SIUNTION KUNTA SIUNTION KESKUSTAN KEHITTÄMINEN, BOLLSTADINTIEN ALUE. Junaliikenteen tärinäselvitys

Transkriptio

1 (29) SIUNTION KUNTA SIUNTION KESKUSTAN KEHITTÄMINEN, BOLLSTADINTIEN ALUE Junaliikenteen tärinäselvitys

2 (29) SISÄLLYSLUETTELO SIUNTION KESKUSTAN KEHITTÄMINEN Junaliikenteen tärinäselvitys Bollstadintien alueella 1. Toimeksianto Lähtötiedot Ratakuvaus Alueen yleispiirteinen maaperäkuvaus Junaliikennekuvaus Tärinämittaukset Suoritustapa Mittauspisteiden sijainnit Mittauspisteiden asennustapa Mittalaitteet ja tärinähavaintojen tallennustapa Tärinämittaustulokset Mittauspiste Mittauspiste Mittauspiste 3A Mittauspiste 3B perustus Yhteenveto tuloksista Laskennat ja tulosten vaikutusarviointi Tärinäalueet ja mitoittava juna Rakennusten vaurioitumisherkkyys Rakennusten värähtelyluokituksen tunnusluvun laskeminen Yhteenveto tunnuslukuarviosta Johtopäätökset Asumismukavuuteen vaikuttava tärinähaitta...23

3 (29) SIUNTION KUNTA Tekninen toimisto Krouvintie Siuntio SIUNTION KESKUSTAN KEHITTÄMINEN Junaliikenteen tärinäselvitys Bollstadintien alueella 1. Toimeksianto Siuntion kunnan teknisen toimiston toimeksiannosta olemme laatineet tärinäselvityksen Siuntion keskustan kehittämissuunnittelua varten. Toimeksiantona on ollut mitata tämänhetkisen junaliikenteen aiheuttamaa tärinää Helsinki Turku radan pohjoispuolisen Bollstadintien alueen rakennuksissa ja arvioida junaliikenteestä aiheutuvaa tärinähäiriön suuruutta. Tarkastelualue sijoittuu Siuntion vanhan aseman kohdalle radan kmsijainnille pääradan pohjoispuolelle. Suunnittelukohteen yleispiirteinen sijainti on esitetty kuvan 1 sijaintikartassa. Bollstadintien selvitysalue Kuva 1: Selvitysalueen sijaintikartta

4 (29) 2. Lähtötiedot 2.1. Ratakuvaus Helsinki Turku rataosa on Siuntion kohdalla yksiraiteinen ja sähköistetty (kuvat 2 ja 3). Aseman kohdalla on mm. Y-junia varten sivuraide radan eteläpuolella. Raidetyppi on ns. jatkuvakiskoraide betonipölkyillä. Sivuraide on puupölkyillä. Kuva 2 : Päärata kuvattuna aseman kohdalta Helsinkiin päin (07/2007) Kuva 3 : Päärata kuvattuna aseman kohdalta Turkuun päin (07/2007) 2.2. Alueen yleispiirteinen maaperäkuvaus GTK:n yleispiirteisen maaperäkartan mukaan Bollstadintien alue on pehmeikköaluetta, jonka maaperä on pääosin savea. Savikerroksen paksuus on todennäköisesti useita metrejä. Tarkempia pohjatutkimustietoja ei ole ollut käytössä. Tietojemme mukaan ratapenkkaa ei ole perusparannuksen yhteydessä ko. alueen kohdalla paalutettu lukuun ottamatta Siuntiontien alikulkusiltapaikkaa, joka sijaitsee alueen kaakkoisnurkassa. Siltapaikan kohdalla ratapenkkaa on kuitenkin paalutettu kumpaankin suuntaan noin 50 m matkalta. Yleispiirteinen pohjasuhdekuvaus on tarkoitettu käytettäväksi ainoastaan tärinämittausten tulosten yleispiirteisiä tulkintoja varten, eikä niitä tule käyttää muuhun tarkoitukseen Junaliikennekuvaus Junaliikenne on ympärivuorokautista henkilöjunaliikennettä. Mittausajankohtana aikataulun mukaisia kaukojunavuoroja oli noin 17 kpl kumpaankin suuntaan vuorokaudessa. Pendolino-junia näistä on 4 kpl. Lisäksi Helsingin ja Karjaan välillä on paikallisjunan (Y-juna) vuoroja 6 8 kpl /arkipäivä. VR:ltä saadun tiedon mukaan rataosalla maksimipaino on Sr2 veturilla 600 t matkustajajunissa. Pendolino-junan teoreettiseksi maksimipainoksi on ilmoitettu 700 t. Rataosan suurin sallittu akselipaino on 22,5 t.

5 (29) Tavarajunaliikennettä ei ole, mutta tavarajunan maksimipaino Sr2 veturilla on rajattu 2000 tonniin. Suurin sallittu nopeus Siuntion aseman kohdalla on Pendolinolla 180 km/h sekä IC ja P-junilla 160 km/h. 3. Tärinämittaukset Toimeksianto on tärinämittausten suorituksen ja tulosten vaikutusarvioinnin osalta toteutettu soveltaen julkaisua Suositus liikennetärinän mittaamisesta ja luokituksesta (VTT, Espoo 2004) sekä ohjetta: Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa (VTT Working Papers 50, Espoo 2006). Tärinän vaikutusarviointi sekä oleskelumukavuutta ja tärinän häiritsevyyttä on arvioitu kolmessa eri rakennuksessa tehtyjen tärinämittausten perusteella. Tärinämittaukset tehtiin välisenä aikana Suoritustapa Tärinämittauksia tehtiin siten, että kahden päivän aikana paikalla oltiin havainnoimassa tapahtuman aiheuttaja. Tällöin mittauspisteitä oli kaikkiaan kolmessa eri rakennuksessa, mittauspisteet 1, 2, 3A ja 3B. Lisäksi suoritettiin viikon seuranta kahden rakennuksen osalla mittauspisteissä 1 ja 3A.

6 Ervo 6 (29) Mittauspisteiden sijainnit Mittauspisteiden sijainnit pyrittiin valitsemaan siten, että alueen katujen ajoneuvoliikenne, jalankulkijat yms. häiriötekijät olisivat mahdollisimman vähän häirinneet mittausten suoritusta. Mittauspisteet sijaitsivat: Mittauspiste Mp 1 oli vanhan asemarakennuksen sokkelissa, kartalta mitattuna noin metrin etäisyydellä pääraiteen keskilinjasta. Kuvat 3 ja 4 : Vanha asemarakennus kuvattuna radalta päin Asemarakennus on rakennettu 1900-luvun alussa. Rakennuksen perustamistapa ei ole tiedossa, mutta mitä todennäköisimmin se on perustettu maanvaraisesti. Rakennuksessa on kivisokkeli ja runkorakenne on puuta. Mittauspiste Mp 2 oli Asematie 5 rakennuksen sokkelissa, kartalta mitattuna noin 85 metrin etäisyydellä pääraiteen keskilinjasta. Kuva 5 : Asematie 5 rakennus kuvattuna radalle päin WSP Finland Oy Heikkiläntie HELSINKI Puh Fax Y-tunnus Kotipaikka Helsinki ALV rek.

7 (29) Asematie 5 rakennus on kaksikerroksinen rivitalotyyppinen asuinrakennus, joka on rakennettu vuonna Rakennus on perustettu maanvaraisesti reunavahvistetulle betonilaatalle (massanvaihto). Rakennuksessa on betonisokkeli, puurunko ja välipohjassa on puupalkit. Mittauspiste Mp 3A oli Bollstadintie 11 rakennuksen II-kerroksen lattialla. Etäisyys pääraiteen keskilinjaan oli noin 129 m kartalta mitattuna Mittauspiste Mp 3B oli Bollstadintie 11 rakennuksen perustuksen nurkkapilarissa. Etäisyys pääraiteen keskilinjaan oli noin 125 m kartalta mitattuna. Kuva 6: Bollstadintie 11 asuinrakennus Bollstadintie 11 rakennus on kaksikerroksinen asuinrakennus, jonka rakennusvuosi on Rakennus on perustettu maanvaraisesti reunavahvistetulle betonilaatalle. Rakennuksessa on puurunko ja välipohjassa on puupalkit ja perustuksen betonipilarit. Kaikkien mittauspisteiden sijainnit on esitetty kuvan 7 sijaintikartassa.

8 (29) Kuva 7: Tärinämittauspisteiden sijaintikartta 3.6. Mittauspisteiden asennustapa Mittalaitteiden anturit kiinnitettiin rakennusten sokkeliin kiilapultilla ilman välikiinnikkeitä mahdollisimman jäykän asennuksen saavuttamiseksi. 3-komponenttiantureiden ratalinjaan nähden poikittainen vaakasuunta (tran) oli kohtisuoraan ratalinjaan nähden. Mittausantureiden asennuksen jälkeen anturien toiminta tarkastettiin mittalaitteen diagnostiikkatoiminnolla. Tämän jälkeen suoritettiin kaikkien mittauskanavien osalla virhepoikkeaman (offset) poisto ja kalibrointi ennen mittauksen aloitusta Mittalaitteet ja tärinähavaintojen tallennustapa Tärinämittaukset tehtiin Instantel MM Plus merkkisillä tärinän heilahdusnopeutta v [mm/s] ajan funktiona mittaavilla ja tallentavilla kanavaisilla seismografeilla sekä antureina käytettiin geofoneja. Kyseisen mittalaitteen mittaustaajuusalue on Hz ja mittaustarkkuus 0,0159 mm/s. Näytteenottotiheytenä mittauksissa käytettiin 2048 kpl/s/kanava. Mittaustapana oli tallentaminen time history käyrämuodossa tärinäarvon ylittäessä mittauspistekohtaisen laukaisuraja-arvon v TRIGG = 0,15 0,35 mm/s.

9 (29) 4. Tärinämittaustulokset 4.1. Mittauspiste 1 Viikon seuranta-ajan itseisarvoltaan suurin pystysuuntainen heilahdusnopeusarvo mittauspisteessä 1 vanhan asemarakennuksen sokkelissa taltioitiin klo 15:49, kun VR:n aikataulutiedon mukaan IC Turkuun ohitti mittauspaikan. Heilahdusnopeuden pystysuunnan huippuarvo oli v peak = 1,32 mm/s. Pystysuunta oli yli 2,5 -kertainen vaakakomponentteihin nähden. Tärinän pystysuunnan hallitseva taajuus oli 4,5 Hz. Kuvassa 8 on esitetty viikon seuranta-ajan kaikkien tärinän kynnysarvon ylittäneiden junaohitusten aiheuttamat heilahdusnopeuden huippuarvot graafisesti mittauspisteessä 1 Sokkeli mp 1 (pystysuunta) 1,5 Heilahdusnopeus (huippuarvo) mm/s 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Pystysuunta Kuva 8: Heilahdusnopeuden pystykomponentin huippuarvot mittauspisteessä Mittauspiste 2 Mittauspisteessä 2 Asematie 5 rakennuksessa suurin heilahdusnopeusarvo taltioitiin klo 14:40, kun VR:n aikataulutiedon mukaan P135 Turkuun ohitti mittauspaikan. Heilahdusnopeuden pystysuunnan huippuarvo oli v peak = 0,54 mm/s. Pystysuunta oli lähes 4 -kertainen vaakakomponentteihin nähden. Tärinän pystysuunnan hallitseva taajuus oli f DOM = 11,5 Hz.

10 (29) 4.3. Mittauspiste 3A Mittauspisteessä 3A Bollstadintie 11 rakennuksen II-kerroksen lattialla suurin pystysuuntainen heilahdusnopeusarvo mitattiin, kun Y-juna klo 11:13 ohitti mittauspaikan. Heilahdusnopeuden pystysuunnan huippuarvo oli v peak = 0,27 mm/s. Tärinän pystysuunnan hallitseva taajuus oli 13,1 Hz. Lattian mittauspisteessä ratalinjaan nähden kohtisuora vaakasuuntainen komponentti oli selvästi hallitseva. Edellä mainitussa tapahtumassa vaakasuunnan huippuarvo oli v peak = 0,79 mm/s ja tärinän hallitseva taajuus f DOM = 5,63 Hz. Itseisarvoltaan suurin vaakasuuntainen heilahdusnopeusarvo oli v peak = 0,86 mm/s, kun klo 17:14 juna ohitti Siuntion aseman. Tärinän vaakasuunnan hallitseva taajuus oli 5,63 Hz. Vaakasuuntainen heilahdusnopeusarvo oli pystysuuntaiseen arvoon nähden noin 4,5 -kertainen. Kuvissa 9 ja 10 on esitetty seuranta-ajan kaikkien tärinän kynnysarvon ylittäneiden junaohitusten aiheuttamat heilahdusnopeuden huippuarvot graafisesti mittauspisteessä 3A sekä pystysuunnan että suuremman (tran) vaakasuunnan osalta. Lattia mp 3, II-krs, pystysuunta (vert) 1,5 Heilahdusnopeus (huippuarvo) mm/s 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Pystysuunta Kuva 9: Heilahdusnopeuden pystykomponentin huippuarvot mittauspisteessä 3A II-kerroksen lattialla

11 (29) Lattia mp 3, II-krs, vaakasuunta (tran) 1,5 Heilahdusnopeus (huippuarvo) mm/s 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Vaaka (tran) Kuva 10: Heilahdusnopeuden merkitsevimmän vaakakomponentin (tran) huippuarvot mittauspisteessä 3A II-kerroksen lattialla 4.4. Mittauspiste 3B perustus Mittauspisteessä 3B Bollstadintie 11 rakennuksen perustuksesta suurin pystysuuntainen heilahdusnopeusarvo mitattiin, kun IC 2 Turkuun klo 16:42 ohitti mittauspaikan. Heilahdusnopeuden pystysuunnan huippuarvo oli v peak = 0,3 mm/s. Tärinän pystysuunnan hallitseva taajuus oli 5,13 Hz Yhteenveto tuloksista Taulukossa 1 on esitetty esimerkkinä saman junan aiheuttamat tärinän heilahdusnopeuden huippuarvot vanhan asemarakennuksen sokkelin mittauspisteessä 1 ja Bollstadintien 11 asuinrakennuksen II-kerroksen lattian mittauspisteessä 3A. Kuvassa 11 on esitetty taulukon 1 heilahdusnopeuden pystykomponentin huippuarvot ja kuvassa 12 suuremman vaakakomponentin (tran) huippuarvot kuvaajina. Taulukkoon 2 on kerätty esimerkkinä saman junaohituksen aiheuttamat heilahdusnopeuden huippuarvot mittauspisteissä 1, 2 ja 3B. Kuvassa 13 on esitetty taulukon 2 heilahdusnopeuden pystykomponentin huippuarvot ja kuvassa 14 suuremman vaakakomponentin (tran) huippuarvot kuvaajina.

12 (29) TAULUKKO 1, OSA 1 Location Location Date Time Mp 1 - sokkeli Mp 3A lattia II krs Tran Vert Long Tran Vert Long (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) :16:11 0,21 0,60 0,21 0,64 0,21 0, :42:08 0,49 1,13 0,35 0,70 0,24 0, :11:17 0,14 0,33 0,08 0,70 0,25 0, :11:18 0,18 0,33 0,14 0,59 0,24 0, :17:18 0,27 0,67 0,22 0,19 0,10 0, :42:12 0,49 0,98 0,51 0,73 0,24 0, :14:49 0,30 0,78 0,24 0,86 0,19 0, :44:13 0,37 0,68 0,22 0,25 0,16 0, :17:34 0,38 0,67 0,35 0,21 0,10 0, :41:46 0,48 1,13 0,32 0,18 0,16 0, :17:51 0,37 0,73 0,30 0,73 0,29 0, :43:09 0,30 0,89 0,32 0,52 0,22 0, :17:00 0,30 0,54 0,27 0,52 0,25 0, :41:34 0,38 0,95 0,33 0,56 0,22 0, :14:48 0,30 0,59 0,22 0,75 0,24 0, :40:08 0,30 0,68 0,19 0,73 0,27 0, :17:44 0,40 0,73 0,27 0,14 0,11 0, :25:46 0,33 0,79 0,29 0,46 0,22 0, :54:59 0,22 0,62 0,24 0,59 0,24 0, :15:50 0,24 0,48 0,18 0,32 0,19 0, :42:06 0,27 0,71 0,22 0,44 0,21 0, :19:42 0,29 0,60 0,25 0,71 0,25 0, :45:10 0,22 0,56 0,18 0,60 0,18 0, :13:54 0,25 0,79 0,22 0,78 0,27 0, :42:29 0,35 0,70 0,38 0,44 0,21 0, :17:42 0,37 0,71 0,27 0,68 0,25 0, :41:57 0,35 0,76 0,35 0,48 0,21 0, :17:21 0,25 0,64 0,22 0,68 0,27 0, :44:45 0,25 0,67 0,21 0,54 0,22 0, :15:25 0,27 0,54 0,22 0,64 0,19 0, :02:57 0,44 0,97 0,27 0,49 0,21 0, :21:04 0,54 0,78 0,40 0,65 0,25 0, :43:32 0,29 1,00 0,32 0,52 0,25 0, :26:20 0,29 0,68 0,29 0,13 0,10 0, :41:46 0,29 0,83 0,38 0,51 0,22 0,48

13 (29) TAULUKKO 1, OSA 2 Location Location Date Time Mp 1 sokkeli Mp 3A lattia II krs Tran Vert Long Tran Vert Long (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) :17:07 0,22 0,56 0,22 0,73 0,21 0, :44:41 0,25 0,60 0,19 0,21 0,14 0, :17:11 0,35 0,97 0,43 0,16 0,11 0, :41:49 0,38 1,10 0,56 0,79 0,24 0, :17:23 0,35 0,71 0,24 0,70 0,27 0, :18:18 0,35 0,67 0,22 0,70 0,27 0, :42:15 0,44 0,79 0,29 0,56 0,22 0, :16:29 0,19 0,41 0,18 0,35 0,14 0, :41:51 0,33 0,76 0,30 0,62 0,25 0, :17:54 0,33 0,60 0,24 0,65 0,24 0, :25:18 0,35 0,65 0,27 0,44 0,22 0, :54:03 0,25 0,76 0,24 0,60 0,25 0, :48:19 0,35 0,98 0,49 0,43 0,21 0, :20:12 0,40 0,60 0,30 0,65 0,25 0, :25:31 0,22 0,67 0,24 0,67 0,22 0, :41:31 0,27 0,81 0,30 0,51 0,22 0, :17:23 0,32 0,68 0,24 0,54 0,21 0, :42:25 0,27 0,56 0,21 0,41 0,21 0, :17:12 0,51 0,76 0,37 0,14 0,10 0, :45:43 0,25 0,75 0,24 0,67 0,25 0, :12:49 0,25 0,78 0,35 0,70 0,19 0, :42:53 0,32 0,83 0,32 0,49 0,22 0, :16:59 0,35 0,70 0,24 0,65 0,25 0, :41:48 0,44 1,21 0,57 0,57 0,22 0, :17:54 0,37 0,68 0,32 0,43 0,25 0, :42:53 0,25 0,78 0,29 0,44 0,22 0, :15:22 0,24 0,84 0,22 0,78 0,22 0, :45:01 0,30 0,68 0,29 0,78 0,21 0, :18:13 0,21 0,41 0,18 0,21 0,08 0, :57:12 0,22 0,68 0,19 0,78 0,21 0, :22:59 0,29 0,67 0,29 0,64 0,25 0, :42:40 0,25 0,86 0,30 0,43 0,19 0, :20:19 0,33 0,73 0,32 0,65 0,25 0, :44:41 0,25 0,57 0,19 0,21 0,11 0, :15:19 0,22 0,68 0,24 0,70 0,22 0, :42:25 0,33 0,78 0,29 0,49 0,22 0, :18:16 0,25 0,54 0,24 0,59 0,19 0, :42:25 0,33 0,81 0,29 0,43 0,19 0, :17:52 0,38 0,65 0,32 0,56 0,25 0, :45:17 0,24 0,56 0,14 0,48 0,19 0,22

14 (29) TAULUKKO 1, OSA 3 Location Location Date Time Mp 1 - sokkeli Mp 3A lattia II krs Tran Vert Long Tran Vert Long (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) (mm/s) :16:49 0,22 0,51 0,21 0,67 0,21 0, :41:46 0,32 0,81 0,30 0,49 0,21 0, :20:12 0,22 0,46 0,10 0,14 0,21 0, :24:41 0,24 0,60 0,24 0,57 0,22 0, :44:43 0,29 0,86 0,21 0,37 0,24 0, :52:54 0,25 0,84 0,24 0,49 0,21 0, :24:13 0,27 0,60 0,24 0,59 0,22 0, :42:41 0,24 0,78 0,24 0,52 0,19 0, :18:04 0,21 0,64 0,29 0,60 0,24 0, :44:58 0,22 0,56 0,18 0,54 0,21 0, :13:33 0,21 0,76 0,19 0,76 0,21 0, :57:56 0,19 0,48 0,22 0,62 0,25 0, :23:10 0,25 0,62 0,25 0,62 0,22 0, :45:16 0,27 0,73 0,22 0,49 0,19 0, :27:14 0,24 0,62 0,22 0,59 0,22 0, :45:29 0,22 0,54 0,18 0,54 0,21 0, :15:35 0,25 0,67 0,19 0,76 0,19 0, :42:39 0,25 0,78 0,25 0,51 0,19 0, :19:57 0,24 0,59 0,25 0,14 0,16 0, :42:43 0,29 0,68 0,32 0,49 0,19 0, :17:30 0,24 0,52 0,25 0,60 0,24 0, :45:11 0,22 0,54 0,16 0,21 0,14 0, :16:27 0,19 0,54 0,19 0,62 0,21 0, :43:15 0,32 0,73 0,25 0,44 0,19 0, :18:31 0,29 0,62 0,24 0,59 0,22 0, :42:27 0,24 0,38 0,18 0,38 0,19 0, :18:10 0,25 0,67 0,29 0,64 0,25 0,32

15 (29) Kuva 11: Heilahdusnopeuden pystykomponentin huippuarvot mittauspisteissä 1 ja 3A II-kerroksen lattialla Kuva 12: Heilahdusnopeuden suuremman vaakakomponentin (tran) huippuarvot mittauspisteissä 1 ja 3A II-kerroksen lattialla

16 (29) TAULUKKO 2 Mp 1 Mp 2 Mp 3A-lattia Mp 3B-perustus Date Time Tran Vert Long Tran Vert Long Tran Vert Long Tran Vert Long :45:11 0,22 0,54 0,16 0,08 0,22 0,10 0,21 0,14 0,13 0,10 0,24 0, :16:27 0,19 0,54 0,19 0,10 0,19 0,10 0,62 0,21 0,33 0,10 0,27 0, :43:15 0,32 0,73 0,25 0,14 0,29 0,13 0,44 0,19 0,43 0,14 0,27 0, :18:31 0,29 0,62 0,24 0,13 0,29 0,13 0,59 0,22 0,30 0,13 0,22 0, :42:27 0,24 0,38 0,18 0,11 0,22 0,11 0,38 0,19 0,24 0,13 0,21 0, :18:10 0,25 0,67 0,29 0,11 0,24 0,11 0,64 0,25 0,32 0,13 0,22 0,10 Heilahdusnopeus, pystysuunta mittauspisteissä lattia - 3 perustus Heilahdusnopeus pysty (mm/s) 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 13:45:11 14:16:27 14:43:15 15:18:31 15:42:27 16:18: Mp1 Mp 2 Mp 3 Mp 3-perust. Kuva 13: Heilahdusnopeuden pystykomponentin huippuarvot mittauspisteissä 1, 2 ja 3B rakennusten sokkelissa Heilahdusnopeus, poikittainen mittauspisteissä lattia - 3 perustus Heilahdusnopeus (mm/s) 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 13:45:11 14:16:27 14:43:15 15:18:31 15:42:27 16:18:10 Mp 1-tran Mp 2-tran Mp 3-tran Mp 3per_tran Kuva 14: Heilahdusnopeuden suuremman komponentin (tran) huippuarvot mittauspisteissä 1, 2 ja 3B rakennusten sokkelissa

17 (29) Taulukkoon 3 on kerätty esimerkkinä kaukojunien junatietoja, jotka on aikaisemmin saatu VR:ltä sekä tarkistettu ohiajon videokuvalta. Kaukojunien ohitusnopeus on laskettu ohitusajan (sekuntikellolla) perusteella. TAULUKKO Klo Kulkusuunta Juna koodi Junatyyppi Veturityyppi Veturien painot (t) Vaunut kpl Pituus m Junan kok.paino t Nopeus, mitattu km/h 15:42 Turkuun P henkilöjuna Sr :16 Helsinkiin IC 2 henkilöjuna Sr :42 Turkuun IC 2 henkilöjuna Sr :17 Helsinkiin IC 2 henkilöjuna Sr :45 Turkuun IC 2 henkilöjuna Sr Klo Kulkusuunta Juna koodi Junatyyppi Veturityyppi Veturin paino t Vaunut kpl Pituus m Junan kok.paino t Nopeus, mitattu km/h 14:42 Turkuun S henkilöjuna Sm :16 Helsinkiin S henkilöjuna Sm :42 Turkuun P henkilöjuna Sr :16 Helsinkiin IC 2 henkilöjuna Sr :41 Turkuun IC 2 henkilöjuna Sr

18 (29) 5. Laskennat ja tulosten vaikutusarviointi 5.1. Tärinäalueet ja mitoittava juna VR:n käyttämän mittausohjeen Rautatieliikenteen tärinän vaikutus rakenteisiin. Vaurioalttiuden kartoittaminen ja mittaaminen (VTT Espoo 2002) ohjeen mukaan tärinän suhteen rajattavat alueet määritellään seuraavasti: V-alue Kohonneen tärinäalttiuden alueeksi rajataan sellaiset alueet, joilla tärinän heilahdusnopeuden resultantti voi rakennuksen perustuksessa ylittää v res 3 mm/s. Kohonneen tärinäalttiuden aluetta kutsutaan V-alueeksi (vauriot mahdollisia). V-alueella rautatieliikenteen aiheuttama tärinä on niin suurta, että siitä voi aiheutua tai se voi myötävaikuttaa rakenteellisten vaurioiden syntymiseen. H-alue Vähäisen tärinäalttiuden alue on alue, jolla vastaava heilahdusnopeuden resultantti on välillä v res = 1 3 mm/s. Tätä aluetta kutsutaan H-alueeksi (haitat mahdollisia). H-alueella esiintyy selvästi havaittavaa tärinää, joka voi olla häiritsevääkin, mutta ei todennäköisesti aiheuta vaurioita rakennuksille. E-alue Aluetta, jolla heilahdusnopeuden resultantti jää rakennuksen perustuksessa pienemmäksi kuin v res < 1 mm/s, kutsutaan E-alueeksi (haitat epätodennäköisiä). E-alueella osa ihmisistä voi edelleen havaita tärinän, mutta se ei yleensä ole häiritsevää ja rakenteiden vaurioriski on merkityksetön. Tärinäalueiden rajauksessa käytettävät aluekohtaiset heilahdusnopeuskriteerit on esitetty kootusti oheisessa taulukossa 4. Tärinäarvon määritelmä V - alue H alue E - alue Heilahdusnopeuden resultantin huippuarvoarvo rakennuksen perustuksessa v B mm/s 3,0 1,0 3,0 < 1,0 Taulukko 4: Tärinäalueiden rajauskriteerit (VTT 2002)

19 (29) Kaikkien todennettujen kaukojunien, rakennusten perustuksiin aiheuttamien tärinöiden perusteella on laskettu etäisyyseksponentti kaavalla B = log(v M2 /v M0 )/log(d 0 /D 2 ) mittauspisteväleille mp 1 mp 2 ja mp 1 mp 3B. Keskimääräiseksi etäisyyseksponentiksi on saatu B = 0,46. VTT:n em. mittausohjeen mukainen, teoreettisesti maksimipainoisen S- junan (700 t) aiheuttama laskennallinen resultoiva tärinä v res 3 mm/s olisi todennäköinen rakennuksen perustuksessa alle 15 metrin (noin 10 m) etäisyydellä radan keskilinjasta eli tämä alue kuuluisi rajauskriteerien mukaan V-alueeseen. On huomioitava, että mittaukset on suoritettu rakennuksen perustuksissa ja resultoivana arvona on käytetty todellista, mitattua resultantin arvoa. Arvo on näissä tapauksissa VTT:n ohjeessa esitettyä kaavalla v res = 1,2 x v vert laskettua arvoa pienempi. Kuvassa 15 on esitetty esimerkkinä S-junan mitattu tärinä sekä maksimipainoisen junan laskennallinen resultoiva tärinä rakennuksen perustuksessa. H-alue ulottuisi noin 70 metrin etäisyydelle. Kuva 15: Mitoittava juna, tärinäalueen rajaus 5.2. Rakennusten vaurioitumisherkkyys Rakennusten vaurioitumisalttiuden arvioimiseksi liikennetärinämittausten yhteydessä Suomessa suositellaan käytettäväksi ISO 4866 standardiin (Mechanical vibration and shock Vibration of buildings Guidelines for the measurement of vibrations and evaluation of their effects on buildings) ja standardiin Swiss standard for vibration damages for buildings perustuvia raja-arvoja (taulukko 5). Näissä standardeissa rakennusten tärinäalttiutta arvioidaan herätetärinän taajuussisällön ja rakenteen tärinäalttiusluokan mukaan.

20 (29) Tärinäalttiusluokka Dominoiva taajuus f dom = Hz Heilahdusnopeuden resultantin huippuarvo v res = mm/s I. Normaalikuntoiset hyvin jäykistetyt rakennukset. Teräs- ja teräsbetoniset teollisuusrakennukset, muut teräsrakenteet, sillat ja muut niihin rinnastettavat rakenteet < > II. Perinteisesti rakennetut betoni- tiilija puurakenteiset asuin- ja liikerakennukset tai muut niihin rinnastettavat rakennukset ja rakenteet. Luokan I rakennukset, joissa on muurattuja kellariseiniä tai tiiliverhoilu. < > 30 6 III. Erityisen herkät rakennukset tai rakenteet ja kulttuurihistorialliset tai yhteiskunnallisesti merkittävät rakennukset < > 30 4 Taulukko 5: Rakennusten tärinäalttiusluokat Kun verrataan mitattuja tärinäarvoja taulukon 5 I- ja II-luokan raja-arvoihin, voidaan todeta, että seuranta-ajan mitatut tärinäarvot jäävät alle kaikkien tärinäalttiusluokkien. Radan ympäristögeoteknisten suunnitteluperusteiden (RAMO 3.9) mukaan olemassa olevilla radoilla tärinästä aiheutuvien haittavaikutusten vähentämiseen on ryhdyttävä, kun rakenteesta mitattu junatärinän voimakkuus maankäytöltään tärinästä aiheutuvien häiriöiden vaikutuksille alttiilla alueilla on yli v res > 3,6 mm/s resultoivan heilahdusnopeuden maksimiarvolla ilmaistuna Rakennusten värähtelyluokituksen tunnusluvun laskeminen Rakennuksen tunnusluku on määritetty perustuksesta mitattujen tärinämittaustulosten perusteella. Jokaisen tallennetun tapahtuman värähtelysignaalista on määritetty ISO (2003) mukaisesti yhden (1) sekunnin pituiset ajanjaksot, jolloin heilahdusnopeuden painotettu tehollisarvo v w on suurin. Nämä edustavat merkitsevimpiä perustuksen pystysuuntaisia tärinäarvoja. Tämän jälkeen on suoritettu tilastollinen tarkastelu laskemalla painotetuista suureista keskiarvo v w sekä keskihajonta σ.

21 (29) Värähtelyn tunnusluvun ominaisarvo on määritetty kaavalla v w95 = v w + 1,8 σ Tällöin tunnusluku v w95 edustaa VTT:n mittausohjeen mukaisesti 95 % todennäköisyydellä kaikkia ohittaneita junia (VTT 2004). Asuntojen värähtelyluokitus on suositeltu tehtäväksi normaalien asuinrakennusten osalla taulukossa 6 esitettyjen raja-arvojen mukaan. Muiden tilojen osalta ihmisen kokemalle tärinähäiriölle ei ole esitetty raja-arvoja. Värähtelyluokka Kuvaus värähtelyolosuhteista v w95 A B C D Hyvät asuinolosuhteet. Ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyä Suhteellisen hyvät olosuhteet. Ihmiset voivat havaita värähtelyt, mutta ne eivät ole häiritseviä. Suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa. Keskimäärin 15 % asukkaista pitää värähtelyä häiritsevänä ja voi valittaa häiriöstä. Olosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla. Keskimäärin 25 % asukkaista pitää värähtelyä häiritsevänä ja voi valittaa häiriöstä. 0,10 0,15 0,30 0,60 Taulukko 6: Suositus asuinrakennusten värähtelyluokituksesta (VTT 2004) Taulukon 6 raja-arvoja ei sovelleta rakennuksille, joissa ihmiset ovat pääasiassa liikkeessä tai joissa muusta kuin liikenteestä aiheutuvat häiriöt voivat olla merkittävämpiä (toimistot, kaupat, liikuntatilat yms.). Tunnusluku on laskettu perustusten mittauspisteille 1, 2, 3B sekä lattian mittauspisteelle 3A. Tallennetut otokset on analysoitu ja tämän jälkeen on valittu erikseen jokaisen mittauspisteen osalta 15 kpl suurinta taajuuspainotettua heilahdusnopeusarvoa, joiden perusteella ko. mittauspisteen ao. tunnusluku on laskettu. Tunnusluku kaikkien ohittaneiden junien mukaan laskettuna perustuksessa Mp 1 v w95 = 0,41 mm/s Mp 2 v w95 = 0,12 mm/s Mp 3B v w95 = 0,10 mm/s Edellä esitetyt tunnusluvut edustavat rakennusten perustuksissa havaittua tärinän pystysuuntaista komponenttia mittausaikavälin junaohitusten perusteella. Laskentojen mukaan mittauspiste 1 sijoittuu värähtelyluokkaan D, jossa tärinän heilahdusnopeuden tunnusluku on arvojen v w95 = 0,30 0,60 mm/s välillä.

22 (29) Mittauspisteet 2 ja 3B sijoittuvat värähtelyluokkaan B, jossa tärinän heilahdusnopeuden tunnusluku on arvojen v w95 = 0,10 0,15 mm/s välillä. Tunnusluku kaikkien ohittaneiden junien mukaan laskettuna mittauspisteessä 3A lattialla Mp 3A v w95 = 0,10 mm/s pystysuunnassa Mp 3A v w95 = 0,37 mm/s poikittaisessa vaakasuunnassa Edellä esitetyt tunnusluvut edustavat II-kerroksisen asuinrakennuksen toisen kerroksen lattialla havaittua tärinän pysty- ja merkitsevämmän vaakasuunnan heilahdusnopeuden tunnuslukua mittausaikavälin junaohitusten perusteella. Laskentojen mukaan II-kerroksen lattian mittauspiste 3A sijoittuu pystysuunnan osalta värähtelyluokkaan B, jossa tärinän heilahdusnopeuden tunnusluku sijoittuu arvojen v w95 = 0,10 0,15 mm/s välille, mutta vaakasuuntainen värähtelyn tunnusluku sijoittuu luokkaan D arvojen v w95 = 0,30 0,60 mm/s välille Yhteenveto tunnuslukuarviosta Uusilla asuinalueilla asuintiloissa arvioitua värähtelyä suositellaan verrattavaksi taulukossa 6 esitettyyn raja-arvoluokkaan C (v w,95 0,3 mm/s). Tällöin värähtely vastaa maanpinnan tai rakennuksen perustuksen pystysuuntaista värähtelyä. Ohjeiden mukaan asuintiloissa esiintyvä värähtely arvioidaan kertomalla maaperän pystyvärähtely rakennuksen tyypistä riippuvalla kertoimella (VTT-WORK-50/2006). Kerroin on 2,0 lukuun ottamatta seuraavia tapauksia, joille kerroin on 1: rakennuksen lattiat ovat maanvaraiset rakennus on yksikerroksinen ja perustettu paaluille rakennus on vähintään 5-kerroksinen Tässä tapauksessa mittaukset suoritettiin rakennusten perustuksista ja kaksinkertaisen tunnusluvun vaikutusta etäisyyteen on arvioitu ohjeiden peruslaskentakaavalla. Laskentakaavassa pyritään huomioimaan mm. maaperäolosuhteista aiheutuva tärinän vaimentuminen. Eksponentiarvo B = 0,46 on laskettu alkuperäisten, painottamattomien heilahdusnopeuden huippuarvojen perusteella. Kaksinkertaisen tunnusluvun vaikutuksesta C värähtelyluokan raja alkaa vasta noin 130 metrin etäisyydellä radasta. Kuvassa 16 on esitetty tunnusluvun sovitettu käyrä 1-kertaiselle ennusteelle ja vahvistumiskertoimen 2 ennusteelle.

23 (29) Kuva 16: Mittausten perusteella laskettu tunnusluku ja 2-kertainen tunnusluku Ennustelaskentojen osalta on kuitenkin huomioitava, että maaperäolosuhteet saatavat muuttua alueella varsin jyrkkäpiirteisesti. Tällöin esimerkiksi karkeampien maalajien alueella laskentakaavan etäisyyseksponentin arvo suurenee, jolloin tärinä vaimenee nopeammin. Tästä johtuen suosittelemme, että suunnittelualueella tulisi tehdä maaperätutkimuksia yksityiskohtaisemman tiedon saamiseksi. Maaperätietojen tarkentumisen jälkeen tärinän leviämistarkastelua voidaan tarkentaa. 6. Johtopäätökset 6.1. Asumismukavuuteen vaikuttava tärinähaitta Suomessa tehtyjen mittausten ja ihmisten haastattelujen perusteella tärinä on koettu selvästi häiritseväksi, kun heilahdusnopeus ylittää arvon v 1 mm/s. Ihmisen havaintokynnys tärinän suhteen vaihtelee ja yleensä v = 0,1 0,2 mm/s. Arvioitaessa liikennetärinästä aiheutuvaa haittaa asumismukavuudelle, kriteerinä suositellaan käytettäväksi heilahdusnopeuden tunnuslukua v w95 ja tunnuslukuun perustuvaa värähtelyluokitusta. Värähtelyluokitus perustuu norjalaiseen standardiin sekä VTT:n ohjeissa esitettyihin mittaustuloksiin. Tunnusluku määritetään tärinän taajuuspainotuksen ja tilastollisen tarkastelun perusteella. Uusien asuinalueiden suunnittelussa VTT:n ohjeissa suositellaan käytettäväksi asuintiloissa pystyvärähtelyn tunnuslukua v w,95 0,3 mm/s. Kohdassa 5.3 esitetyn ohjeen mukaisesti kaksinkertaisen tunnuslukuarvon käytön seurauksena värähtelyluokituksen C raja olisi laskentojen mukaan