Forudsætninger for støj- og vibrationsundersøgelser Femern Bælt danske jernbanelandanlæg
Forord Dette fagnotat omhandler forudsætninger og metoder for støj- og vibrationsundersøgelser i projekt Femern Bælt - danske jernbanelandanlæg for strækningen mellem Ringsted og Holeby til den faste forbindelse over Femern Bælt. Fagnotatet er udarbejdet i sommeren og efteråret 2010 og opdateret i efteråret 2011 af rådgivningsfirmaerne Rambøll og DELTA som en del af Banedanmarks projekt. Fagnotatet omfatter de fagspecifikke forhold, som projektet hidtil har arbejdet med. Det udgør sammen med en række øvrige fagnotater det samlede, tekniske grundlag for projektet, og det er samtidig udgangspunkt for indholdet i projektets miljøredegørelse. Iben Marcus-Møller Projektleder Efter offentlighedsperioden er støjberegningerne opdateret, primær i forbindelse med Banedanmarks udbud af støjisolering for de berørte boliger langs strækningen i 2013. Justeringer som følge heraf er beskrevet i afsnit 1.5. Denne udgave af notatet herefter opdateret og omfatter den valgte løsning (Grundløsning 2 inkl. fast dobbelt bro over Masnedsund og 1000 meter lange overhalingszoner). Kvalitetssikring Version 6a 2014-06-30 Udført Per Finne Kontrol Jacob Storm Jørgensen Godkendt Allan Jensen Femern Bælt danske jernbanelandanlæg Forudsætninger for støj- og vibrationsundersøgelser Banedanmark Anlægsudvikling Amerika Plads 15 2100 København Ø www.banedanmark.dk
Femern Bælt danske jernbanelandanlæg Indhold Side 1 Indledning 5 1.1 Baggrund 8 1.2 Grænseværdier 10 1.3 Omfang og projektafgrænsning 11 1.4 Overordnede forudsætninger og antagelser 12 1.5 Støjberegninger til støjisolering 13 2 Trafikgrundlag og forudsætninger 15 2.1 Trafikale forudsætninger 15 2.2 Toghastigheder 18 2.3 Toglængder 19 2.4 Standsende tog 20 3 Banetekniske forhold 22 3.1 Sporskifter 22 3.2 Hjul- og skinnekvalitet 23 3.3 Sporopbygning 23 3.4 Broer 23 3.5 Dæmning og afgravning 24 3.6 Støjdæmpning ved kilden 25 4 Støjmodellen 28 4.1 Opbygning af 3D-støjmodel 28 4.2 Projektafgrænsning 28 4.3 Kortgrundlag 28 4.4 Terrænforhold 29 4.5 Bygninger 29 4.6 Jernbane 31 4.7 Vejkrydsninger og broer 31 4.8 Støjafskærmning 32 4.9 Planlagte støjfølsomme anvendelser 32 4.10 Beregningsværktøj 32 4.11 Beregningsmetode 33 5 Vibrationer 35 5.1 Beregningsmodellens opbygning 35 5.2 Kildemodel 36 5.3 Udbredelse i jord 39 5.4 Transmission til bygninger 40
5.5 Beregningsmetodik og kortlægning 41 5.6 Typetilfælde 42 5.7 Usikkerhed 43 6 Afværgeforanstaltninger 45 6.1 Støjskærme 45 6.1.1 Støjbelastningstal, SBT 45 6.1.2 Opsætning af støjskærme 47 6.2 Støjisolering 47 6.3 Muligheder for støjdæmpning af broer 48 6.4 Økonomi 48 6.5 Muligheder for vibrationsdæmpning 49 Bilag Bilag 1: Trafikgrundlag for 0-alternativet, Grundløsning 2
1 Indledning Dette fagnotat beskriver forhold vedrørende forudsætninger for støj og vibrationer i forbindelse med elektrificering og udbygning af de danske jernbanelandanlæg for strækningen mellem Ringsted og Orehoved og Orehoved - Holeby til den faste forbindelse over Femern Bælt. Overordnet omfatter jernbaneprojektet i henhold til projekteringsloven elektrificering fra Ringsted til Holeby og anlæg af et ekstra spor fra Vordingborg til Storstrømmen og fra Orehoved til Holeby. Der skal undersøges løsninger for 2 maksimale hastigheder for persontog. Disse løsninger betegnes i fagnotatet som grundløsninger. Desuden omfatter projektet 9 alternativer og 3 tilvalg. For fravalgte løsningsmuligheder henvises til afsnittet "Andre undersøgte løsninger" i fagnotatet Anlægsbeskrivelse. Løsningsrummet for den samlede strækning består af: Grundløsning 1 Banen elektrificeres og anlægges til en maksimal hastighed for persontog på 160 km/t. Fra Vordingborg til Storstrømmen og fra Orehoved til Holeby etableres et ekstra spor samt nye klapbroer over Masnedsund og Guldborgsund til dette spor. Overkørslen i Eskilstrup nedlægges og det er valgt, at Alternativ 3, Erstatningsanlæg B i Eskilstrup indgår i kombination med Grundløsning 1 i den samlede løsning. Grundløsning 2 Banen elektrificeres og anlægges til en maksimal hastighed for persontog på 200 km/t. Fra Vordingborg til Storstrømmen og fra Orehoved til Holeby etableres et ekstra spor samt nye klapbroer over Masnedsund og Guldborgsund til dette spor. Overkørslen i Eskilstrup nedlægges og det er valgt, at Alternativ 3, Erstatningsanlæg B i Eskilstrup indgår i kombination med Grundløsning 2 i den samlede løsning. Alternativ 1. Fast bro over Masnedsund Denne løsningsmulighed er tidligere undersøgt og præsenteret i høringsmaterialet. Alternativet er fravalgt. Alternativ 2. Linjeføring nord om Nykøbing F Denne løsningsmulighed er tidligere undersøgt og præsenteret i høringsmaterialet. Alternativet er fravalgt. Alternativ 3. Erstatningsanlæg B i Eskilstrup Der etableres en niveaufri skæring syd for den eksisterende overkørsel. Det er valgt, at alternativet skal indgå i den samlede løsning i stedet for grundløsningernes erstatningsanlæg. Alternativ 4. Aspekter ved hastighed over 200 km/t Denne løsningsmulighed er tidligere undersøgt og præsenteret i høringsmaterialet. Alternativet er fravalgt. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 5
Alternativ 5. Overhalingsspor nord for Vordingborg Denne løsningsmulighed er tidligere undersøgt og præsenteret i høringsmaterialet. Alternativet er fravalgt. Alternativ 11. Østlig fast enkeltsporet bro over Masnedsund og overhalingsspor på Masnedø Betonbro øst for eksisterende klapbro over Masnedsund for ét banespor, ændret linjeføring mellem Vordingborg og Masnedø samt midtliggende overhalingsstation (750 m) på Masnedø. På eksisterende klapbro låses klapfaget, og eksisterende banespor hæves ved udlægning af membran og skærver. Dette medfører, at der skal etableres en ny sejlrende gennem Masnedø Østflak, der forbinder Kalve- og Færgestrømmen. Alternativ 12. Østlig fast dobbeltsporet bro over Masnedsund og overhalingsspor på Masnedø Betonbro øst for eksisterende klapbro over Masnedsund for begge banespor, ændret linjeføring mellem Vordingborg og Masnedø samt vestliggende overhalingsstation (750 m) på Masnedø. På eksisterende klapbro låses klapfaget og overfører kun biltrafik. Dette medfører, at der skal etableres en ny sejlrende gennem Masnedø Østflak, der forbinder Kalve- og Færgestrømmen. Alternativ 21. Østlig fast enkeltsporet bro over Masnedsund og overhalingsspor ved Vordingborg Station Overhalingsspor (750 m) på Vordingborg Station med ændret linjeføring mellem Vordingborg og Masnedø. Betonbro øst for eksisterende klapbro over Masnedsund for ét banespor. På eksisterende klapbro låses klapfaget og eksisterende banespor hæves ved udlægning af membran og skærver. Dette medfører, at der skal etableres en ny sejlrende gennem Masnedø Østflak, der forbinder Kalve- og Færgestrømmen. Alternativ 22. Østlig fast dobbeltsporet bro over Masnedsund og overhalingsspor ved Vordingborg Station Overhalingsspor (750 m) på Vordingborg Station med ændret linjeføring mellem Vordingborg og Masnedø. Betonbro øst for eksisterende klapbro over Masnedsund for begge banespor. På eksisterende klapbro låses klapfaget og overfører kun biltrafik. Dette medfører, at der skal etableres en ny sejlrende gennem Masnedø Østflak, der forbinder Kalve- og Færgestrømmen. Tilvalg 1. Overhalingsspor til 1000 m lange godstog Overhalingsspor til 1000 m lange godstog, hvor det i grundløsningerne er til 750 m lange godstog. Tilvalg 2. 22,5 t akseltryk Besparelse ved at udføre den nye del af banen til et akseltryk på 22,5 t, hvor det i grundløsningerne er 25 t. Tilvalg 3. Station på Lolland Anlæg af en ny passagerstation nordøst for Rødby Havn. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 6
0-Alternativet Situationen i 2025 uden udbygning af banen men med en delvis sporfornyelse og udrulning af ERTMS samt trafikale effekter som følge af etablering af ny bane København - Køge - Ringsted. Fagnotatet er disponeret i forhold til ovenstående løsningsrum. Efter offentlighedsfasen er følgende besluttet: Grundløsning 2 (op til 200 km/t) er valgt med Alternativ 12 (østlig, fast, dobbeltsporet bro over Masnedsund) og Tilvalg 1 (1000 meter lange overhalingsspor). Det er ligeledes valgt at bygge en ny Storstrømsbro til jernbanetrafik og med cykel/gangsti, som undersøges separat i et andet regi. I det følgende er undersøgelser med relevans for de valgte løsninger beskrevet. Samlet betegnes den valgte løsning: Grundløsning 2. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 7
1.1 Baggrund Udbygningen vil medføre, at hovedparten af den togtrafik, som i dag kører fra Sverige til Tyskland via Øresundsforbindelsen, Fyn og Sønderjylland, i fremtiden vil køre ad strækningen fra Ringsted over Sydsjælland, Lolland-Falster og via Femern-forbindelsen sydpå. Det er primært godstog, men der forventes også en betydelig øget trafik med persontog, som omfatter internationale togforbindelser og en forbedret regionaltrafik i Danmark og Nordtyskland, som det i dag kendes fra Øresundsregionen. Det vil øge jernbanens støjbelastning fra Ringsted til Femern-forbindelsens tilslutning og samtidig reducere støjbelastningen og frigive kapacitet på den i dag benyttede strækning over Fyn og gennem Sønderjylland. Formålet med støjundersøgelserne er således at belyse de støj- og vibrationsmæssige konsekvenser af udbygning mellem Ringsted og den sydlige projektgrænse (Ladhavevej ved Holeby). Projektgrænsen er bestemt til netop Ladhavevejs krydsning af den eksisterende bane, idet den endelige udformning af strækningen herfra afhænger af selve Femern Bælt-forbindelsens (kyst-kyst) endelige placering og udformning. De støj- og vibrationsmæssige konsekvenser for denne strækning vil derfor blive undersøgt og beskrevet som en del af miljøvurderingen af den egentlige faste forbindelse. Figur 1 viser en situationsplan for den berørte strækning fra Ringsted til Holeby. Figur 1. Situationsplan for det danske jernbanelandanlæg, Femern Bælt. Hele strækningen elektrificeres (gul markering). Mellem Vordingborg og Rødby udbygges Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 8
banen med et ekstra spor (rød markering). Anlæggelsen af en ny Storstrømsbro beskrives i andet regi. Undersøgelserne belyser - jf. afsnit 1 - to fremtidige situationer: 1) 0-alternativet (referencesituationen) beskriver forholdene i 2025, såfremt Femern forbindelsen ikke etableres. Denne situation er altså uden de anlægsmæssige ændringer som Femern-forbindelsen medfører, men inklusive de forbedringer, som Banedanmark har planlagt for strækningen - blandt andet som følge af den nye bane mellem København og Ringsted over Køge og udbygningen af ERTMS-systemet (Banedanmarks planlagte forbedring af signalsystemet). Den forventede trafik i 2025 er forudsat at svare til dagens trafik. 2) Grundløsning 2 beskriver trafiksituationen i 2025, hvis jernbanen udbygges til en maksimal hastighed på 200 km/t. Maksimalhastigheden for godstog er 120 km/t. Anlægsmæssigt betyder valget af Grundløsning 2, at der ved Glumsø sker en udretning af linjeføringen. Denne udretning af sporet er medtaget i støjundersøgelserne. Tabel 1 giver et samlet overblik over støjundersøgelserne med relevans for den vedtagne løsning. Vibrationsundersøgelserne omfatter 0-alternativet og Grundløsning 2. De fravalgte alternativer behandles ikke yderligere i dette notat, men er beskrevet i en tidligere version, der blev udarbejdet i forbindelse med høringsperioden. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 9
Løsningsforslag m.m. Beskrivelse Metode 0-alternativ 2025 uden fast Femernforbindelse støjberegning (inkl. L Amax)* Fuld kortlægning og Grundløsning 2 2025 (maks. 200 km/t) Fuld kortlægning og støjberegning Fremtidigt scenarium Retrofitting Vurderinger Fremtidigt scenarium Fuld kapacitet på kyst-kyst forbindelsen Vurderinger Alternativ 12 Østlig fast dobbeltsporet bro Supplerende lokal over Masnedsund og støjberegning overhalingsspor på Masnedø Tilvalg 1 Godstog op til 1000 m Vurdering Tabel 1. Oversigt over støjundersøgelser af 0-alternativ og den valgte løsning (Grundløning 2, samt Alternativ 12 og Tilvalg 1). Med fuld kortlægning og støjberegning forstås: Beregning af L den på bygningsfacader, beregning af støjkonturkort for L den, beregning af støjbelastningstal (SBT) og optælling af støjbelastede boliger, der udsættes for støj over de vejledende grænseværdier L den = 64 db. Vibrationer kortlægges i henhold til den vejledende grænseværdi på L aw = 75 db. * For 0-alternativet omfatter fuld kortlægning og støjberegning også beregning af L Amax. Grænseværdien for L Amax skal tilgodese boliger, som ligger ud til strækninger med lav trafikintensitet. En fuld kortlægning omfatter derfor i princippet også kortlægning af det maksimale støjniveau L Amax. I dette projekt betyder det, at det maksimale støjniveau er kortlagt i 0-alternativet, men ikke i Grundløsning 2. Ud fra beregningseksempler og erfaring med støjkortlægninger er det vurderet, at grænseværdien for L Amax på 85 db i Grundløsnig 2 ikke overskrides uden at den tilsvarende grænseværdi for L den på 64 db ved boligområder også er overskredet. I Grundløsning 2 er trafikintensiteten så tilpas høj, at L den bliver styrende for om støjen overskrider grænseværdien. Med andre ord vil grænseværdien for L den i disse situationer overskrides i kortere afstand fra banen end grænseværdien for L Amax. 1.2 Grænseværdier I dette projekt tages udgangspunkt i Miljøstyrelsens vejledende støjgrænser for boliger. Støjforholdene kortlægges også ved rekreative arealer som sommerhus- og kolonihaveområder. De vejledende grænseværdier for støj fra jernbaner fremgår af et tillæg fra juli 2007 til Miljøstyrelsens vejledning nr. 1/1997, "Støj og vibrationer fra jernbaner". De vejledende grænseværdier for jernbanestøj er bestemt til planlægningsbrug og gælder for udlægning af nye støjfølsomme områder langs eksisterende baner. De er ligesom grænseværdierne for vejstøj udtrykt ved indikatoren L den (day-evening- night level). L den er den størrelse, som benyttes til at bestemme støjbelastningen fra veje og jernbaner. Den baseres på årsmiddelværdier af trafikken og støjen fordelt på dagperioden (kl. 07-19), aftenperioden (kl. 19-22) og natperioden (kl. 22-07). Ved sammenvejning af disse tre støjbidrag til L den tildeles støjbidraget fra aftenperioden et tillæg på 5 db og støjbidraget fra natperioden et tillæg på 10 db, således at den samlede støjbelastning vægter støjen om aftenen og natten højere (og dermed som mere generende) end støjen i dagtimerne. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 10
For støj fra jernbaner har Miljøstyrelsen endvidere fastsat en vejledende grænseværdi for det maksimale støjniveau ved boliger. Tabel 2 sammenfatter de vejledende grænseværdier for støj fra jernbaner. Områdetype Vejledende støjgrænse Rekreative områder i det åbne land (sommerhusområder, campingpladser) Rekreative områder i eller nær byområder (bydelsparker, kolonihaver, nyttehaver, turistcampingpladser) Boligområder (boligbebyggelse, daginstitutioner m.v., udendørs opholdsarealer) Offentlige formål (hospitaler, skoler o.l.) Liberale erhverv (hoteller, kontorer m.v.) L den = 59 db L den = 64 db L den = 64 db L Amax = 85 db(ved boliger) L den = 64 db L den = 69 db Tabel 2. Miljøstyrelsens vejledende grænseværdier for støj fra jernbaner. Grænseværdierne er beregnet på planlægningsbrug og gælder for udlægning af nye støjfølsomme områder langs eksisterende jernbaner. Den vejledende grænseværdi for mærkbare vibrationer er 75 db (KB-vægtet accelerationsniveau). Der er tale om et indendørs niveau, og selve bygningens konstruktion har indflydelse på niveauet. Grænsen på 75 db gælder for mærkbare vibrationer på gulv i opholdsrum. Ved meget kraftigere vibrationspåvirkninger kan der opstå revner og skader på bygninger, men dette opstår erfaringsmæssigt først ved påvirkninger, som ligger markant over grænsen for mærkbare vibrationer - og betydeligt over de vibrationer, som kan forventes fra jernbaner i driftsfasen. Bygningsskadelige vibrationer er mest relevant i forbindelse med anlæggelsen af banestrækninger, hvor der kan være tale om kraftigere vibrationspåvirkninger fra entreprenørmaskiner, der arbejder tæt ved bygninger. Hvor der er mærkbare vibrationer fra jernbanen, er der også risiko for, at strukturlyd kan opstå i bygninger meget tæt ved banen. Fænomenet kendes bedst fra tunnelstrækninger under eller langs med husrækker, hvor den lufttransmitterede støj ikke er hørbar. Rystelser fra en togpassage kan få husets indvendige flader (vægge, gulv) til at svinge og dermed udsende svag rumlende lyd til rummet, som en slags højttaler. Beskaffenheden af de anvendte materialer i huset har i høj grad medindflydelse på, om strukturlyden er betydende eller ej. For eksempel vil en tynd gipspladevæg ofte være mere tilbøjelig til at udsende lyd end en tung murstensvæg. Når banen ligger på terræn, overgås den strukturtransmitterede støj almindeligvis af den lufttransmitterede støj. Da der ikke i dette projekt er planlagt tunnelstrækninger, er det således kun støjen udendørs ved boligfacaden, der er belyst og ligger til grund for eventuelle afværgeforanstaltninger. 1.3 Omfang og projektafgrænsning De anlægsmæssige ændringer omfatter strækningen fra km 65,0 (umiddelbart vest for Ringsted Station) til banens skæring af Ladhavevej ved Holeby (km 178,6). På Ringsted Station sker afgreningen til Sydbanen nogle hundrede meter øst for selve stationen (km 63,1), idet der er separate perroner til trafikken på Sydbanen på Ringsted Station. Støjberegningerne omfatter således også trafikken på Vestbanen omkring Ringsted Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 11
Station, ligesom andre baner med betydning for støjen er medtaget. I og omkring Næstved Station indgår derfor Køge - Næstved-banen og ved Nykøbing F indgår Lollandsbanen. 1.4 Overordnede forudsætninger og antagelser Som baggrund for støjberegninger, der repræsenterer en situation 15 år ud i fremtiden, er der foretaget nogle vurderinger af støjudsendelsen fra fremtidens tog. Støj fra jernbaner består primært af rullestøj, der hidrører fra kontakten mellem hjul og skinne. For persontog er rullestøjen dominerende ved hastigheder over ca. 40-50 km/t og for godstog ved lidt højere hastigheder. Sammenhængen fremgår af Figur 2. Grøn : Motorstøj Blå : Rullestøj (hjul/skinne) Lys blå : Aerodynamisk støj Rød : Samlet støj Figur 2. Principielle forhold for togstøj (db(a)) som funktion af toghastighed (km/h) 1. Det fremgår, at allerede ved lave hastigheder er det rullestøjen og ikke motorstøjen, der er den dominerende støjkilde. Aerodynamisk støj er uden betydning ved de hastigheder, der kan blive aktuelle på strækningen Ringsted - Holeby. I dette projekt er der taget udgangspunkt i de kendte danske persontogstyper IC3, ER4 (IR4) og ET (Øresundstog), som støjmæssig repræsentant for de fremtidige tog. Der foreligger støjdata for toghastigheder op til ca. 180 km/t, og ved beregningerne er det antaget samme hastighedsafhængighed ved hastighed herover (ekstrapolation). For godstog antages ligeledes, at togene i 2025 støjer som i dag. Datamaterialet for godstog er typisk bestemt ved hastigheder op til 100 km/t, men antages med korrektion for hastigheden (ekstrapolering) at være gyldigt op til ca. 120 km/t. Kildedata for de anvendte togtyper stammer fra Miljøstyrelsens Miljøprojekt Nr. 1014 fra 2005 2. 1 Rick Jones: UIC workshop: The EU Directive 2002/49 on Environmental noise (END) 2009. 2 DELTA Akustik: Kildestyrkedata for togstøj til Nord2000, Miljøstyrelsen 2005. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 12
Antagelsen om, at godstog i 2025 vil støje på niveau med dagens godstog, vurderes at være en konservativ antagelse. Der arbejdes i de europæiske lande med reduktion af støj fra godstog. Indsatsen omfatter primært en udskiftning af godsvognenes bremseklodser fra støbejernsklodser til klodser af kompositmaterialer. Baggrunden er, at bremseklodserne skaber en ru overflade på hjulenes løbeflader, og graden af denne ruhed har stor betydning for rullestøjen. Ved at udskifte støbejernsklodserne, som skaber en kraftig ruhed, med bremseklodser af mindre slidende materiale, kan rullestøjen reduceres. En eventuel virkning af dette såkaldte retrofitting -projekt er langsigtet. Udskiftningen af bremseklodser på de europæiske godsvogne sker nemlig over en længere årrække, og en reel effekt på den samlede togstøj opnås først, når støjreduktionen er gennemført for omtrent halvdelen af alle godsvogne. Ligesom for togene er der forudsat støjmæssige egenskaber for sporet, dvs. for skinnekvaliteten. De støjdata, som ligger til grund for de anvendte togtyper, repræsenterer kørsel på et godt vedligeholdt spor med en skinnekvalitet, som svarer til klasse C1 eller bedre (jf. Banedanmarks klassifikation og registreringssystem 3 ). Med andre ord svarer denne forudsætning til, at skinnerne slibes så ofte, at de overvejende er i bedste kvalitet. Denne forudsætning er i overensstemmelse med Banedanmarks nuværende strategi for slibning af spor på hovedstrækninger. Ved beregning af støjens maksimale niveau, L Amax, er der benyttet den mest støjende togtype ved togtypens maksimale hastighed. Ved at sammenligne støjen fra et 400 m langt persontog ved 200 km/t med støjen fra et 750 m langt godstog ved 120 km/t er det fundet, at godstoget giver anledning til det højeste maksimale støjniveau. Derfor er støjens maksimalværdier langs jernbanen beregnet for et 750 m langt godstog. I byområder og andre områder med lokale hastighedsbegrænsninger, fx broer, er den højest tilladte hastighed anvendt ved støjberegningerne. På de øvrige strækninger er forudsat den maksimale hastighed for godstog, dvs. 120 km/t. Tilvalg 1 omfatter godstog med en længde på op til 1000 m. Kontrolberegninger har vist, at støjens maksimale niveauer, L Amax, er ens, uanset om godstogene er 750 m lange eller 1000 m lange. Et eventuelt tilvalg af de længere godstog påvirker således ikke støjens maksimale niveauer. 1.5 Støjberegninger til støjisolering I forbindelse Banedanmarks udbud af støjisolering af boliger langs strækningen er der i 2013 foretaget en opdatering af støjberegningsmodellen og en total genberegning af Grundløsning 2 med 200 km/t. Følgende data er opdateret i støjmodellen: Opdateret terrænmodel Opdatering af terrænforhold, sporareal indregnes som blødt også i bykerne Indarbejdelse sporplaner (trin 3) og hastighedsændringer Indarbejdelse af alternativ 12 (ny dobbeltsporet bro over Masnedsund) Opdatering af BBR-registerdata 3 Banedanmarks Banenorm BN2-47-1 (Skinneslibning). Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 13
Opdatering af bygningspolygoner, herunder fjernelse af boliger som med sikkerhed nedrives Identifikation af boliger der eksproprieres og er forlodsovertaget af Banedanmark. Resultaterne af de opdaterede beregninger er leveret i et separat dokument til udbudsmaterialet. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 14
2 Trafikgrundlag og forudsætninger 2.1 Trafikale forudsætninger 0-Alternativet: Grundlaget for de nuværende trafikmængder på de undersøgte strækninger er Trafikstyrelsens opgørelse fra 2007 4 fremskrevet til år 2025. Opgørelsen blev udarbejdet til kortlægning af støjen på de større banestrækninger ved den overordnede EUstøjkortlægning i 2007. Dette datagrundlag, som omfatter trafikmængder og hastigheder for de forskellige togtyper, er fremskrevet til 2025 for en situation uden Femern Bæltforbindelsen (0-alternativet). Herudover omfatter Trafikstyrelsens datagrundlag trafikdata for de tilstødende strækninger, dvs. Vestbanen (København - Korsør), Lille Syd (Køge - Næstved) og Lollandsbanen (Nykøbing F - Nakskov). Til beregninger for 0-alternativet og de fremtidige tilstødende strækninger er dette datagrundlag benyttet, dog med følgende justeringer: Godstog mellem Ringsted og Næstved er ophørt og indgår derfor ikke. Godstog på strækningen Nykøbing F - Gedser er ignoreret, idet banestrækningen ikke længere anvendes. Grundløsning 2: Femern A/S, der planlægger den faste forbindelse, har udarbejdet et trafikalt grundlag for Grundløsning 2 5. Hvorledes data anvendes til støjberegninger er uddybet i notatet How to use traffic data 6, der omhandler alle tog (gods- og persontog), som vil benytte selve Femern-forbindelsen. Banedanmark har vurderet den fremtidige indenlandske trafik på strækningen (se Tabel 3: Regional, Single Mode) samt trafik for Køge - Næstved banen og Lollandsbanen. Tabel 3 sammenfatter trafikintensiteten på strækningen for de forskellige togtyper, og Figur 3 viser forventede standsningsmønstre. Alternativ 12 med ny fast dobbelt sporet forbindelse over Masnedsund er indarbejdet i Grundløsning 2. Det trafikale grundlag for denne løsning fremgår af Tabel 3. 4 Trafikstyrelsen: Data til støjberegninger3.xls, dateret 23.03.2010. 5 Rambøll, Arup, Vectura: Timetable Plannning, Tecnical Memo 22.07.2010. 6 Femern A/S: How to use traffic data, 11.06.2010. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 15
Togbetegnelse Intensitet Togtype (støjdata) Intercity Ét tog hver anden time uden stop på strækningen IC3/ER4 Regional, Dual Mode Èt tog hver anden time med få stop (se Figur 3) Èt tog hver anden time mellem Lübeck og Nykøbing F ET (Øresundstog) Regional, Single Mode Èt tog i timen med stop på de fleste stationer (se Figur 3) ET (Øresundstog) Nattog 4 daglige tog uden stop på strækningen IC3/ER4 Godstog 60 tog pr. døgn (78 pr. 280 driftsdøgn/år) Godstog Tabel 3. Trafikintensitet. For persontog gælder data for 20 driftstimer pr. døgn. For godstog gælder data for et middel årsdøgn. El-systemerne til togdrift er forskellige i Danmark og Tyskland. Kun dieseldrevne tog og såkaldte Dual Mode tog kan anvende begge systemer, mens Single Mode tog kun kan køre i Danmark (eller Tyskland). Driftstimerne indgår i vurderingen af, hvor mange tog der kører i døgnet. Med 20 driftstimer er antallet af tog pr. døgn fremkommet ved at gange 20 med intensiteten pr. time. Er der to tog pr. time i 20 driftstimer er antal tog således givet ved 20 x 2 = 40 tog pr. døgn. For godstog, der ikke kører så intensivt i weekender og på helligdage, er det (af Femern A/S) opgjort, at 78 tog pr. døgn i 280 døgn pr. år svarer til 60 tog pr. døgn fordelt på alle dage i året. Figur 3. Skematisk fremstilling af standsningssteder og trafikintensitet for de planlagte persontog. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 16
På baggrund af Figur 3 samt den eksisterende køreplan (svarende til 0-alternativet) er det opgjort, hvor stor en andel af alle tog der standser ved de enkelte stationer, se Tabel 4. I 0-alternativet er trafikgrundlaget ikke opdelt på forskellige togtyper. Det skyldes, at Trafikstyrelsens trafikoplæg 7 for 0-alternativet er baseret på passagertog af typen IC3/ER4 med undtagelse af nogle få lokaltog, som ingen støjmæssig betydning har. 0-alternativ Grundløsning 2 Station Alle Intercity Regional Regional Nattog persontog (dual mode) (single mode) % % % % % Ringsted 75 0 0 80 0 Glumsø 70 0 0 80 0 Næstved 100 0 100 100 0 Lundby 60 0 0 33 0 Vordingborg 100 0 100 100 0 Nørre Alslev 70 0 0 67 0 Eskilstrup 60 0 0 67 0 Nykøbing F 100 0 100 100 0 Lolland Syd - - - - - Tabel 4. Opgørelse af standsende persontog ved de enkelte stationer i 0-alternativet og Grundløsning 2. Andelen af standsende tog er angivet i % af alle togpassager. De trafikmænger, som indgår i støjberegningerne for 0-alternativet og Grundløsning 2, er vist grafisk i Figur 4. Døgnfordelingen mv. fremgår af skemaerne i bilag 1-3. 7 Trafikstyrelsen: Data til støjberegninger3.xls, dateret 23.03.2010. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 17
Figur 4. Oversigt over trafikmængder til støjundersøgelser. Det fremgår af et notat fra Femern A/S 8, at der vil kunne forventes flere tog på kyst-kyst forbindelsen, end det er forudsat i Grundløsning 2. Når landanlægget på den tyske side er fuldt udbygget, kan godstrafikken på sigt øges med op til 23 %, svarende til 96 godstog pr. driftsdøgn i stedet for 78 i 2025. Omregnet til årsmiddeldøgn svarer disse tal til henholdsvis 74 og 60 godstog pr. døgn. For at belyse denne situation er der i fagnotatet om støj udarbejdet overslag over de støjmæssige konsekvenser, hvis den fulde kapacitet på kyst-kyst forbindelsen udnyttes. 2.2 Toghastigheder I 0-alternativet anvendes de eksisterende strækningshastigheder og lokale hastighedsbegrænsninger, som fremgår af TIB en 9. Heraf fremgår de maksimalt tilladte hastigheder på delstrækninger, som parret med de enkelte togtypers maksimalt tilladte hastighed angiver den højeste hastighed, en togtype kører på delstrækningen. Ved køreplanlægning er der typisk tillagt ekstra tid til standsning og ophold på stationer plus en sikkerhedsmargin, og derfor vil ikke alle tog køre med den højest mulige hastighed på hele strækningen. Som grundlag for støjberegninger, er det praktisk at anvende køreplanhastigheden, der angiver den gennemsnitlige hastighed et tog skal opretholde for at overholde køreplanen mellem to standsningssteder. Da der også er erfaring for, at persontog kan blive forsinkede og derfor søger at indhente forsinkelsen, er det ved støjberegningerne forudsat, at 85 % af persontogene kører med køreplanhastigheden og 15 % kører med den maksimalt tilladte hastighed for togtypen. 8 Femern A/S: How to use traffic data, 11.06.2010. 9 Trafikal information om banestrækningen, Banedanmark, udgave 25.05.2010. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 18
For godstog forholder det sig nogenlunde på samme måde. Dog er den lavere gennemsnitshastighed ofte betinget af, at godstog skal vige for persontog og dermed får ophold på overhalingsstationer, vigespor mv. I Figur 5 er de overordnede køreplan- og maksimalhastigheder vist for persontog og godstog i de tre situationer. For en togtype på fri strækning benyttes således en andel, som kører med køreplanhastighed og en andel, som kører med den maksimalt tilladte hastighed. Regneteknisk sker det ved at benytte en vægtet gennemsnitshastighed, der minimerer antallet af støjkilder i beregningsmodellen. Den vægtede hastighed (v res ) bestemmes ud fra maksimalhastigheden (v max ) og køreplanhastigheden (v kpl ) som: V res = (0,15 v max 3 + 0,85 v kpl 3 ) 1/3 Figur 5. Sammenfatning af overordnede køreplanhastigheder og maksimale hastigheder for 0-alternativet og Grundløsning 2. Figuren viser ikke lokale hastighedsbegrænsninger. Ved beregningerne til støjisoleringsudbuddet er der indregnet en hastighedsforøgelse i forhold til Projektforslag (Trin 2) på strækningen nord for Vordingborg. 2.3 Toglængder Ved beregning af L den er det trafikmængden over et årsmiddeldøgn, som har betydning for støjbelastningen, men ved beregning af maksimalværdier er det den mest støjende, hyppigt forekommende togtype, som er bestemmende for L Amax. I det oprindelige projektgrundlag er det specificeret, at den maksimale toglængde for persontog er 400 m og for godstog 750 m. Beslutningen om at øge længden af overhalingsspor til godstog op til 1000 meter (Tilvalg 1) er vurderet ikke at have nævneværdig betydning for støjen (jf. afsnit 1.4). Det er desuden undersøgt og fundet, at et 750 m langt godstog ved maksimalhastigheden 120 km/t medfører en højere maksimalværdi end et 400 m langt persontog ved 160 km/t og 200 km/t. Derfor er det besluttet, at støjkortlægningen af L Amax gennemføres for et godstog, der kører med den maksimale hastighed, dvs. 120 km/t. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 19
Fart [km/t] 2.4 Standsende tog Der er vurderet forskellige modeller til at håndtere standsende og accelererende tog ved stationer - dvs. hvorledes farten reduceres eller øges som funktion af afstanden fra stationen. Den mest detaljerede model, som er undersøgt, anvendes i Banedanmarks Støjprojekt. Modellen inddeler strækningerne før og efter en station i zoner med reduceret hastighed (sammenlignet med tog, som er gennemkørende). Den mindst detaljerede model er at betragte alle tog som gennemkørende med konstant fart. Hermed overestimeres støjen fra de standsende tog, men ikke nødvendigvis den samlede støj, hvis støjen fra de standsende tog er ubetydelig i forhold til støjen fra de gennemkørende tog. Figur 6 viser skematisk, hvordan hastigheden reduceres som funktion af afstanden fra stationen i de undersøgte modeller. Støjprojektets model er her justeret til en maksimal hastighed på 200 km/t, idet Støjprojektet ikke opererer med hastigheder over 180 km/t. I de situationer, hvor Støjprojektet således benytter 180 km/t, er der i dette eksempel benyttet en hastighed på 200 km/t. Derfor benyttes betegnelsen Støjprojektet - modificeret om denne model. 250 Model for fart ved stationer 200 150 100 50 Persontog - Støjprojektets model (modificeret) Persontog - Kh-Rg model Godstog gennemkørende Persontog - Støjprojektets model Kørselsretning 0-3000 -2000-1000 Afstand fra 0station [m] 1000 2000 3000 Figur 6. Hastighedsmodeller for standsende persontog og gennemkørende godstog. En anden enkel metode er benyttet i det seneste København-Ringsted projekt. Her er det antaget, at standsende tog på en strækning 800 m før og efter standsningsstedet kører med halv hastighed i forhold til gennemkørende tog af samme type. Hvorvidt en så enkel model giver korrekte resultater afhænger blandt andet af, hvor stor en andel af togene der standser, og hvor mange gennemkørende godstog der passerer. Som eksempel er der i Figur 7 vist resultater for strækningen mellem Ringsted og Næstved, hvor andelen af persontog er størst. Der er her en samlet forventet trafikmængde på 15.900 m persontog og 32.900 m godstog på et årsmiddeldøgn. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 20
Samlet støj fra alle tog Grundløsning 2, 25 meter fra spor Sum med Kh-Rg model Sum med Støjprojektets modificerede mode Sum med gennemkørende persontog Godstog - gennemkørende Persontog - Kh-Rg model Persontog - Støjprojektets modificerede model Persontog - gennemkørende 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Lden [db] Figur 7. Beregnet støjbelastning 25 m fra sporet ved forskellige standsningsmodeller for persontog. Beregningspunktet er placeret ud for stationen. De tre øverste linjer viser den samlede støj med de tre forskellige modeller. De fire nederste viser støjbidraget fra de gennemkørende godstog, som er ens i alle tre modeller samt bidraget fra persontog, der er forskelligt i de tre modeller. Figur 7 øverst viser støjen 25 m fra nærmeste spor ved en station i følgende tre situationer: 1) København-Ringsted model (±800 m zoner med halv hastighed) 2) Støjprojektets model (modificeret til maksimal hastighed 200 km/t) 3) Alle persontog antages at være gennemkørende, selvom de standser Nederst i Figur 7 er vist de enkelte bidrag, hvor der ses en tydelig forskel. Støjprojektets model må forventes at være mest korrekt, da den er mest detaljeret i beskrivelsen af hastighedszoner før og efter stationen. For den samlede støj (øverst i Figur 7) er der imidlertid ingen forskel på de beregnede niveauer ved brug af København-Ringsted projektets enkle model eller Støjprojektets mere komplicerede model. Det skyldes, at det samlede støjniveau er helt domineret af støjen fra de gennemkørende godstog. På baggrund af denne analyse er det besluttet, at dette projekt anvender den enkle model fra København-Ringsted projektet til beregning af støj i Grundløsning 2, idet godstogene er helt bestemmende for støjen. I 0-alternativet, hvor der ingen godstog er på strækningen, benyttes Støjprojektets detaljerede model for standsning. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 21
3 Banetekniske forhold 3.1 Sporskifter Støj ved kørsel gennem sporskifter indgår i beregningerne. Nord2000-beregningsmetoden indeholder imidlertid ikke en beskrivelse af, hvordan ekstra støj ved kørsel over sporskifter håndteres. Der er derfor benyttet samme korrektion som beskrevet i den forrige vejledning til beregning af støj fra jernbaner 10. Den ekstra støj fra kørsel over sporskifter håndteres ved at lægge 6 db til kildestyrken i forhold til kørsel på et normalt spor på en strækning, der svarer til sporskiftets fysiske udstrækning. Denne tilpassede støjkilde benyttes kun til beregninger af støjens maksimale værdier, L Amax, og har i denne sammenhæng kun betydning ved beregninger for 0-alternativet. Der er ingen korrektion for beregning af årsmiddelværdier (L den ) - jf. Miljøstyrelsens vejledning. 10 Figur 8 viser et eksempel på betydningen af tillægget på 6 db ved beregning af L Amax for et godstog ved 120 km/t, som er den togtype og hastighed, der medfører de højeste maksimalniveauer. Betydningen af tillægget er begrænset til områder lokalt omkring de konkrete sporskifter. S S S Figur 8. Betydning af sporskifter ved beregning af L Amax. Den blå linje angiver støjens udbredelse uden tillæg for sporskifter, og den røde linje angiver støjen med tillæg. De relevante sporskifters placering er markeret med S. 10 Miljøstyrelsens vejledning nr. 5/1985: Beregning af støj fra jernbaner. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 22
3.2 Hjul- og skinnekvalitet Skinnekvaliteten betyder en del for støjen fra jernbaner, især ved bestemmelse af støjen fra persontog. For tog der kører mere end ca. 40-50 km/t, er det rullestøjen, som er den mest betydende støjkilde (se også Figur 2). De kildedata, som benyttes ved støjberegningerne, er repræsentative for kørsel på skinneklasse C1 eller bedre, og det antages, at den fremtidige bane vil have skinner i klasse C1 eller bedre. Selvom hjulkvaliteten har tilsvarende betydning, kan den ikke kontrolleres på samme enkle måde. De benyttede kildedata er repræsentative for almindeligt forekommende tog af typen IC3/ER4 eller Øresundstog (ET) uden tydelige fejl og hørbare hjulflader. I dag har skinnekvaliteten ikke samme betydning for godstog som for persontog. På grund af godstogenes ringe hjulkvalitet vil støjen være stort set uafhængig af skinnetilstanden. 3.3 Sporopbygning Støjberegningsmodellen antager, at sporet er opbygget af almindelige (dvs. state of the art) UIC 60 sammensvejste skinner på duo- eller monoblok betonsveller, som det er tilfældet i dag ved nyere baner og nyanlæg. Det er ikke praksis, at støjberegninger indeholder tillæg eller korrektioner for eventuelle dårlige svejsninger og samlinger. Det antages derfor, at banen etableres og vedligeholdes i en god kvalitet, således at støjen ikke påvirkes af vedligeholdelsesmæssige forhold. Selve sporet er forudsat anlagt således, at kurveskrig eller lignende ikke vil forekomme. Det er ligeledes antaget, at eventuelle sporudlægningsprocedurer er som i dag, og at sporkomponenter, fx mellemlæg, betonsveller og befæstelsessystemer, ikke giver anledning til mere støj end tilfældet er med dagens bedste standard. 3.4 Broer Det er karakteristisk, at støjen fra tog er anderledes ved kørsel på broer i forhold til kørsel på spor i terræn eller på dæmning. Der skelnes i støjberegningssammenhæng mellem stålbroer og betonbroer, som kan være meget forskellige, især hvis sporet ikke ligger i ballast på broen. Nord2000-beregningsmodellen indeholder ikke korrektioner for kørsel på forskellige typer af broer. I stedet benyttes korrektionsværdier fra den forrige vejledning om støj fra jernbaner 11, der skelner mellem broer med og uden ballast. Ved stålbroer uden ballast korrigeres med +6 db for den del af broen, hvor der ikke er ballast. I alle andre tilfælde gives ikke tillæg. Storstrømsbroen. Denne stålbro er uden ballast under buefagene og med ballast på tilslutningsfagene. Det er vedtaget at anlægge en ny Storstrømsbro, hvor støjundersøgelserne håndteres i dette regi. I denne sammenhæng er der regnet med +6 db-tillæg på de dele, som svarer til buefagenes udstrækning og ingen korrektion på tilslutningsfagene. Dette gælder i 0-alternativet og i Grundløsning 2. 11 Miljøstyrelsens vejledning nr. 5/1985: Beregning af støj fra jernbaner Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 23
Masnedsundbroen. Den eksisterende Masnedsundbro er en stålbro uden ballast. Den er forsynet med klapfag, således at den tillader gennemsejling. Sporet på broen er monteret med nærmest stiv forbindelse til stålkonstruktionens bund, og dermed vil støjudstrålingen fra broen være forholdsvis stor, idet stålpladerne i broens konstruktion let vil bringes i svingninger med støjudstråling til følge. I Grundløsning (og 2 Alternativ 12) projekteres en ny dobbeltsporet betonbro øst for den eksisterende klapbro. Samtidig låses klapfaget på den eksisterende stålbro, der kun benyttes til biltrafik. Der er her ikke beregnet +6 db-tillæg, fordi den nye bro forudsættes udført i beton med ballasteret spor. Kong Fr. IX s bro, Figur 9. Den eksisterende bro er en kombineret vej- og jernbanebro i beton med en 50 m oplukkelig klap udført i stål. Uden for klapfaget er sporet lagt på træsveller i ballast. På klapfaget er sporet via ribbeunderlagsplader monteret i stålbunden - altså en direkte kobling til stålbunden. Udvidelsen med det nye spor vil - set fra en støjmæssig synsvinkel - være identisk med den eksisterende konstruktion. Sporet på broen er monteret med nærmest stiv forbindelse til stålkonstruktionens bund, og dermed vil støjudstrålingen fra broen sandsynligvis være forøget, idet stålpladerne i broens konstruktion let kan bringes i svingninger med støjudstråling til følge. Ved beregningerne er der i 0-alternativet og Grundløsning 2 regnet med +6 db-tillæg for klapfaget (ca. 25 m) og ingen tillæg for resten af broen, idet denne del er med ballast. (a) (b) (c) Figur 9. Principtværsnit i Kong Fr. IV s bor over Guldborgsund (klapfaget). Det skraverede område tv. ud for (a) viser udvidelsen med det nye spor. (b) viser den eksisterende jernbanebro og (c) eksisterende vejbane. 3.5 Dæmning og afgravning Sporet ligger ofte på dæmning eller i afgravning - afhængig af kravene til linjeføringen og variationer i det omgivende terræn. Derfor vil man i praksis opleve, at selv i områder med små terrænvariationer vil sporet kunne ligge på en lille dæmning eller i en svag afgravning. Støjmodellen tager naturligvis hensyn til dette, da den er opbygget på basis af detaljerede terrændata. Ved kørsel på dæmning vil der ofte være fri sigt fra sporet til naboejendommene, og lydudbredelsen fra jernbanen vil foregå uhindret, hvis der ikke er Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 24
støjskærm. Ved kørsel i afgravning vil afgravningens skrænter virker støjafskærmende, såfremt den er dyb nok. 3.6 Støjdæmpning ved kilden Der er i Danmark og i udlandet udført en del forsøg og målinger med forskellige former for støjdæmpning ved kilden. Ved at støjdæmpe ved kilden opnås, at støjreduktionen ikke er begrænset til et enkelt geografisk sted eller område, som det for eksempel er tilfældet med en støjskærm. Derimod opnås en støjreduktion alle steder i omgivelserne; på udearealer, ved de højst placerede boliger i et etagebyggeri osv. EU har stået i spidsen for en lang række undersøgelser af parameterstudier samt konkrete målinger. Tabel 5 (fra METARAIL-projektet) er medtaget her for at give en indikation af mulighederne for støjdæmpning ved kilden. Ikke alle de nævnte muligheder er lige relevante for danske forhold, og der ligger en del undersøgelser efter METARAILprojektet, som muligvis har givet andre resultater. Det fremgår af Tabel 5, at stivheden af skinne-svelle mellemlægget (Static Pad Stiffness) samt tabsfaktoren er af stor betydning, ligesom ruhed af skinne og hjul spiller en betydelig rolle for støjens styrke. Hastigheden er naturligvis også en parameter, som man i princippet kan styre ved at indføre miljøbetinget hastighedsnedsættelse, hvilket dog meget sjældent kommer i anvendelse på grund af ulemper for trafikafviklingen. Tabel 5. Parameterstudie fra det EU finansierede METRORAIL projekt. Tabellen angiver en række støjdæmpningsmuligheder og en indikation af den dæmpning, der kan opnås. Det fremgår af Tabel 5, at de mest oplagte og anvendelige elementer er: Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 25
1) Støjmæssig hensyntagen ved etablering af sporet i forbindelse med valg af komponenter (mellemlæg, svelletype etc.) 2) Regelmæssig og støjbetinget skinneslibning for at holde skinnekvaliteten i støjmæssig optimal tilstand 3) Vedligeholdelse af god hjulkvalitet på materiellet (lille ruhed, hyppig afdrejning og evt. brug af støjdæmpede hjul) Banedanmark arbejder vedholdende med at finde gode kombinationer af sporkomponenter og sammensætninger af disse. Støj er en parameter, som indgår i overvejelserne på lige fod med andre forhold som slitage, kørekomfort mv. Der er sikkerhedsmæssige - og andre aspekter - som vejer tungt, men i de seneste år er der udført forsøg med også at forbedre de støjmæssige egenskaber. Gennem en årrække har Banedanmark udvidet omfanget af skinneslibning blandt andet ved at skærpe kriterierne for, hvornår skinnerne slibes. På hovedbanerne måles skinnekvaliteten typisk en gang om året, og hvis skinnekvaliteten overstiger fejlklasse 1 12, vil skinnerne blive slebet ved førstkommende lejlighed. Skinneslibning har i dag størst betydning for persontog, idet hjulene på persontog holdes bedre vedlige end på godstog og typisk bliver afdrejet med faste intervaller. Figur 10 viser et eksempel på målinger samme sted på Vestbanen før og efter skinneslibning. Støjreduktionen ved skinneslibning er af størrelsesordenen 8-10 db. Virkningen er dog ikke den samme for godstog, og der kan ikke forventes nogen særlig effekt af skinneslibning på strækninger med betydelig godstrafik, før der indføres forbedret hjulkvalitet på godstog. LWA,1m [db] 130 Kildestyrke for IC3/ER4 før og efter skinneslibning Før skinneslibning 120 Efter skinneslibning 110 100 Fart [km/t] 90 100 120 140 160 180 200 Figur 10. Måleresultater for IC3/ER4 tog før og efter skinneslibning. Udført 2009. Lydeffektniveau i db re 1 pw pr. meter tog. Kilde 13. 12 Banedanmarks Banenorm BN2-47-1. 13 Skinnekvalitet og støjudbredelse, DELTA rapport AV 1245/09, 2009. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 26
Hjulkvaliteten er i princippet de enkelte operatørers ansvar. I dag er det primært de hurtige persontog, som rutinemæssigt får afdrejet hjul, og hvor den vedligeholdelsesmæssige tilstand er god. Skinnedæmpere (Raildampers) er betegnelsen for metalklodser belagt med visko-elastisk materiale, som monteres på skinnerne. Skinnedæmperen spændes på skinnen mellem to sveller, se Figur 11. Klodsen gør, at skinnerne ikke kan udsende støj og svinge på sin naturlige måde, og dermed ændres skinnens støjudstråling. Klodsens masse tilpasses de aktuelle forhold og er således tunet til at yde maksimal støjreduktion for den konkrete skinne- og sporkombination. Figur 11. Eksempel på skinnedæmpere (raildampers). Der har i Danmark været udført forsøg med raildampers - nærmere bestemt på Kystbanen. Resultaterne herfra viser, at der kan forventes en reduktion i støjen på 2-4 db ved kørsel med persontog op til 120 km/t. Der er ikke danske undersøgelser for højere hastigheder, men hollandske undersøgelser indikerer tilsvarende støjreduktion også ved højere hastigheder. For kørsel med godstog vil der ikke være nogen støjreducerende virkning, da det er toghjulet, som her er den mest støjende komponent. For strækningen Ringsted - Holeby vurderes det, at skinnedæmpere ikke er nogen optimal løsning, da hovedparten af trafikken udgøres af godstog. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 27
4 Støjmodellen 4.1 Opbygning af 3D-støjmodel Støjundersøgelserne er gennemført ved brug af en 3D-støjmodel, der er anvendt til beregning af støj fra jernbaner og i enkelte tilfælde også støj fra veje. Desuden anvendes modellen i forbindelse med vibrationsberegninger for 0-alternativet og Grundløsning2. Beregningsmetode og forudsætninger er baseret på erfaringer fra tidligere undersøgelser af jernbanestøj samt på Miljøstyrelsens vejledninger. Det foreliggende grundlag er videreudviklet og tilpasset de særlige forhold i netop dette projekt. 4.2 Projektafgrænsning Støjberegningerne er udført i en korridor omkring Sydbanen med følgende afgrænsning: Sydbanen: Fra Ringsted Station km 65,0 til Ladhavevej syd for Holeby km 178,0 Støjberegningerne omfatter støj fra Sydbanen samt støj fra tilstødende baner. Støjbidrag fra de tilstødende baner er medtaget ud til en afstand på 3 km. Dermed omfatter beregningerne følgende støjkilder: Sydbanen: Fra afgrening ved Ringsted km 63,4 til Strandholmsvej nord for Rødby Havn km 181,0 Vestbanen: Fra Østre Ringvej i Ringsted km 61,0 til Bringstrupvej vest for Ringsted km 68,0 Køgebanen, Lille syd: Fra Næstved Station km 92,7 til Gammel Holstedvej km 90,0 Lollandsbanen: Fra Nykøbing Falster Station km 146,9 til Grænge Station 4.3 Kortgrundlag Støjberegningsmodellen er opbygget med en korridor omkring jernbanen, hvor der indgår datagrundlag som anført i Tabel 6. Det er angivet i tabellen, hvordan datagrundlaget håndteres indenfor forskellige afstande fra banen. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 28
Korridor (bredde på hver side af banen) 700 m - 1,5 km 0 m - 700 m Datagrundlag Bygningsdatabase med estimerede bygningshøjder ud fra antal etager og opdeling af bygningspolygoner ud fra adressepunkter. 2,5 m højdekurver. Der er anvendt Top10DK Bygningsdatabase med estimerede bygningshøjder ud fra antal etager og opdeling af bygningspolygoner ud fra adressepunkter. Terrænoverflader. 0,5 m højdekurver. Modelfiler for sporopbygning, trafikdata og støjskærme langs banen. Tabel 6. Oversigt over datagrundlag i beregningsmodel. Der er anvendt højdekurver med 0,5 m ækvidistance indenfor en afstand af 700 m fra banen. I større afstande indtil 1,5 km fra banen er der anvendt højdekurver med 2,5 m ækvidistance. Grundlaget i Tabel 6 er suppleret med ortofotos og enkelte observationer i felten. Støjberegningerne er udført i en korridor med 500 meters bredde på hver side af banen. 4.4 Terrænforhold Der er forudsat to terræntyper: Akustisk hårdt (type G) og akustisk absorberende (type D). Vandoverflader, parkeringsarealer, industriområder og bykerneområder er regnet som akustisk hårdt og reflekterende terræn. Øvrigt terræn er regnet som akustisk absorberende. Kun vandoverflader med et areal større end 1.000 m 2 er inkluderet i modellen. Ved beregning til brug for støjisolering er terræntypen langs jernbanen indregnet som akustisk absorberende terræn, også i byområder. 4.5 Bygninger Støjberegningsmodellen omfatter en bygningsdatabase i GIS-format. Databasen indeholder bygningspolygoner samt en række oplysninger om bygningerne: ID nummer Antal etager Bygningshøjde Udnyttet tagetage (ja eller nej) Kommune By Vejnavn Kode for bygningens anvendelse (f.eks. bolig) Tekst om bygningens anvendelse (f.eks. bolig, skole, daginstitution etc.) Antal støjfølsomme enheder i alt Opførelsesår Femern Bælt danske jernbanelandanlæg 29