HAAPAJÄRVEN KAUPUNKI KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2

Transkriptio

1 Vastaanottaja Haapajärven kaupunki Liite 3 Haapajärvi, Ylipään alueen asemakaavan muutos Tärinäselvitys Asiakirjatyyppi Tärinäselvitys Päivämäärä HAAPAJÄRVEN KAUPUNKI KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2

2 HAAPAJÄRVEN KAUPUNKI KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 Päivämäärä Laatija Tarkastaja Kuvaus Jussi Kurikka-Oja Jouko Noukka Tärinäselvitys Viite Ramboll Pakkahuoneenaukio 2 PL TAMPERE P F

3 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 SISÄLTÖ 1. Johdanto 1 2. Lähtökohdat Tutkimusalueen sijainti Maaperä Raideliikenne 3 3. Tärinän arviointiin liittyvä ohjeistus ja menettelytavat Yleistä Arviointitaso 2 mittaukset ja laskenta Tärinämittaukset Tärinän pystysuuntaisen heilahdusnopeuden arviointi Tärinähaitan arviointiperusteet 5 4. Mittaustulokset 7 5. Laskentatulokset 7 6. Tulosten tulkinta ja johtopäätökset 8 LIITTEET Liite 1 D-luokan rajaus Liite 2 C-luokan rajaus

4 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO JOHDANTO Haapajärven kaupungissa on valmisteilla keskustan osayleiskaava. Osayleiskaavasta todetaan seuraavaa: Osayleiskaavan alue käsittää Haapajärven keskusta-alueet ja sen lähiympäristön. Suunnittelualue sijoittuu Haapajärven vesialueen varteen, vesialueen molemmin puolin. Haapajärven keskustan (Ronkaala, Roikola, Laurikkala, Karpalosuo, Palomäki, Koivuhaka, Ylipää ja Karjalahti) lisäksi suunnittelualueeseen kuuluvat Haaganperän, Tiitonrannan ja Veitsiniemen alueet. Eteläosastaan suunnittelualue rajautuu Hautaperän tekojärveen ja pohjoisosastaan Uupuaavan peltoalueeseen. Osayleiskaava-alueelle laadittiin tärinäselvitys (Ramboll Finland Oy, ) joka perustui VR Track Oy:n toimittamiin raideliikennetietoihin. Selvitystä päivitettiin koskemaan myös mahdollisia t junamassoja. Tässä työssä aiempia selvityksiä päivitettiin alueella suoritettujen tärinämittausten avulla. Työn on tilannut Haapajärven kaupunki, jossa yhteyshenkilönä on toiminut Vesa Savolainen. Ramboll Finland Oy:ssä työstä on vastannut DI Jussi Kurikka-Oja, suunnittelijana toimi Ins. (AMK) Hannu Harmoinen. Laadunvarmistajana toimi DI Jouko Noukka. 2. LÄHTÖKOHDAT 2.1 Tutkimusalueen sijainti Tutkimusalueen sijainti esitetään kuvassa 2.1. Kuva 2.1 Suunnittelualueen sijainti ( Haapajärven kaupunki, osallistumis- ja arviointisuunnitelma) Osayleiskaavaluonnos esitetään kuvassa 2.2.

5 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 2 Kuva 2.1 Osayleiskaavaluonnos ( Haapajärven kaupunki, Osayleiskaavaluonnos ) 2.2 Maaperä Ote alueen maaperäkartasta esitetään kuvassa 2.3. Keskustan alueella radan vaikutusalueella maalaji on maaperäkartan mukaan hieno hieta (HHt), keskustasta pohjoiseen hienoainesmoreeni (HMr) ja savi (Sa), keskustasta etelään savi ja hieno hieta, keskustasta itään hienoainesmoreeni. Sa HMr HHt Kuva 2.3 Maaperäkartta ( GTK)

6 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO Raideliikenne Haapajärven keskustassa on Haapajärven raideliikennepaikka, jonka ratakilometrit ovat Alueella kulkevat rataosat ovat Jyväskylä-Haapajärvi ja Iisalmi-Ylivieska. Suunnittelualueella rataosan Jyväskylä-Haapajärvi päällysrakenneluokka on A, matkustajajunien suurin nopeus on 60 km/h, tavarajunien akselimassasta riippuen km/h. Rataosalla Iisalmi- Ylivieska suunnittelualueella oleva osa kuuluu päällysrakenneluokkaan C2, matkustajajunien suurin nopeus on 120 km/h, tavarajunien akselimassasta riippuen km/h. Tiedot perustuvat Liikenneviraston ja VR Track Oy:n linjastokaavioihin (2/2012). Tyypillisenä arkivuorokautena alueella liikennöi 20 junaa, joista 16 on tavarajunia ja 4 henkilöjunia. Pääosa liikenteestä käyttää rataosaa Iisalmi-Ylivieska, rataosalla Jyväskylä-Haapajärvi kulkee noin 1-2 junaa vuorokaudessa. Raskaimmat tavarajunat ovat massaltaan 2600 t. Tiedot perustuvat VR Track Oy:n toimittamiin raideliikennetietoihin. 2600t raskaammat tavarajunat huomioitiin lisäämällä laskentaan 4000, 4500 ja 5000t tavarajunat jokaiselle rataosalle. 3. TÄRINÄN ARVIOINTIIN LIITTYVÄ OHJEISTUS JA ME- NETTELYTAVAT 3.1 Yleistä VTT:n julkaisua "Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa, VTT Working Papers 50, Espoo 2006 käytetään Suomessa yleisesti liikennetärinän arvioinnissa. Julkaisussa esitetään tärinän arviointimenettely kolmella eri tarkkuustasolla. Arviointitasolla 1 tarkastelu perustuu kokemusperäisiin turvaetäisyyksiin, jossa huomioidaan maaperän ominaisuudet ja liikenteen tyyppi. Tarkastelulla selvitetään onko varsinainen värähtelytarkastelu lainkaan tarpeen. Arviointitaso 2 perustuu laskennallisiin arvoihin tai tarkistusluonteisiin tärinämittauksiin, jolloin liikenteen ja maaperän ominaisuudet voidaan ottaa tarkemmin huomioon. Arviointitasoa 2 suositellaan käytettäväksi, kun yleiskaavassa tai asemakaavassa rakentamista ohjataan yksityiskohtaisesti määrätyllä alueella ja arviointitason 1 perusteella alue on riskialuetta. Arviointitason 3 tarkastelu perustuu aina riittävän pitkäaikaisiin tärinämittauksiin. Tason 3 käyttöä tarvitaan, mikäli arviointitason 2 laskennallisella tarkastelulla ei saada riittävän luotettavaa kuvaa maaperän pystyvärähtelyn suuruudesta, tai halutaan rakentaa alueelle, jolla arviointitason 2 mukaan tärinä voi ylittää suositusarvon. Tässä selvityksessä käytetään arviointitasojen 2/3 mukaista menettelyä laskennallisiin arvioihin ja mittauksiin perustuen, koska alue on aiemmin todettu laskennallisen arvion perusteella riskialueeksi. 3.2 Arviointitaso 2 mittaukset ja laskenta Tärinämittaukset Mittauksia tehtiin alueen maaperästä kahdesta pisteestä (Mittauspisteet 1 ja 2), sekä kahdesta maaperään sijoitusta mittauspisteestä (Mittauspisteet 3 ja 4). Mittauspisteet esitetään kuvassa 3.1.

7 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 4 Kuva 3.1. Mittauspisteet Mittauspisteissä 1 ja 2 käytettiin White MiniSeis-tärinämittareita. Mittarit asetettiin tallentamaan tärinätapahtumat, joiden voimakkuus ylittää 0,308 mm/s V peak. Mittauspisteissä 3 ja 4 käytettiin seuraavaa laitteistoa: Sinus SoundBook, 8-kanavainen ääni- ja tärinäanalysaattori o Sarjanumero MMF:n valmistamat kolmiakselinen tärinäanturi, tyyppi KS813B o Sarjanumero MMF:n valmistamat yksiakseliset tärinäanturit, tyyppi KS48B o Sarjanumerot 5028, 5030 Mittauksissa käytetyt MMF:n valmistamat tärinäanturit on kalibroitu PCB-394C06 vakiotärinälähteellä. Anturit kiinnitettiin 300 mm maapiikkeihin magneetilla. Anturien päälle asetettiin hiekkasäkit. Mittauksissa käytetty mittalaite tallensi mittausdataa jatkuvasti, 1 s näytteenottovälillä. Mittaussignaalia ei tallennettu. Mittausdata käsiteltiin hyödyntäen Noise & Vibration Works ohjelmistoa ja Microsoft Exceliä. Taajuuspainotus VTT:n ohjeen mukaan tehtiin käsittelyvaiheessa. Maaperä oli mittaushetkellä roudassa Tärinän pystysuuntaisen heilahdusnopeuden arviointi Koska alueella on huomioitava myös nykyistä raskaammat junapainot, täydennetään mittaustuloksia laskentamallin avulla. Laskentamallina käytetään ns. käsinlaskentamenetelmää, joka pe-

8 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 5 rustuu Norjassa kehitettyyn puoliempiiriseen malliin. Mallissa huomioidaan sekä fysikaalinen teoria sekä laskentamallia varten tehdyt tärinämittaukset. Laskentamalli perustuu kaavaan D0 v v D B k S k G k 0, (1) R joka kuvaa pystysuuntaisen tärinän heilahdusnopeuden maksimin (V z, max ) leviämistä etäisyydelle D. k S huomioi junan nopeuden, Lausekkeessa v0 on maanpinnan pystysuuntaisen värähtelyn vertailuarvo etäisyydellä D0 radasta. Kerroin nöivän kaluston kunnon. k G huomioi junan painon ja kr radan sekä sillä liiken- Suunnittelualueelle laskenta tehtiin seuraavilla arvoilla, jotka on määritelty VTT:n ohjeen ja alueella suoritettujen tärinämittausten perusteella: Taulukko 3.2 Laskentaparametrit Laskentaparametri Siltti, Savi Hienoainesmoreeni Vertailuheilahdusnopeus v 0 0,9 0,3 Etäisyyseksponentti B 0,6 1,8 k 0,9 0,9 S k 1,3 1,3 R Junien painoina huomioidaan 15 massaltaan suurinta junaa viikon tarkastelujaksolta ko. alueella, huomioiden tällä hetkellä teoreettiset t tavarajunat. Junien todellinen ajonopeus on VR Track Oy:n tietojen mukaan alle 70 km/h, joten kertoimeksi k määriteltiin 1. S Tärinähaitan arviointiperusteet Häiritsevyyden arviointi Tärinän aiheuttamaa mahdollista haittaa asuinmukavuudelle maankäytön suunnittelussa arvioidaan tunnusluvun v perusteella. Tunnusluku perustuu yksittäisten liikennetapahtumien suurimpiin värähtelyn tehollisarvoihin ja niiden perusteella laskettuun keskiarvoon ja hajontaan seu- w, 95 raavasti: v w,95 = 15 suurimman yksittäisen tapahtuman keskiarvo + 1,8 x 15 suurimman yksittäisen tapahtuman hajonta. Tilastollisesta luonteesta johtuen se voidaan tarkasti määrittää vain pitkäaikaisten mittausten avulla. Arviointitason 2 mukaisessa tarkastelussa tehollisarvo voidaan arvioida kohdan mukaan lasketun pystysuoran heilahdusnopeuden maksimin pohjalta kertomalla maksimitaso luvulla 0,4 0,6, riippuen värähtelyn dominoivasta taajuudesta. Tässä tarkastelussa käytetään kerrointa 0,5.

9 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 6 Rakennuksiin siirtyvän tärinän arvioinnista kerrotaan julkaisussa "Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa, VTT Working Papers 50, Espoo 2006 seuraavaa: Arvioinnin pääperiaatteena on, että laskentakaavoilla tai mittaamalla selvitetään maanpinnan pystyvärähtelyn tunnusluku v w, 95. Asuintiloissa esiintyvä värähtely arvioidaan kertomalla maaperän pystyvärähtely rakennuksen tyypistä riippuvalla kertoimella. Kerroin on 2,0 lukuun ottamatta seuraavia tapauksia, joille kerroin on 1,0: Rakennuksen lattiat ovat maanvaraiset. Rakennus on yksikerroksinen ja perustettu paaluille. Rakennus on vähintään 5-kerroksinen. Kertoimen 1,0 käyttö perustuu VTT:n tekemiin koemittauksiin, joista kerrotaan julkaisussa seuraavaa: Tulosten perusteella on annettu suositus, että suunnittelun perusteena käytetään maaperän pystysuuntaisen värähtelyn tunnuslukua. Yksikerroksisilla rakennuksilla vaakavärähtelyä ei tarvitse huomioida. Kaksikerroksisten rakennusten vaakavärähtelyssä on suositeltu varautumista kaksinkertaiseen värähtelyn tunnuslukuun. Myös ala- ja välipohjien pystysuuntaisessa värähtelyssä suositellaan varautumista kaksinkertaiseen värähtelyn tunnuslukuun. Poikkeuksena ovat paaluille perustettujen 1-2 kerroksisten talojen ala- ja välipohjat sekä maanvaraiset lattiat, joilla riittää varautuminen maaperän värähtelyn suuruiseen tunnuslukuun. Tunnusluvun perusteella rakennuksille on annettu suositus rakennusten värähtelyluokituksesta, joka esitetään taulukossa 3.4. Taulukko 3.4 Rakennusten värähtelyluokitus häiritsevyyden arvioinnissa Värähtelyluokka A B C D Kuvaus v (mm/s) värähtelyolosuhteista w, 95 Hyvät asuinolosuhteet (Ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyitä) 0,10 Suhteellisen hyvät asuinolosuhteet (Ihmiset voivat havaita värähtelyt, 0,15 mutta ne eivät ole häiritseviä) Suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa (Keskimäärin 15 % asukkaista pitää värähtelyitä 0,30 häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä) Olosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla (Keskimäärin 25 % asukkaista pitää värähtelyitä 0,60 häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä) Tunnusluvun soveltamisesta muihin kuin asuinrakennuksiin kerrotaan VTT:n julkaisussa Ohjeita liikennetärinän arviointiin, Espoo 2011 seuraavaa: Suositeltava tavoiteraja värähtelyn enimmäisarvolle rakennuksen sisätiloissa on uusilla asuinalueilla 0,3 mm/s ja vanhoilla asuinalueilla 0,6 mm/s. Tämä VTT:n esittämä suositus enimmäisarvoksi (Talja 2002) on otettu käyttöön myös Liikenneviraston ohjeistuksessa (RATO 2008). Tavoitteen tulee toteutua pystyvärähtelyn osalta rakennuksen kaikissa lattioissa ja vaakavärähtelyn osalta rakennuksen jokaisessa kerroksessa. Mikäli kyse ei ole asuinrakennuksesta ja tilojen käyttötarkoitus on sellainen, että liikenteen ei katsota haittaavan lepoa, tavoiteraja voi olla kaksinkertainen esitettyihin arvoihin nähden. Vaurioriskin arviointi Rakennusten vaurioriskin arvioimiseen on olemassa VTT:n ohje Rautatieliikenteen tärinän vaikutus rakenteisiin vaurioalttiuden kartoittaminen ja mittaaminen. Ohjeen perusteella määritellään tärinän aiheuttaman heilahdusnopeuden resultantin huippuarvo, jonka perusteella tehdään alueen värähtelyluokitus. Värähtelyluokitus on esitetty taulukossa 3.5.

10 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 7 Taulukko 3.5 Rakennusten värähtelyluokitus vaurioriskin arvioinnissa Värähtelyluokka Kuvaus värähtelyolosuhteista Heilahdusnopeuden resultantin huippuarvo v (mm/s) V Kohonneen tärinäalttiuden alue, vauriot mahdollisia. 3 H Vähäisen tärinäalttiuden alue, haitat mahdollisia. 1-3 E Haitat epätodennäköisiä 1 B 4. MITTAUSTULOKSET Mittauspisteessä 1 mitattiin yhteensä noin 100 erillistä tärinätapahtumaa. Mittaustulosten perusteella laskettiin tärinän tunnusluku v w, 95 jokaiselle mittaussuunnalle. Vaakasuunnissa tulokseksi saatiin radan suuntaisesti olevan komponentin osalta 0,16 mm/s, rataa vastaan olevan komponentin osalta 0,07 mm/s. Pystysuunnassa tunnusluvun arvo oli 0,27 mm/s. Tulokset kuvaavat viikon ajanjaksolla tapahtuneen junaliikenteen tärinää, junamassojen ollessa t. Tärinän hallitseva taajuus oli 30 hz, Mittauspisteessä 2 ei rekisteröity kynnysarvon (0,308 mm/s, V peak ) ylittäviä mittaustapahtumia. Mittauspisteissä 3 ja 4 mitattiin yön yli, jolloin mittaustuloksia saatiin 12 junasta. Mittaustulokset tehollisarvoina V rms vaakasuunnissa 0,07-0,12 mm/s, pystysuunnassa 0,08-0,15 mm/s. Tuloksia hyödynnettiin laskentamallin kalibroinnissa. Mittausten aikana ei todettu yli 1 mm/s olevia heilahdusnopeuden resultantin huippuarvoja. 5. LASKENTATULOKSET Koska alueella on huomioitava myös nykyistä junaliikennettä raskaampi kalusto, tehdään tärinäarviointi käyttäen laskennallisia menetelmiä. Suunnittelualueen raideliikenteestä aihetuvat tärinävaikutusalueet esitetään taulukossa 5.1. Asuinrakennusten osalta esitetään tarvittava suojaetäisyys raiteisiin nähden: Vanhoille asuinrakennuksille (raja 0,60 mm/s, D-luokka, olosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla) Uusille asuinrakennuksille (raja 0,30 mm/s, C-luokka, Suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa) Liikerakennusten osalta esitetään tarvittava suojaetäisyys raiteisiin nähden: Vanhoille rakennuksille (raja 1,20 mm/s, D-luokka kaksinkertaisena) Uusille rakennuksille (raja 0,60 mm/s, C-luokka kaksinkertaisena) Rakenteiden vaurioitumiskriteerin kannalta esitetään tarvittava suojaetäisyys luokkaan V, kohonneen tärinäalttiuden rajaan 3 mm/s (vauriot mahdollisia) nähden. Etäisyydet ilmoitetaan erikseen maalajeittain (Siltti/Moreeni).

11 KESKUSTAN OSAYLEISKAAVAN TÄRINÄSELVITYS, TÄRINÄMITTAUKSET JA T JUNAMASSAT, ARVIOINTITASO 2 8 Taulukko 5.1 Tärinävaikutusten laskennallisen arvioinnin tulokset ennustetilanteessa Asuinrakennukset Liikerakennukset Rakenteet Rakennus Vanha Siltti/ Moreeni Uusi Siltti/ Moreeni Vanha Siltti/ Moreeni Uusi Siltti/ Moreeni Siltti/ Moreeni Suojaetäisyys raiteeseen, m Rakennuksen lattiat ovat maanvaraiset, tai Rakennus on yksikerroksinen ja perustettu paaluille, tai Rakennus on vähintään 5-kerroksinen. 6 Muut rakennukset TULOSTEN TULKINTA JA JOHTOPÄÄTÖKSET Luvussa 5 esitetyt suojaetäisyydet rakentamiselle rataan nähden perustuvat nykyisiin junamassoihin, joiden lisäksi on huomioitu t junien liikennöinti alueella. Arvioitaessa alueelle tulevaisuudessa rakennettavia rakennuksia tai nykyisiä rakennuksia, on huomioitava rakennuksen käyttötarkoitus sekä perustamistapa/kerrosluku sovellettavan suojaetäisyyden määrittämiseksi taulukon 5.1 mukaisesti. Jos rakennuksen etäisyys rataan nähden on suurempi kuin rakennukselle määritelty suojaetäisyys, värähtelyluokituksen mukaiset sovellettavat ohjearvot eivät ylity. Suojaetäisyyden sisäpuolelle jäävien alueiden osalta on laskentatulosten mukaan mahdollista, että sovellettava ohjearvo ylitetään. Näillä alueilla suositellaan tehtäväksi rakennuspaikkakohtaisia tärinämittauksia harkinnan mukaan, huomioiden alueelle sijoitettava rakennustyyppi, perustamistapa sekä rakennuksen korkeus. Luokkien C- ja D rajat esitetään kaava-alueelle sijoitettuna liitteissä 1 ja 2. Liitteissä esitetyissä rajauksissa tärinän siirtokertoimena on käytetty arvoa 2.

12 LIITE 1 D-LUOKAN RAJAUS 1-1

13 1-2

14 LIITE 2 C-LUOKAN RAJAUS 2-3

15 2-4