KAARINAN KAUPUNKI LITTOISTEN VERKAKAAREN TÄRINÄSELVITYS. akustiikka audiovisual melu. DI Timo Markula DI Timo Peltonen DI Miro Aalto

Transkriptio

1 KAARINAN KAUPUNKI LITTOISTEN VERKAKAAREN TÄRINÄSELVITYS DI Timo Markula DI Timo Peltonen DI Miro Aalto Akukon Oy Hiomotie 9, HELSINKI Y-tunnus Puh akustiikka audiovisual melu

2 (4)+liitteet DI Timo Markula, DI Timo Peltonen, DI Miro Aalto Kaarinan kaupunki Tilaaja: Kaarinan kaupunki Tilaus: Päätös nro 06/206, Yhteyshenkilöt: Pasi Aromäki, Jani Laasanen LITTOISTEN VERKAKAAREN TÄRINÄSELVITYS Tiivistelmä Kaarinan Littoisten Verkakylän kaava-alueella selvitettiin tie- ja raideliikenteen tärinävaikutuksia huhtikuussa 206 tehdyin mittauksin. Mittaukset tehtiin soveltuvin osin VTT:n liikennetärinän ohjeistusta noudattaen. Kaava-alueen pohjoisosan mittauksissa tärinälähteinä olivat rantaradan henkilöliikenne ja kaksi raakapuujunaa. Kaarinantiellä ja Verkakaarella lähteenä oli tavallinen raskas kumipyöräliikenne. Tärinämittaukset osoittautuivat kaavan valmistelun kannalta tarpeelliseksi. VTT:n ohjeistuksen mukaisen resonanssitarkastelun perusteella pientaajuinen tärinä voi ylittää uusien asuinalueiden 0,3 mm/s suositusarvon kaikkien kolmen väylän varrella olevien lähimpien korttelien alueella. Suoraan savimaan pinnasta mitattu tärinä ylittää 0, mm/s havaintokynnyksen sekä junaradan että Kaarinantien ja Verkakaaren lähimmillä kaavaluonnoksen mukaisilla tonteilla. Laajakaistaisen tärinän tarkastelussa liikennetärinän suositusarvo ei kuitenkaan ylity. Tontit ovat rakennuskelpoisia, mutta niille tulee kaavassa asettaa rakentamisrajoituksia kerrosmäärien ja rakennusten ala- ja välipohjien rakenteiden osalta. Rajoituksilla saadaan tehokkaasti pienennettyä tuleviin asuinrakennuksiin mahdollisesti kohdistuviin tärinähaittoihin ja niistä aiheutuviin valituksiin liittyviä riskejä. Maaperässä esiintyvä vaakasuuntainen tärinä aiheuttaa rajoituksia kerrosten lukumäärään. Merkittävimmät värähtelytaajuudet ovat 3- kerroksisten tai sitä korkeampien rakennusten huojuntaa aiheuttavien rakennusrungon resonanssien kohdalla....2-kerroksisten rakennusten eli tavallisten omakotitalojen ja rivitalojen osalta ollaan pääosin turvassa, lukuun ottamatta kaikkein lähimpänä junarataa ja Verkakaarta olevia tontteja. Pystysuuntainen tärinä rajoittaa ala- ja etenkin välipohjien sallittuja jännevälien ja rakennetyyppien yhdistelmiä. Mitoituksessa tulee varmistaa, että rakenteiden resonanssit eivät osu savimaan pystyresonanssien kanssa samoille taajuuksille. Muuten on mahdollista, että lattioiden tärinä ylittää suositusarvon joissakin rakennuksissa. Rakentamisrajoituksia sisältävät tärinäalueet on osoitettu väyliä lähinnä oleville tonteille kahdella merkinnällä: vaativat ja kohtalaiset. Väylistä katsottuna toisen rivin tontit on merkitty epävarmaksi alueeksi, sillä niissä ei tehty tärinämittauksia. Mittauksia tulee tältä osin täydentää kaavoituksen edetessä. Keskellä alueetta olevat tontit on riittävän suojaetäisyyden vuoksi merkitty alueeksi, joille kaavassa ei tarvitse asettaa värähtelyteknisiä rajoituksia. Rakennesuunnittelussa tulee tontti-/rakennuskohtaisesti ottaa huomioon tärinästä aiheutuvat rajoitukset sekä välipohjien että runkorakenteiden osalta. Tarvittaessa yksittäisen tontin olosuhteita tulee tarkentaa tontilla tehtävin tärinämittauksin.

3 Sisällysluettelo Tausta Mittaukset... 3 Mittausajankohta... 3 Mitatut ohiajot... 3 Mittauspisteet... 4 Mittauslaitteet Tavoitearvot Mittaustulokset ja havainnot... 5 Tärinän analyysimenetelmät ja tunnusluvut... 5 Laajakaistainen tarkastelu... 6 Rakennusten resonanssitarkastelu... 6 Mittaustulokset... 7 Laajakaistainen tarkastelu... 7 Rakennusten resonanssitarkastelu Tulosten tulkinta ja jatkotoimenpiteet... Tärinäalueet... Tärinän huomioiminen rakentamisessa... Junaradan varsi... Kaarinantien varsi...3 Verkakaaren varsi...3 Liite A Liite B B B2 B3 Liite C C C2 C3 Liite D D D2 D3 Liite E E E2 E3 Kartta mittauspisteistä Valokuvia mittauksista mittausalueittain Junaradan mittauspisteet Kaarinantien mittauspisteet Verkakaaren mittauspisteet Mitatut junat ja tieliikenne mittausalueittain Junaradan mittauspisteet Kaarinantien mittauspisteet Verkakaaren mittauspisteet Tärinän mitatut maksimiarvot mittausalueittain Junaradan mittauspisteet Kaarinantien mittauspisteet Verkakaaren mittauspisteet Tärinän mitatut spektrit Junaradan mittauspisteet Kaarinantien mittauspisteet Verkakaaren mittauspisteet

4 Tausta Kaarinan Littoisten kaupunginosaan ollaan laatimassa asemakaavoja kahdelle alueelle, joita sivuavat Kaarinantie ja Verkakaari sekä junarata (rantarata). Verkakylän alue sijaitsee Kaarinantien itäpuolella Verkakaaren ja junaradan välissä. Paltan alue sijaitsee idempänä Verkakaaren eteläpuolella Paltanmäen kohdalla. Alueista on aiemmin laadittu liikenteen ympäristömeluselvitys AKUKON Tässä raportissa esitetään arvio tie- ja raideliikenteen aiheuttamasta tärinästä Verkakylän kaava-alueella. Rantaradan junaliikenteen sekä Kaarinantien ja Verkakaaren tieliikenteen aiheuttamaa tärinää mitattiin alueella Tässä raportissa esitetään mittausten tulokset, vertaillaan niitä asuinrakentamiselle käytettyihin suositusarvoihin ja esitetään arvio torjuntatarpeista ja -periaatteista. Tarkastelu on tehty kaavoituksen edellyttämällä tarkkuudella; osassa kohteista suositellaan tehtäväksi tarkempia selvityksiä rakentamisen yhteydessä. Lisäksi kauempana väylistä suositellaan tehtävän lisätärinämittauksia maanpinnasta kaavoituksen edetessä pidemmälle ja tarkentuessa. Tärinämittauksia ei tehty Paltan kaava-alueella, sillä sen lähimmät tontit ovat kalliolla ja lähimmät savimaan tontit varsin kaukana Verkakaaresta. 2 Mittaukset 2. Mittausajankohta Värähtelymittaukset tehtiin kohteessa maanantaina ja tiistaina Kaarinantien ja Verkakaaren raskaiden ajoneuvojen ohiajoja mitattiin ensimmäisenä päivänä klo 0-5 välisenä aikana. Junien ohiajoja mitattiin toisena päivänä klo 9-6 välisenä aikana. Mittauksen kestot valittiin raide- ja tieliikenteen tiheyden mukaan niin, että mitattujen ohiajojen lukumäärä muodostaa tämän tarkastelun kannalta riittävän edustavan otoksen liikenteestä. Mittaukset tekivät DI Timo Markula ja DI Miro Aalto. 2.2 Mitatut ohiajot Tieliikenteen tarkastelualueella mitattiin yhteensä useita kymmeniä raskaan liikenteen ohiajoja. Näistä tarkempaan analyysiin valittiin jokaisessa pisteessä mitatut 5 20 värähtelyherätteeltään merkittävintä tapahtumaa. Junista analyysiin otettiin kaikki 4 ohiajoa. Mittauspäivä valittiin siten, että henkilöliikenteen lisäksi saatiin mitattua myös kaksi täydessä raakapuulastissa ollutta tavarajunaa. Tavarajunia ei kulje rantaradalla päivittäin eikä säännöllisesti. Mitatun junaliikenteen junatyypit, kulkusuunnat ja ajankohdat kirjattiin muistiin. Analyysiin sisällytettyjen ohiajojen tiedot on listattu mittausalueittain liitteessä C.

5 VTT:n suosituksessaan [] käyttämien, tilastolliseen tarkasteluun perustuvien v w,95- arvojen käyttö analyysissä on perusteltua ensisijaisesti erittäin pitkien mittausjaksojen ja laajojen otosten yhteydessä. Tässä tarkastelussa on käytetty tilastollisen fraktiilin lisäksi myös kussakin pisteessä mitattuja suurimmat lukuarvot aiheuttaneita yksittäisiä ohiajoja, joiden edustavuus on tarkistettu mittaussignaaleista visuaalisesti. Menettely mahdollistaa kaikkien tuloksiin vaikuttavien ohiajojen laadun ja häiriöttömyyden varmistamisen, ja tuottaa kokemusten perusteella hyvin samansuuruisia tuloksia VTT:n tilastollisen tarkastelun kanssa. 2.3 Mittauspisteet Alueen värähtelymittaukset tehtiin maaperästä 9 pisteestä. Mittauspisteet valittiin tilaajalta saadun kaavaluonnoksen mukaisesti (Verkakylä kaavaluonnos, saatu ) väyliä lähimpänä olevien erillispientalo- eli AO-alueiden reunalta. Junaliikenteen vaikutusalueella mittauspisteitä sijoitettiin myös kauemmille tonteille. Mittauspisteiden valinnassa huomioitiin tonttien sijaintien lisäksi myös saatavilla olleet alueen maaperän kairaustiedot (Geo-master, geo 3388., ). Tavoitteena oli saada koko tarkastelualueen väyliä lähinnä olevat tontit katettua mittauspisteillä niin, että tärinän esiintymisalueet ja mahdolliset toimenpidetarpeet saadaan luotettavasti esiin alueen maankäytön ja rakennettavuustarkastelun vaatimalla tarkkuudella. Alueen laajuuden vuoksi sen keskiosassa ei tehty mittauksia. Maaperässä esiintyvää värähtelyä mitattiin kussakin pisteessä triaksiaalisesti käyttäen kolmea kiihtyvyysanturia (mittaussuunnat x, y, z). Anturien ja niiden mittaamien värähtelykomponenttien suunnat on merkitty seuraavasti: z on pystysuuntainen komponentti x on väylän suuntainen vaakakomponentti y on väylään nähden kohtisuora vaakakomponentti Mittauspisteiden sijainnit on esitetty mittauspistekohtaisesti taulukossa. Mittauspisteet on esitetty maaperä- ja kaavakartalla liitteessä A. Liitteissä B on valokuvia mittauspisteistä. Taulukko. Mittauspisteet, anturien suunnat ja kiinnitystavat. piste suunnat lähde kiinnitystapa JR x, y, z Rantaradan junaliikenne maaruuvi JR2 JR3 JR4 JR5 KT Kaarinantie raskas liikenne KT2 VK Verkakaaren raskas liikenne VK2

6 Mittauslaitteet Junien ja tieliikenteen ohiajojen aiheuttamat anturikohtaiset kiihtyvyyssignaalit tallennettiin digitaalisesti myöhempää analyysia varten. Mittauslaitteet on esitetty taulukossa 2. Taulukko 2. Tärkeimmät mittalaitteet. tallennin IMC CRONOSflex tallennin Rion DA-40 analyysiohjelmisto IMC Famos Professional 6.3 kiihtyvyysanturit ( 3) Wilcoxon Research 73A kiihtyvyysanturit (4 5) Brüel & Kjær esivahvistin 3 Tavoitearvot Suomessa ei toistaiseksi ole virallisia ohjearvoja liikennetärinälle eikä vakiintunutta tärinän mittauskäytäntöä. Tärinän arviointi voidaan tehdä käyttäen VTT:n esittämiä asuinviihtyvyyteen perustuvia suosituksia liikennetärinän tavoitearvoiksi [,2]. Värähtelyn tavoitearvot ilmoitetaan värähtelynopeuden enimmäisarvoina, joita ohiajosta aiheutuva nopeussignaali ei saa säännöllisesti ylittää. Uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa on suosituksena, että värähtely jää alle 0,30 mm/s, jolloin keskimäärin vain 5 % asukkaista pitää värähtelyitä häiritsevinä. Hyvät asuinolosuhteet saavutetaan värähtelyn jäädessä alle 0,0 mm/s, jolloin ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyitä (havaintokynnys). Vanhojen rakennusten suhteen suositusarvo on 0,60 mm/s, jolloin keskimäärin 25 % asukkaista pitää värähtelyä häiritsevänä. Toimistotiloissa esiintyvälle värähtelylle on standardissa ISO [3] esitetty 0,4 mm/s tavoitearvo. Tärinästä aiheutuvien haittojen ja valitusten välttämiseksi kohteen suunnittelun tavoitearvona on suositeltavaa käyttää uusien asuinalueiden vaatimustasoa 0,3 mm/s. 4 Mittaustulokset ja havainnot 4. Tärinän analyysimenetelmät ja tunnusluvut Mitatuista värähtelysignaaleista analysoitiin mittauspisteissä esiintyvät värähtelynopeudet, jotka W m-taajuuspainotettiin standardin ISO [3] mukaan. Painotus on linjassa VTT:n ohjeiden kanssa. [,2,4]

7 Laajakaistainen tarkastelu Suodatetusta laajakaistaisesta värähtelystä analysoitiin kunkin mitatun ohiajon aikana esiintyvä Slow-aikapainotettu maksimiarvo mittauspisteittäin ja suunnittain. Jokaisen maksimin kohdalta analysoitiin myös värähtelyn W m-painotettu terssispektri. Maanpinnasta mitatuista painotetuista värähtelynopeuksista laskettiin edelleen joukko tunnuslukuja, jotka kuvaavat rakennukseen mahdollisesti kytkeytyvän värähtelyn suuruutta. Näitä verrataan edelleen asuintilojen värähtelyn suositusarvoon 0,3 mm/s, jolloin nähdään missä mittauspisteissä ja suunnissa maaperässä esiintyvä värähtely voi muodostaa värähtelyhaittojen riskin rakentamisen kannalta. VTT:n ohjeistuksen mukaisesti tarkasteluun valittiin kussakin mittauspisteessä ja mittaussuunnassa 5 kokonaistasoltaan suurinta ohiajoa, joista laskettiin värähtelyn tilastollinen tunnusluku v W95. [4] Junien osalta tarkasteluun sisällytettiin kaikki 4 mitattua ohiajoa. Tarkastelu tehtiin myös perustuen suurimpiin värähtelyn kokonaistasoihin v WSmax, jotka kuvaavat kyseisessä mittauspisteessä ja -suunnassa esiintynyttä voimakkainta ohiajoa. Mittaustuloksista nähdään, että värähtelyn tunnusluku v W95 ja värähtelyn maksimiarvot v WSmax ovat käytännössä hyvin lähellä toisiaan. VTT:n tunnusluku edustaa tilastollista lähestymistapaa, joka pyrkii huomioimaan ohiajojen keskiarvon ja keskihajonnan; maksimin käyttö puolestaan edustaa yksittäistä pahinta todellista tilannetta, joka esiintyi mittausjaksolla. Molemmissa tapauksissa edellytyksenä on, että ohiajojen lukumäärän on otoksena riittävän suuri ollakseen tarkastelun kannalta edustava. Tämä vaatimus huomioitiin mittauksissa. Rakennukseen kytkeytyvän laajakaistaisen tärinähaitan mahdollisuutta [4] arvioitiin sekä värähtelyn tunnusluvun v W95 että värähtelymaksimin v WSmax avulla kertomalla maaperästä mitatut arvot,5:llä ja vertaamalla tuloksia asuintilojen suositusarvoon 0,3 mm/s. 4.3 Rakennusten resonanssitarkastelu Rakennusten resonanssitarkastelussa arvioitiin maaperästä mitatun värähtelyn vaakaja pystykomponenttien terssispektrejä. VTT:n menetelmän mukaisesti jokaisen mittauskanavan 5 suurimman ohiajon spektreistä muodostettiin painotettu keskiarvospektri. Spektrien huiput osoittavat maaperän resonanssitaajuuksia, joilla liikenteen värähtelyheräte sisältää eniten energiaa kyseisessä mittauspisteessä. Resonanssitarkastelussa näistä maksimispektreistä on muodostettu verhokäyrä, jota on skaalattu vaakasuunnissa kertoimella 4 ja pystysuunnassa kertoimella 6. Nämä varmuuskertoimet kuvaavat värähtelyn kytkeytymistä maaperästä rakennukseen ja värähtelyn vahvistumista rakenteissa, mikäli rakenteiden resonanssit osuvat kohdakkain maaperässä esiintyvän tärinäherätteen taajuuksien kanssa. Vaakasuunnissa tarkastelun kohteena ovat rakennusrungon sivusuuntaiset resonanssitaajuudet; pystysuunnassa ala- ja välipohjien resonanssit.

8 Rakennusrungon vaakasuuntaisen resonanssin ja välipohjien pystyresonanssin vaikutusta arvioitiin VTT:n ohjeistuksen mukaisesti kertomalla maaperästä vaakasuunnassa mitatut värähtelyspektrit neljällä ja pystysuunnassa mitatut värähtelyspektrit kuudella, ja tarkastelemalla ylittävätkö nämä spektrit asuintilojen suositusarvon 0,3 mm/s. Niissä pisteissä ja värähtelysuunnissa joissa ylityksiä esiintyy, rakennusten rakenteiden suunnittelussa ja mitoituksessa tulee huomioida ja välttää niitä maaperässä esiintyviä resonanssitaajuuksia, joiden huiput ylittävät suositusarvon [4]. Myös resonanssitarkastelu tehtiin VTT:n menetelmän lisäksi maksimimenetelmällä valitsemalla jokaisesta mittauskanavasta 3 kokonaistasoltaan suurinta ohiajoa, ja tarkastelemalla näiden terssispektrien yhdessä muodostamaa maksimiverhokäyrää, joka skaalattiin vastaavasti kertoimilla 4 ja 6. Mittauspiste- ja mittaussuuntakohtaiset (x,y,z) terssispektrit ja resonanssitarkastelut löytyvät liitteiden E kuvaajista. 4.4 Mittaustulokset 4.4. Laajakaistainen tarkastelu Mittaustulokset on esitetty kootusti kuvissa a, b ja c. Kuvissa on esitetty mittauspisteittäin ja mittaussuunnittain (z,x,y) analysoidut tasaisen voimistumisen tunnusluvut v W95 x,5 ja v WSmax x,5, sekä rakennusten resonanssitarkastelun mukaisesti tärinäspektreistä analysoidut maksimitasot (VTT:n keskiarvostava menetelmä sekä maksimeihin perustuva tarkastelu). Lisäksi kuviin on merkitty uusien ja vanhojen asuinalueiden tärinän suositusarvot 0,3 mm/s ja 0,6 mm/s. Tärinämittausten tulokset on koottu lukuarvoina taulukkoon 3. Taulukossa on esitetty mittauspisteissä eri suuntiin mitatut suurimmat värähtelyn arvot. Näistä on arvioitu värähtelyn kytkeytymistä rakennuksen rakenteisiin. Osa tuloksista on esitetty lukupareina, joissa ensimmäisenä on maksimeista laskettu tunnusluku ja jälkimmäisenä VTT:n menetelmän mukaisesti laskettu värähtelyn tilastollinen tunnusluku. Laajakaistaisessa tarkastelussa on esitetty maaperästä mitatut suurimmat värähtelyarvot v WSmax, värähtelyn tunnusluvut v W95 sekä VTT:n esittämään "tasaiseen kytkeytymiseen" perustuvat arviot rakennuksen perustuksiin kytkeytyvästä värähtelystä (kerroin,5). Laajakaistaisen tarkastelun perusteella maaperästä mitattu liikenteen värähtely ei ylitä asuntojen 0,3 mm/s tavoitearvoa yhdessäkään mittauspisteessä. Laajakaistaiset mittaustulokset on esitetty laajemmin liitteissä D, joiden kuvaajiin on koostettu kaikkien mittauspisteiden ja analysoitujen ohiajojen aiheuttamat kokonaisarvot.

9 Taulukko 3. Mittauspisteiden suurimmat mitatut tärinäarvot sekä rakennusrungon värähtelyarvot laajakaista- ja resonanssitarkasteluiden avulla arvioituina. Lukupareina on ilmoitettu maksimeista / keskiarvoista lasketut tulokset. Korostetut arvot ylittävät 0,3 mm/s. laajakaistainen tarkastelu maanpinnasta mitattu tärinä v WSmax / v W95 [mm/s] tasainen kytkeytyminen k =.5 [mm/s] spektrin maksimi k = 4 6 [mm/s] resonanssitarkastelu (max / keskiarvospektreistä) mittauspiste resonanssikerroin k merkittävin suunta merkittävin taajuus[hz] JRz 0,09 / 0,09 0,3 / 0,3 0,43 / 0,25 6 x 4-6,3 JRx 0,06 / 0,06 0,09 / 0,09 0,8 4 2,5 JRy 0,07 / 0,07 0, / 0,0 0,25 4 2,5 JR2z 0,2 / 0,3 0,7 / 0,9 0,56 / 0,30 6 x 2,5, 5, 0 JR2x 0,2 / 0,2 0,8 / 0,9 0,35 / 0, ,3 JR2y 0,3 / 0,3 0,9 / 0,20 0,34 / 0,2 4 2,5 JR3z 0,8 / 0,7 0,26 / 0,26 0,57 / 0,54 6 x 5-2,5 JR3x 0,5 / 0,4 0,22 / 0,2 0,56 / 0,25 4 2,5, 0 (20) JR3y 0,8 / 0,8 0,28 / 0,27 0,53 / 0, JR4z 0,6 / 0,5 0,24 / 0,22 0,52 / 0,39 6 x 6,3-0 JR4x 0,2 / 0, 0,8 / 0,6 0,39 / 0,8 4 2,5 (0) JR4y 0,0 / 0,0 0,4 / 0,5 0,32 / 0,8 4 2,5 JR5z 0,6 / 0,7 0,24 / 0,25 0,63 / 0,53 6 x 5-2,5 JR5x 0,4 / 0,3 0,22 / 0,9 0,53 / 0,20 4 2,5 JR5y 0,2 / 0,3 0,9 / 0,9 0,38 / 0,20 4 2,5, 2,5 KTz 0,4 / 0, 0,2 / 0,7 0,85 / 0,47 6 x 0-2,5 KTx 0,08 / 0,06 0,2 / 0,09 0,3 / 0,6 4 0 KTy 0,08 / 0,09 0,2 / 0,3 0,28 4 2,5 KT2z 0,0 / 0,0 0,4 / 0,4 0,54 / 0,35 6 x 0-2,5 KT2x 0,04 / 0,04 0,06 / 0,06 0,0 4 2,5 KT2y 0,08 / 0,07 0, / 0, 0,29 4 2,5 VKz 0,2 / 0,08 0,8 / 0,2 0,52 / 0,28 6 x 4-5 VKx 0,2 / 0,09 0,9 / 0,3 0,49 / 0, VKy 0,5 / 0,0 0,22 / 0,6 0,5 / 0,9 4 5, 2,5 VK2z 0,6 / 0,2 0,24 / 0,8 0,90 / 0,36 6 x 6 (4-2,5) VK2x 0, / 0,09 0,6 / 0,3 0,43 / 0,8 4 6 VK2y 0,09 / 0,08 0,3 / 0,2 0, (2)

10 mm/s resonanssi, vwmax resonanssi, vw95 wwmax x,5 ww95 x,5 vanhat asuinalueet (0,6 mm/s) uudet asuinalueet (0,3 mm/s) JRz JRx JRy JR2z JR2x JR2y JR3z JR3x JR3y JR4z JR4x JR4y JR5z JR5x JR5y mittauspiste Kuva a. Junaliikenteen mittauspisteissä eri suunnissa mitatuista ohiajoista analysoidut tasaiseen voimistumiseen sekä rakennusten resonanssitarkasteluun perustuvat tärinäsuureet mm/s resonanssi, vwmax resonanssi, vw95 wwmax x,5 ww95 x,5 vanhat asuinalueet (0,6 mm/s) uudet asuinalueet (0,3 mm/s) KTz KTx KTy KT2z KT2x KT2y mittauspiste Kuva b. Kaarinantien mittauspisteissä eri suunnissa mitatuista ohiajoista analysoidut tasaiseen voimistumiseen sekä rakennusten resonanssitarkasteluun perustuvat tärinäsuureet.

11 mm/s VKz VKx VKy VK2z VK2x VK2y resonanssi, vw95 wwmax x,5 ww95 x,5 vanhat asuinalueet (0,6 mm/s) uudet asuinalueet (0,3 mm/s) VKz VKx VKy VK2z VK2x VK2y mittauspiste Kuva c. Verkakaaren mittauspisteissä eri suunnissa mitatuista ohiajoista analysoidut tasaiseen voimistumiseen sekä rakennusten resonanssitarkasteluun perustuvat tärinäsuureet Rakennusten resonanssitarkastelu Rakennusten resonanssitarkastelun tulokset on koottu taulukkoon 3. Tarkastelu on tehty sekä maksimispektreihin että keskiarvostettuihin spektreihin perustuvalla menetelmällä. Näiden tulokset on esitetty rinnakkaisina lukupareina (max/keskiarvo) niiden mittauspisteiden ja mittaussuuntien osalta, joilla resonanssitarkastelu tuottaa yli 0,3 mm/s arvoja. Tuloksista nähdään, että osassa pisteistä/suunnista voimakkaimpien mitattujen ohiajojen perusteella tehty maksimitarkastelu indikoi värähtelyhaittojen esiintymistä, ja keskiarvotarkastelu jää alle suositusarvon. Näissä tapauksissa on tärinähaittojen esiintyminen vähemmän todennäköistä kuin molempien menetelmien indikoidessa niitä; toisaalta ajoittaiset värähtelyhaitat ovat edelleen mahdollisia. Resonanssitarkastelun perusteella on suositeltavaa, että liikenteen tärinä huomioidaan rakenteiden pystysuuntaisten resonanssien mitoituksessa kaikkien mittauspisteiden ympäristössä. Vaakasuuntaiset resonanssit on syytä huomioida useimpien mittauspisteiden ympäristössä.

12 Tulosten tulkinta ja jatkotoimenpiteet Verkakylän alueella tehdyn mittausselvityksen perusteella tie- ja raideliikenteen tärinä tulee huomioida alueen rakentamisessa. Tärinä voi osalla alueesta aiheuttaa tuleviin rakennuksiin asuintilojen suositusarvot ylittäviä arvoja, mikäli tärinää ei huomioida rakennusten perustamistavoissa ja rakenteellisissa ratkaisuissa. Tärinä ei kuitenkaan ole niin voimakasta, että se aiheuttaisi vaurioriskejä rakennusten rakenteille. Oikeilla perustus- ja rakennustavoilla tärinän vaikutukset voidaan torjua niin, että ne eivät estä alueen rakentamista eivätkä aiheuta haittoja rakennusten käyttäjille. Väyliä kaikkein lähinnä olevien tonttien kohdalla perustus- ja rakennustapojen vaatimukset ovat kuitenkin niin tiukkoja, että ne rajoittavat merkittävästi tonttien kaavoitusta etenkin junaradan ja Verkakaaren varrella. 5. Tärinäalueet Tärinäalueet on esitetty kuvassa seuraavilla väreillä: - sininen: rakentamisessa ei tarvitse huomioida tärinää - keltainen: epävarma/selvittämätön alue - oranssi: kohtalaisia rakentamiseen liittyviä rajoituksia (välipohjien rakenteet) - punainen: merkittäviä rakentamiseen liittyviä rajoituksia:,5-2 kerroksisten rakennusten lievä huojuntariski ja/tai merkittäviä välipohjien jännevälien rajoituksia 5.2 Tärinän huomioiminen rakentamisessa Tärinähaitat voidaan välttää varmistamalla tulevien rakennusten runko- ja välipohjarakenteiden suunnittelussa siten, että niiden resonanssitaajuuksia ei mitoiteta maaperässä esiintyvien värähtelyhuippujen kohdalle. Rakennusten resonanssitarkastelua varten lasketut värähtelyhuippujen taajuudet on esitetty mittauspisteittäin taulukossa 3 ja ne näkyvät myös liitteiden E spektreistä. Rakenteiden värähtelytarkastelu ja suositukset perustuvat VTT:n ohjeisiin liikennetärinän arvioinnista [,2,4]. Ohjeessa [4] on esitetty tarkempia tietoja rakennusrungon ja eri välipohjatyyppien resonanssimitoituksesta Junaradan varsi Maaperän pystysuuntainen värähtely tulee huomioida rakennuksen välipohjien rakenteellisissa valinnoissa ja jännevälien mitoituksessa. Alueen länsiosan (pisteet JR ja JR2) savimaassa esiintyy pystysuuntaisia resonansseja taajuuksilla 3,5 0 Hz. Puulattioilla vältettävä jänneväli on tällöin rakenteesta riippuen 4...7,5 m ja ontelolaatoilla 6,5...0 m. Alueen itäosassa (pisteet JR JR3) esiintyy pystysuuntaisia resonansseja taajuuksilla 5 2,5 Hz. Puulattioissa on vältettävä jännevälejä 3,5 8 m ja ontelolaatoissa jännevälejä. 5,5 2,5 m.

13 Kuva. Verkakylän tärinäalueet. Vältettävät jännevälien haarukat kaventuvat tässä esitetystä, kun välipohjan rakennetyyppi ja paksuus tunnetaan. Vaakasuuntainen värähtely on suurinta useimmissa pisteissä taajuudella 2,5 Hz, joka on tärinähaittojen kannalta merkittävä vain yli 3-kerroksisissa rakennuksissa. Rataa lähinnä olevilla tonteilla (pisteet JR2 ja JR3, osin myös JR5) esiintyy merkittävää vaakasuuntaista tärinää myös taajuusalueella 5 6 Hz. VTT:n ohjeissa,5...2-kerroksisten rakennusten runkojen ominaistaajuuksien on arvioitu olevan välillä 5 0 Hz, eli juuri tällä alueella. Kauemmissa pisteissä taajuuksilla 5 6 Hz mitattu vaakavärähtely ei ylitä mitoitusarvoja eikä aiheuta torjuntatarvetta.

14 Kaarinantien varsi Kaarinantietä lähinnä olevien tonttien maaperässä esiintyy pystysuuntaisia resonansseja taajuusalueella 0 2,5 Hz. Maaperän pystysuuntainen värähtely tulee huomioida rakennuksen välipohjien rakenteellisissa valinnoissa ja jännevälien mitoituksessa. Puurakenteisissa välipohjissa ja lattioissa tulee välttää jänneväliä 3,5 7,5 m ja ontelolaatoissa väliä 5,5 9 m. Koska resonanssit ovat varsin kapealla taajuusvälillä, pienenee myös vältettävä jänneväli huomattavasti, kun tarkempi rakenne on tiedossa. Myös vaakasuuntainen värähtely on voimakkainta taajuuksilla 0 2,5 Hz, mutta se ei ylitä mitoitusarvoja eikä aiheuta torjuntatarvetta Verkakaaren varsi Maaperän pystysuuntainen värähtely tulee huomioida rakennuksen välipohjien rakenteellisissa valinnoissa ja jännevälien mitoituksessa. Verkakaaren varrella lännen mittauspisteen (VK) alueella esiintyy pystysuuntaisia resonansseja välillä 4 5 Hz. Puurakenteisissa välipohjissa ja lattioissa tulee välttää yli 5,5 m ja ontelolaatoissa yli 8,5 m jännevälejä. Koska resonanssit ovat varsin kapealla taajuusvälillä, pienenee myös vältettävä jänneväli huomattavasti, kun tarkempi rakenne on tiedossa. Itäisen mittauspisteen (VK2) ympäristössä esiintyy pystysuuntaisia resonansseja laajalla välillä 4 2,5 Hz. Välipohjien rakenteiden kannalta tämä on ongelmallista, sillä puurakenteissa tulee välttää yli 3,5 m ja ontelolaatoissa yli 4,5 m jännevälejä. Vältettävä jänneväli tosin kapenee myös tässä kohdassa tarkempien rakenteiden ollessa tiedossa. Vaakasuunnassa suurinta värähtely on lännessä taajuuksilla 4 5 Hz ja idässä taajuudella 6,3 Hz. VTT:n ohjeissa,5-2 kerroksisten talojen runkojen ominaistaajuudet ovat arvioitu olevan välillä 5 0 Hz. On kuitenkin todennäköistä että mittauspisteitä kauempana Verkakaaresta olevilla tonteilla vaakavärähtely ei enää ylitä suositusarvoja. Timo Markula DI, vanhempi konsultti Timo Peltonen DI, johtava konsultti

15 Viitteet. Talja A. Suositus liikennetärinän mittaamista ja luokituksesta. VTT Tiedotteita Espoo, Talja A., ym. Rakennukseen siirtyvän liikennetärinän arviointi. VTT Tiedotteita Espoo ISO 263-2:2003. Mechanical vibration and shock Evaluation of human exposure to whole-body vibration Part 2: Vibration in buildings ( Hz to 80 Hz). 4. Talja A. Ohjeita liikennetärinän arviointiin. VTT Tiedotteita Espoo, 20.

16 Akukon Liite A 3.9 m m 32.2 m.3 4 JR2 m.42 2 JR3 m JR5 JR4 JR m KT m m VK m 4.28 m KT2 VK m

17 LiiteB Liite B Valokuvia mittauksista B Junaradan mittausalue Kuvat B. (vasen) anturit JR, (oikea) anturit JR5, junarata taustalla Kuvat B.2 (vasen) anturit JR5, (oikea) anturit JR2

18 LiiteB2 Kuvat B.3 kuvia mitatusta junaliikenteestä

19 LiiteB3 B2 Kaarinantien mittausalue Kuvat B2. pisteen KT anturit ja näkymä Kaarinantielle Kuvat B2.2 pisteen KT2 anturit ja näkymä Kaarinantielle

20 LiiteB4 B3 Verkakaaren mittausalue Kuvat B3. pisteen VK anturit ja näkymä Verkakaarella Kuvat B3.2 pisteen VK2 anturit ja näkymä Verkakaarelle

21 akukon Liite C Liite C. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, junarata Mitatut ohiajot Ohiajo # Liikennetyyppi Aika Raide Suunta Kommentit 00 veturi + 3xIC2 9:23:48 - TKU kaikki pisteet ei vielä toiminnassa 002 veturi + 4xIC2 9:5:52 - HKI veturi + 4xIC2 9:44:2 - HKI veturi + 4xIC2 0:27:2 - TKU dv2 + 2 raakapuuvaunu0:39:08 - TKU nro 53583, 92 tonnia (raakapuujuna) 006 sm3 (pendolino) :9:40 - TKU veturi + 2xIC2 :40:35 - HKI dv2 :59:48 - HKI pelkkä veturi 009 veturi + 5xIC2 3:23:53 - TKU - 00 sm3 (pendolino) 3:43:4 - HKI - 0 veturi + 5xIC2 4:4:2 - HKI - 02 dv2 + 2 puuvaunua 5:2:36 - TKU nro 53585, 909 tonnia (raakapuujuna) 03 IC2 5:23:56 - TKU - 04 veturi + 4xIC2 5:32:27 - HKI -

22 akukon Liite C2 Liite C2. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Kaarinantie Mitatut ohiajot Ohiajo # Liikennetyyppi Aika Tie Suunta Kommentit 00 raskas 0:3:55 Kaarinantie S 002 raskas 0:57:37 Kaarinantie N 003 raskas 0:58:6 Kaarinantie S 004 raskas 0:59:02 Kaarinantie N 005 raskas ::3 Kaarinantie S 006 raskas :26: Kaarinantie S 007 raskas :26:5 Kaarinantie S 008 raskas :43:7 Kaarinantie N 009 raskas :48:44 Kaarinantie S 00 raskas 2:8:30 Kaarinantie S 0 raskas 2:34:06 Kaarinantie S 02 raskas 2:34:46 Kaarinantie S 03 raskas 2:38:56 Kaarinantie N 04 raskas 3:06:26 Kaarinantie N ja S kaksi yhtä aikaa 05 raskas 3:35:5 Kaarinantie - 06 raskas 3:42:02 Kaarinantie -

23 akukon Liite C3 Liite C3. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Verkakaari Mitatut ohiajot Ohiajo # Liikennetyyppi Aika Tie Suunta Kommentit 00 raskas ajoneuvo 0:25:29 Verkakaari - VK 002 raskas ajoneuvo 0:4:40 Verkakaari - " 003 raskas ajoneuvo 0:50:29 Verkakaari - " 004 raskas ajoneuvo :2:2 Verkakaari - " 005 raskas ajoneuvo :27:32 Verkakaari - " 006 raskas ajoneuvo :45:25 Verkakaari - " 007 raskas ajoneuvo :5: Verkakaari - " 008 raskas ajoneuvo 2:30:3 Verkakaari - " 009 raskas ajoneuvo 2:34:2 Verkakaari - " 00 raskas ajoneuvo 2:38:29 Verkakaari - " 0 raskas ajoneuvo 3:03:9 Verkakaari - " 02 raskas ajoneuvo 3:7:4 Verkakaari - " 03 raskas ajoneuvo 3:36:50 Verkakaari - " 04 raskas ajoneuvo 3:42:04 Verkakaari - " 05 raskas ajoneuvo 3:43:00 Verkakaari - " 06 raskas ajoneuvo 3:44:5 Verkakaari - " 07 raskas ajoneuvo 3:50:32 Verkakaari - " 08 raskas ajoneuvo :22:38 Verkakaari - VK2 09 raskas ajoneuvo :27:59 Verkakaari - " 020 raskas ajoneuvo :3:49 Verkakaari - " 02 raskas ajoneuvo :45:39 Verkakaari - " 022 raskas ajoneuvo 2:0:53 Verkakaari - " 023 raskas ajoneuvo 2:06:24 Verkakaari - " 024 raskas ajoneuvo 2:08:20 Verkakaari - " 025 raskas ajoneuvo 2:33:08 Verkakaari - " 026 raskas ajoneuvo 2:34:2 Verkakaari - " 027 raskas ajoneuvo 2:46:32 Verkakaari - " 028 raskas ajoneuvo 2:58:59 Verkakaari - " 029 raskas ajoneuvo 3:03:20 Verkakaari - " 030 raskas ajoneuvo 3:3:8 Verkakaari - " 03 raskas ajoneuvo 3:29:2 Verkakaari - " 032 raskas ajoneuvo 3:36:50 Verkakaari - " 033 raskas ajoneuvo 3:42:06 Verkakaari - " 034 raskas ajoneuvo 3:52:59 Verkakaari - " 035 raskas ajoneuvo 4:0:57 Verkakaari - " 036 raskas ajoneuvo 4::26 Verkakaari - " 037 raskas ajoneuvo 4:37: Verkakaari - "

24 akukon Liite D Liite D. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, junarata Mitatut W m -painotetun värähtelynopeuden kokonaisarvot mittauspisteittäin Mittauskanava piste / suunta JRz JRx JRy JR2z JR2x JR2y JR3z JR3x JR3y kanava VwSmax Vw, piste / suunta JR4z JR4x JR4y JR5z JR5x JR5y kanava VwSmax Vw,

25 akukon Liite D2 Liite D2. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Kaarinantie Mitatut W m -painotetun värähtelynopeuden kokonaisarvot mittauspisteittäin Mittauskanava piste / suunta KTz KTx KTy KT2z KT2x KT2y kanava VwSmax Vw,

26 akukon Liite D3 Liite D3. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Verkakaari Mitatut W m -painotetun värähtelynopeuden kokonaisarvot mittauspisteittäin Mittauskanava piste / suunta VKz VKx VKy VK2z VK2x VK2y kanava VwSmax mm/s Vw, mm/s

27 akukon Liite E. Liite E. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, junarata Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: JR Kan. z / pystysuunta E x maks.huippu,5 x maks.huippu z, esim. z, esim.2 z, esim Kan. 2x / radan suunta,5 x maks.huippu 2x, esim. 2x, esim.2 2x, esim E Kan. 3y / poikittaissuunta,5 x maks.huippu 3y, esim. 3y, esim.2 3y, esim E

28 akukon Liite E.2 Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, junarata Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: JR Kan. 4z / pystysuunta x maks.huippu,5 x maks.huippu 4z, esim. 4z, esim.2 4z, esim Kan. 5x / radan suunta,5 x maks.huippu 5x, esim. 5x, esim.2 5x, esim Kan. 6y / poikittaissuunta ,5 x maks.huippu 6y, esim. 6y, esim.2 6y, esim

29 akukon Liite E.3 Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, junarata Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: JR Kan. 7z / pystysuunta 6 x maks.huippu,5 x maks.huippu 7z, esim. 7z, esim.2 7z, esim Kan. 8x / radan suunta,5 x maks.huippu 8x, esim. 8x, esim.2 8x, esim Kan. 9y / poikittaissuunta,5 x maks.huippu 9y, esim. 9y, esim.2 9y, esim

30 akukon Liite E.4 Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, junarata Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: JR Kan. 0z / pystysuunta 6 x maks.huippu,5 x maks.huippu 0z, esim. 0z, esim.2 0z, esim Kan. x / radan suunta,5 x maks.huippu x, esim. x, esim.2 x, esim Kan. 2y / poikittaissuunta,5 x maks.huippu 2y, esim. 2y, esim.2 2y, esim

31 akukon Liite E.5 Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, junarata Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: JR Kan. 3z / pystysuunta 6 x maks.huippu.5 3z, esim. 3z, esim.2 3z, esim Kan. 4x / radan suunta.5 4x, esim. 4x, esim.2 4x, esim Kan. 5y / poikittaissuunta.5 5y, esim. 5y, esim.2 5y, esim

32 akukon Liite E2. Liite E2. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Kaarinantie Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: KT 0. Kan. z / pystysuunta 6 x maks.huippu,5 x maks.huippu z, esim. z, esim.2 z, esim Kan. 2x / väylän suunta,5 x maks.huippu 2x, esim. 2x, esim.2 2x, esim Kan. 3y / poikittaissuunta,5 x maks.huippu 3y, esim. 3y, esim.2 3y, esim

33 akukon Liite E2.2 Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Kaarinantie Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: KT Kan. 4z / pystysuunta 6 x maks.huippu,5 x maks.huippu 4z, esim. 4z, esim.2 4z, esim Kan. 5x / väylän suunta,5 x maks.huippu 5x, esim. 5x, esim.2 5x, esim ,5 x maks.huippu 6y, esim. 6y, esim.2 6y, esim.3 Kan. 6y / poikittaissuunta

34 akukon Liite E3. Liite E3. Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Verkakaari Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: VK 0. Kan. z / pystysuunta 6 x maks.huippu,5 x maks.huippu z, esim. z, esim.2 z, esim E Kan. 2x / väylän suunta,5 x maks.huippu 2x, esim. 2x, esim.2 2x, esim E Kan. 3y / poikittaissuunta,5 x maks.huippu 3y, esim. 3y, esim.2 3y, esim E

35 akukon Liite E3.2 Kaarinan Littoisten tärinäselvitys, Verkakaari Värähtelyn terssispektrit ja resonanssitarkastelu Mittauspiste: VK Kan. 4z / pystysuunta 6 x maks.huippu,5 x maks.huippu 4z, esim. 4z, esim.2 4z, esim Kan. 5x / väylän suunta,5 x maks.huippu 5x, esim. 5x, esim.2 5x, esim Kan. 6y / poikittaissuunta,5 x maks.huippu 6y, esim. 6y, esim.2 6y, esim