G r 7,55 G r 9,67 G r 10,82 G r

3 Wieck (2003) 0,51,7 G r - - -

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Im Nahbereich zur Erschütterungsquelle wird gemäß [7] die Verwendung der For-

meln in Zeile 2 der Tabelle 10 empfohlen.

4.6 Gleisstopfen

Für die Erschütterungseinwirkungen infolge des Gleisstopfens liegen derzeit keine

Prognoseformeln oder Messergebnisse vor. Gleisstopfmaschinen arbeiten mit einer

Verdichtungsfrequenz von 35 Hz [11] und können je nach Größe der Maschine zwi-

schen 220 m/h und 2200 m/h stopfen [10]. Es ist davon auszugehen, dass aufgrund

der geringen Gesamtlänge von 300 m den Weichen und Stumpfgleisen an den Gleis-

enden von einer max. Einsatzzeit (=Stopfzeit) von 4 h auszugehen.

Die Anregung ist punktförmig. Als Ersatzanregung wird aufgrund der Anregungsform

und -frequenz die Einwirkung einer schweren Vibrationswalze GWK3 angesetzt

(siehe auch Abschnitt 4.5.1).

4.7 Zugverkehr Materialumschlagsgleis

Für die Erschütterungsemissionen des Zugverkehrs auf dem Materialumschlagsgleis

wurde eine Abschätzung aus einer Güterzugmessung [8] auf der Strecke der Ammer-

talbahn verwendet. Der 2016 erfasste Zug fuhr mit einer geschätzten Geschwindig-

keit von v = 50 km/h. Die Erschütterungen wurden in einem Abstand von 28 m zur

Gleismitte erfasst.

Die Erschütterungsemission ist u. a. abhängig von der Fahrgeschwindigkeit. Eine

Abschätzung der zu erwartende Änderung ist nur bedingt möglich, da sich durch die

Veränderung der Fahrgeschwindigkeit auch die Anregungsfrequenz verändert. Auf

der sicheren Seite liegend wird daher nachfolgend eine Zuggeschwindigkeit von

vPrognose = 35 km/h berücksichtigt:

Pr 35 /

20 log( ) 20 log( ) 350 /

ognose

Messung

v km hdB dB

v km h (4)

Die Änderung der Schwinggeschwindigkeit auf Grund der abweichenden Abstände

von Messung und Prognosefall folgt folgender Beziehung:

0,5

Pr20 log

28

ognoserdB

m (5)

Mit Prognoser : Abstand des zu bewertenden Prognosepunktes

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5 Prognoseergebnisse

5.1 Einwirkungen auf bauliche Anlagen

5.1.1 Vibrations-Walzenzug

Für die Herstellung des Planums für das neue Gleis können unter anderem Vibra-

tions-Walzenzüge zum Verdichten eingesetzt werden. Es wird nachfolgend davon

ausgegangen, dass Walzenzüge mit einem maximalen Gewicht von 1,7 t (GWK1),

7,5 t (GWK2) und12 t (GWK3) zum Einsatz kommen können.

Für diese Gewichtsklassen wurden die Berechnungen wie in Kapitel 4.5.1 beschrie-

ben durchgeführt. Die Betriebsfrequenz liegt hier meistens im Bereich von 25 Hz bis

50 Hz. Eine grafische Darstellung der Berechnungsergebnisse zeigen die folgenden

Abbildungen, die relevanten Schwinggeschwindigkeiten für die Bewertung mit den

Überschreitungswahrscheinlichkeiten 50 % sind in Tabelle 11 bis Tabelle 13 zusam-

mengefasst.

Abbildung 4. Grafische Darstellung der maximalen Fundamentschwingungen in Abhängigkeit

des Abstandes zur Erregerquelle infolge Vibrations-Walzen-Betrieb der GWK1.

Tabelle 11. Fundament und Deckenschwingungen infolge Vibrationswalzen-Betrieb (GWK1)

in unterschiedlichen Abständen zur Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlich-

keit von 50 %, vF

i,max in [mm/s].

10°m

[mm/s]

15°m

[mm/s]

20°m

[mm/s]

25°m

[mm/s]

30 m

[mm/s]

Fundament 0,6 0,4 0,3 0,2 0,2

Decke (k=1,5) 0,8 0,6 0,4 0,3 0,3

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Abbildung 5. Grafische Darstellung der maximalen Fundamentschwingungen in Abhängigkeit

des Abstandes zur Erregerquelle infolge Vibrations-Walzen-Betrieb der GWK2.

Tabelle 12. Fundament und Deckenschwingungen infolge Vibrationswalzen-Betrieb (GWK2)

in unterschiedlichen Abständen zur Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlich-

keit von 50 %, vF

i,max in [mm/s].

10°m

[mm/s]

15°m

[mm/s]

20°m

[mm/s]

25°m

[mm/s]

30 m

[mm/s]

Fundament 1,2 0,8 0,6 0,5 0,4

Decke (k=1,5) 1,8 1,2 0,9 0,7 0,6

Abbildung 6. Grafische Darstellung der maximalen Fundamentschwingungen in Abhängigkeit

des Abstandes zur Erregerquelle infolge Vibrations-Walzen-Betrieb der GWK3.

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Tabelle 13. Fundament und Deckenschwingungen infolge Vibrationswalzen-Betrieb (GWK3)

in unterschiedlichen Abständen zur Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlich-

keit von 50 %, vF

i,max in [mm/s].

10°m

[mm/s]

15°m

[mm/s]

20°m

[mm/s]

25°m

[mm/s]

30 m

[mm/s]

Fundament 1,5 1,0 0,7 0,6 0,5

Decke (k=1,5) 2,3 1,5 1,1 0,9 0,7

Für das nächstgelegene Gebäude der Gebäudeart 2 (Tabelle 2, Zeile 2) in ca. 14 m

Abstand kann davon ausgegangen werden, dass die zulässigen Anhaltswerte der

DIN 4150, Teil 3 bei Einsatz von Vibrationswalzen der GWK1 bis GWK3 nicht über-

schritten werden. In einzelnen Fällen können die Erschütterungen auch deutlich hö-

her ausfallen. Es wird daher empfohlen auch das An- und Abtouren der Vibrations-

walzen nur auf dem Baufeld durchzuführen, um Erschütterungen > 5 mm/s in den

nächstliegenden Gebäuden zu vermeiden.

Bei Einhaltung der zuvor beschriebenen Abstände der Walze zu den Gebäuden ist

bei den prognostizierten Fundamentschwingungen mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht

mit Schäden an den Gebäuden zu rechnen. Um die Erschütterungen so niedrig wie

möglich zu halten, wie auch die Belästigung von Menschen durch Baumaßnahmen,

gemäß DIN°4150 Teil-2 (siehe auch Abschnitt 5.2.1) einhalten zu können, sollten die

Vibrations-Walzenzüge mit einer hohen Anregungsfrequenz (> 30 Hz) und einer nie-

drigen Anregungsamplitude betrieben werden.

5.1.2 Vibrationsplatten

Für die Herstellung kleiner Flächen können u. a. Vibrationsplatten zum Verdichten

des Planums eingesetzt werden. Erfahrungsgemäß werden hier Vibrationsplatten mit

einem maximalen Gewicht von 0,8 t verwendet. Für diese Gewichtsklasse wurden die

Berechnungen wie in Kapitel 4.5.2 beschrieben durchgeführt. Die Betriebsfrequenz

liegt hier meistens im Bereich von 40 Hz bis 80 Hz. Eine grafische Darstellung der

Berechnungsergebnisse zeigt die folgende Abbildung 7, die relevanten Schwingge-

schwindigkeiten für die Bewertung mit den Überschreitungswahrscheinlichkeiten

50 % sind in der Tabelle 14 zusammengefasst.

Tabelle 14. Fundament und Deckenschwingungen infolge Vibrationsplatten-Betrieb in unter-

schiedlichen Abständen zur Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von

50 %, vF

i,max in [mm/s].

5°m

[mm/s]

10°m

[mm/s]

15°m

[mm/s]

20°m

[mm/s]

25°m

[mm/s]

Fundament P =50 % 0,8 0,4 0,3 0,2 0,2

Decke P =50 % (k=1,5) 1,1 0,6 0,4 0,3 0,3

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Abbildung 7. Grafische Darstellung der maximalen Fundamentschwingungen in Abhängigkeit

des Abstandes zur Erregerquelle infolge Vibrationsplatten-Betrieb.

Der Einsatz von Vibrationsplatten kann ab einem Abstand von 5 m als unkritisch ein-

gestuft werden. Aus den Planunterlagen [12] können geringere Abtstände als 5 m

praktisch ausgeschlossen werden.

Bei Einhaltung der beschriebenen Abstände der Vibrationsplatte zu den Gebäuden

ist bei den prognostizierten Fundamentschwingungen mit hoher Wahrscheinlichkeit

nicht mit Schäden an den Gebäuden zu rechnen. Um die Erschütterungen so niedrig

wie möglich zu halten, als auch die Belästigung von Menschen durch Baumaßnah-

men gemäß DIN°4150, Teil-2 (siehe Abschnitt 5.2.2) einhalten zu können, sollten die

Vibrationsplatten mit einer hohen Anregungsfrequenz (> 30 Hz) und einer möglichst

niedrigen Anregungsamplitude betrieben werden.

5.1.3 Gleisstopfen

Um die Erschütterungseinwirkungen durch das Gleisstopfen abzuschätzen, wird er-

satzweise die Immission einer Vibrationswalze der GWK3 (12t) betrachtet. Damit sind

die Ergebnisse der Abbildung 6 und Tabelle 13 zu bewerten.

Unter Berücksichtigung der in Abschnitt 4.6 getroffenen Annahmen und einem Min-

destabstand von 14 m zur nächsten Bebauung, ist davon auszugehen, dass der Be-

trieb einer Gleisstopfmaschine nicht zu Schäden an den Gebäuden führt.

5.1.4 Zugverkehr Materialumschlagsgleis

Aus Erschütterungsmessdaten eines Güterzuges [8] werden unter Einbeziehung der

Annahmen aus Abschnitt 4.7 folgende Erschütterungseinwirkungen auf Gebäude

prognostiziert:

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Tabelle 15. Fundament und Deckenschwingungen infolge Zugverkehrs in unterschiedlichen

Abständen zur Erregerquelle. vF

i,max in [mm/s].

14 m

[mm/S]

15°m

[mm/s]

20°m

[mm/s]

25°m

[mm/s]

Fundament 0,07 0,07 0,06 0,05

Decke (k=1,5) 0,12 0,11 0,09 0,08

Es zeigt sich, dass mit keinen kritischen Erschütterungseinwirkungen des Zugver-

kehrs auf Gebäude zu rechnen ist. Die Anhaltswerte der Norm DIN 4150, Teil 3 wer-

den für alle Gebäudearten um ein Vielfaches unterschritten.

5.2 Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden

5.2.1 Vibrationswalzen

Im Folgenden werden die Erschütterungseinwirkungen auf Menschen von Vibrations-

walzen der Klassen GWK1, GWK2 und GWK3 untersucht (Tabelle 16 bis

Tabelle 18). Für die Berechnung des KBFtr-Wertes (sofern KBFmax > Au) wurde eine

max. Einsatzzeit der Baugeräte von 8 h am Tag angenommen. Bei Überschreitung

der Anhaltswerte Au = 0,8 und Ar = 0,6 müssen entweder erschütterungsärmere Ge-

räte eingesetzt oder die Einwirkzeit reduziert werden, damit der KBFtr-Wert nicht den

Anhaltswert Ar = 0,6 überschreitet.

Tabelle 16. KBFmax- und KBFtr-Werte infolge Vibrationswalzen-Betrieb (GWK1) in unterschied-

lichen Abständen zur Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 50 %.

10°m 15°m 20°m 25°m 30 m

KBFmax Fundament 0,4 0,3 0,2 0,1 0,1

Decke 0,6 0,4 0,3 0,2 0,2

KBFtr

(Te = 8h)

Fundament -- -- -- -- --

Decke -- -- -- -- --

Tabelle 17. KBFmax- und KBFtr-Werte infolge Vibrationswalzen-Betrieb (GWK2) in unterschied-

lichen Abständen zur Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 50 %.

KBFmax > Au =0,8 und KBFtr > Ar = 0,6 sind fett gedruckt.

10°m 15°m 20°m 25°m 30 m

KBFmax Fundament 0,8 0,6 0,4 0,4 0,3

Decke 1,3 0,8 0,6 0,5 0,4

KBFtr

(Te = 8h)

Fundament -- -- -- -- --

Decke 0,9 -- -- -- --

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Tabelle 18. KBFmax- und KBFtr-Werte infolge Vibrationswalzen-Betrieb (GWK3) in unterschied-

lichen Abständen zur Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 50 %.

KBFmax > Au =0,8 und KBFtr > Ar = 0,6 sind fett gedruckt.

10°m 15°m 20°m 25°m 30 m

KBFmax Fundament 1,1 0,7 0,5 0,4 0,4

Decke 1,6 1,0 0,8 0,6 0,5

KBFtr

(Te = 8h)

Fundament 0,7 -- -- -- --

Decke 1,1 0,7 -- -- --

Sie zeigt, dass der Einsatz von Vibrationswalzen der Gewichtsklasse GWK3 als kri-

tisch zu bewerten ist. Erst in einem Abstand von ca. 17 m werden die Anhaltswerte

der Stufe II für eine tägliche Einsatzdauer von 8 h und einer Dauer der Einwirkung

insgesamt von 6 d bis 26 d eingehalten. Bei Reduktion der Einsatzdauer auf 4 h pro

Tag können auch Walzen der GWK3 eingesetzt werden. Walzen der GWK2 können

ab einem Abstand von 13 m zur Bebauung eingesetzt werden.

Vibrationswalzen der GWK1 können unter Berücksichtigung eines Mindestabstandes

von 5 m zu den nächstgelegenen Gebäuden eingesetzt werden. Es wird dennoch

dringend empfohlen, auch das An- und Abtouren der Walzen nur auf dem Baufeld

durchzuführen, da die Erschütterungen im Einzelfall auch deutlich höher ausfallen

können. Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass im Nahbereich der Gebäude

nie mehrere Verdichtungsmaschinen gleichzeitig zum Einsatz kommen, da sich hier-

durch Erschütterungen überlagern könnten.

Die Norm gilt allerdings nur dann als eingehalten, wenn z. B die betroffenen Nutzer in

den Gebäuden umfassend über die Baumaßnahmen und Bauverfahren, Dauer etc.

informiert werden. Zusätzlich sollten Ansprechpartner benannt werden, die Baumaß-

nahmen zeitlich begrenzt werden und ggf. durch Schwingungsmessungen ein Nach-

weis der tatsächlich auftretenden Erschütterungen erbracht werden. Siehe dazu auch

Abschnitt 3.2.2.

5.2.2 Vibrationsplatten

Die Ergebnisse der Prognoseberechnungen für Vibrationsplatten (0,8 t) zeigt die

Tabelle 19. Für die Berechnung des KBFtr-Wertes wurde eine maximale Einsatzzeit

der Baugeräte von 8 h am Tag angenommen.

Tabelle 19. KBFmax- und KBFtr-Werte infolge Vibrationsplatten-Betrieb in unterschiedlichen

Abständen zur Erregerquelle und unterschiedlichen Überschreitungswahrscheinlichkeiten.

10°m 15°m 20°m 25°m 30 m

KBFmax Fundament 0,6 0,3 0,2 0,1 0,1

Decke 0,8 0,4 0,3 0,2 0,2

KBFtr

(Te = 8h)

Fundament -- -- -- -- --

Decke -- -- -- -- --

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Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Einsatz von Vibrationsplatten unter Berück-

sichtigung einer maximalen Einwirkdauer von 8 h pro Tag die Anhaltswert der Stufe II

der Tabelle 2 der DIN 4150-2 für eine Dauer der Einwirkung von 6 d bis 26 d einge-

halten werden kann. Dabei gilt die Norm jedoch auch hier nur als eingehalten, wenn

Nutzerinformation etc. (siehe Abschnitt 3.2.2.) nach DIN 4150-2, Abschnitt 6.5.4.3

erfolgen. Auch wenn die prognostizierten Erschütterungen entsprechend der Norm

als zumutbar zu beurteilen sind, kann es In einzelnen Fällen dennoch zu höheren

und störenden Erschütterungen in den Gebäuden kommen.

5.2.3 Gleisstopfen

Um die Erschütterungseinwirkungen durch das Gleisstopfen abzuschätzen, wird er-

satzweise die Immission einer Vibrationswalze der GWK3 (12t) für eine Einsatzdauer

von 4 h betrachtet. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle dokumentiert.

Tabelle 20. KBFmax- und KBFtr-Werte infolge Gleisstopfen in unterschiedlichen Abständen zur

Erregerquelle und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 50 %. KBFmax > Au =0,8 und

KBFtr > Ar = 0,6 sind fett gedruckt.

10°m 15°m 20°m 25°m 30 m

KBFmax Fundament 1,1 0,7 0,5 0,4 0,4

Decke 1,6 1,0 0,8 0,6 0,5

KBFtr

(Te = 4h)

Fundament 0,5 -- -- -- --

Decke 0,8 0,5 -- -- --

Es zeigt sich, dass im Mittel ab einem Abstand von ca. 14 m die Anhaltswerte der

DIN 4150, Teil 2 unter Berücksichtigung der in Abschnitt 3.2.2 beschriebenen Maß-

nahmen eingehalten werden.

5.2.4 Zugverkehr Materialumschlagsgleis

Für den Materialumschlag verkehren zusätzlich Züge. Die Abfahrt der Züge fällt in die

Nachtstunden. Die Abfahrt der Züge erfolgt dabei um 01:00 Uhr, die Ankunft um

4:50 Uhr. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Prognoseergebnisse der KBFmax-Werte

infolge der Zugfahrten unter Berücksichtigung einer Fahrgeschwindigkeit von

vmax = 35 km/h (siehe auch Abschnitt 4.7). Es wird erwartet, dass die tatsächlichen

Werte noch geringer ausfallen, da die Züge mit einer maximalen Geschwindigkeit von

15 km/h fahren dürfen.

Tabelle 21. Prognoseergebnisse für KBFmax-Werte für verschiedene Abstände zum Gleis.

14°m 20°m 25 m

KBFmax 0,02 0,00 0,00

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Aufgrund der prognoszitierten KBFmax-Werte ist davon auszugehen, dass die einzelne

Zugfahrt nicht zu spürbaren Erschütterungen führt. Die Anhaltswerte der DIN 4150,

Teil 2 werden deutlich unterschritten und gilt damit als eingehalten.

Die DIN 4150-2 enthält keine konkreten Regelungen bezüglich der Beurteilung be-

stehender Bahnstrecken, jedoch ist zu berücksichtigen, dass es nicht zu einer we-

sentlichen Erhöhung bzw. spürbare Änderung kommt. Untersuchungen [5] haben ge-

zeigt, dass Probanden erst ab einer Differenz von mehr als 25 % zwischen zwei un-

terschiedlichen Erschütterungssignalen einen Unterschied wahrnehmen konnten.

Diese Differenz steigt bei zunehmenden Pausen zwischen den Einwirkungen weiter

an. In der Rechtsprechung wurden in der Vergangenheit auch schon Zunahmen von

40 % der Erschütterungseinwirkung als tolerabel angesetzt [6].

Auch unter Berücksichtigung der Gesamteinwirkung aus allen Zugvorbeifahrten am

Tag bzw. in der Nacht ist nicht mit einer relevanten Erhöhung des KBFtr-Wertes zu

rechnen. Damit liegt keine wesentliche Änderung der Immissionen vor.