Tärinäselvitys Siikaluodon alue

Transkriptio

1 Pietarsaaren kaupunki Jussi Kurikka-Oja Anne Kangasaho

2 (7) SISÄLTÖ 1 TAUSTATIEDOT MENETELMÄT JA LÄHTÖTIEDOT Tärinän häiritsevyyden arviointi Tärinän arviointi rakenteiden kannalta Mittaukset Maaperä Raideliikenne MITTAUSTULOKSET TULOSTEN ARVIOINTI Yleistä tärinän raja-arvoista Radan länsipuoli Radan itäpuoli Pohjoisosa Eteläosa AJONOPEUDEN VAIKUTUS TÄRINÄN VAIMENTAMINEN... 7

3 (7) 1 Taustatiedot Tämä tärinäselvitys on laadittu Pietarsaaren Siikaluodon alueelle. Alueen käyttötarkoitusta ollaan muuttumassa teollisuusalueesta eläväksi kaupunkikeskustan osaksi. Alueelle tulee sijoittumaan uusia asuinrakennuksia ja muita toimintoja. Pääasiallinen tärinälähde on alueen läpi kulkeva rata. Työn on tilannut Pietarsaaren kaupunki. Sito Oy:ssä työstä on vastannut DI Jussi Kurikka-Oja, laadunvarmistajana toimi Ins. AMK. Anne Kangasaho. 2 Menetelmät ja lähtötiedot 2.1 Tärinän häiritsevyyden arviointi Pohjana tärinän häiritsevyyden arvioinnille käytetään VTT:n julkaisussa Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa, VTT Working Papers 50, Espoo 2006 esitettyä rakennusten värähtelyluokitusta (Taulukko 1): Taulukko 1. Rakennusten värähtelyluokitus häiritsevyyden arvioinnissa, VTT 2006 Värähtelyluokka A B C D Kuvaus v värähtelyolosuhteista w (mm/s), 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) Rakennusten värähtelyluokituksessa rakennukset on jaettu luokkiin A-D tärinän tunnusluvun v w, 95 perusteella. Tunnusluku perustuu yksittäisten liikennetapahtumien suurimpiin värähtelyn taajuuspainotettuihin tehollisarvoihin ja niiden perusteella laskettuun keskiarvoon ja hajontaan seuraavasti: v w, 95 = 15 suurimman yksittäisen tapahtuman keskiarvo + 1,8 x 15 suurimman yksittäisen tapahtuman hajonta. Taulukoituja tunnuslukuja sovelletaan asuinrakennuksille. Tunnuslukuja voidaan soveltaa myös muille kuin asuinrakennuksille VTT:n julkaisun Ohjeita liikennetärinän arviointiin, Espoo 2011 mukaan: 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.

4 (7) Julkaisussa Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa esitetään kolme eri arviointitasoa käytettäväksi eri olosuhteissa: Arviointitasolla 1 tarkastelu perustuu taulukoituihin turvaetäisyyksiin, joiden avulla huomioidaan tärinän aiheuttaja ja paikalliset olosuhteet. Tämän tarkastelun perusteella voidaan arvioida, sijaitseeko alue tärinän suhteen riskialueella. Arviointitaso 2 perustuu laskennallisiin arvoihin tai tärinämittauksiin, jolloin liikenteen ja maaperän ominaisuudet voidaan arvioida tarkemmin. 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 (viikon kestäviin) 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 on käytetty arviointitason 3 mukaisia, viikon kestäviä tärinämittauksia. 2.2 Tärinän arviointi rakenteiden kannalta VTT:n tutkimusraportissa Liikennetärinä: Alueiden tärinäkartoitus ja rakenteiden vaurioitumisalttius esitetään taulukossa 2 esitetyt värähtelyrajat maaperälle. Taulukko 2. Tärinäalttiusluokat rakenteiden tärinän arvioinnin kannalta. Tärinäalueet V H E Kuvaus Lähinnä rataa oleva alue, jolla maaperän tärinä on niin voimakasta, että se voi aiheuttaa vahinkoriskin rakennuksille tai rakenteille Hyväkuntoisiin ja tavanomaisiin rakennuksiin ei yleensä aiheudu niiden käyttökelpoisuutta haittaavia vaurioita, jos liikennetärinä on huomioitu resonanssille herkkien rakenteiden suunnittelussa. Tärinä on kuitenkin yleensä selvästi havaittavaa ja häiritsee usein asuinmukavuutta. Vaurioitumisriskin arvioinnissa tulee ottaa huomioon rakennuskanta ja käytetyt rakennusmateriaalit Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. Hallitseva taajuus, Hz alle yli 50 alle yli 50 alle yli 50 Värähtely v max mm/s 3 4,2 6 7, ,4 4, ,4 7,2 alle 1 alle 1,4 alle 2 alle 2,4 Rakennuksiin siirtyvästä tärinästä kovilla maapohjilla kerrotaan julkaisussa seuraavaa: Kovissa maaperissä värähtelyssä hallitsevat yli 10 Hz taajuudet ja värähtely on laajakaistaista. Silloin vaakavärähtely ei yleensä voimistu rungossa ja lattioissakin voimistuminen voidaan olettaa vähäiseksi. Rakennukseen siirtyvä tärinä tulee kuitenkin aina olettaa vähintään samansuuruiseksi kuin maaperässä, vaikka todellisuudessa värähtely voikin jossain määrin vaimeta rakennukseen siirtyessään.

5 (7) 2.3 Mittaukset Alueella toteutettiin tärinämittaukset Mittausjärjestelyistä vastasi Sito Oy:n alikonsulttina Kalliotekniikka Consulting Engineers Oy. Mittauspisteiden sijainnit esitetään kuvassa 1. Mittaukset suoritettiin maaperästä, joka mittausaikana oli sula. Kuva 1. Mittauspisteiden sijainti 2.4 Maaperä 2.5 Raideliikenne Alueelta ei ole käytettävissä maaperätutkimustietoja. Maaperäkartan mukaan aluetta ympäröivä maaperä on hiekkamoreenia (Mr), joka tulkitaan tärinän kannalta tarkastseltuna kovaksi maalajiksi. Mittausajankohdan raideliikenteestä hankittiin tiedot VR Track Oy:n kautta (VR Track Oy, ).

6 (7) Mittausten aikana tutkimusalueen ohitti noin 55 tavarajunaa, massoiltaan t. Rataosalla ei ole henkilöliikennettä. Liikenteen ajonopeus on ollut alle 70 km/h. 3 Mittaustulokset Mittaustulosten käsittelyssä on huomioitu ainoastaan ne mittaustapahtumat, jotka voitiin todentaa raideliikenteeseen liittyviksi. Kriteereinä käytettiin raideliikennetietojen ohiajotietoja (5 min tarkkuus), tapahtumien voimakkuutta ja taajuussisältöä. Muut tapahtumat, voimakkuudeltaan 0,1 1 mm/s (v max ) tulkittiin raideliikenteestä aiheutumattomiksi, todennäköisesti nämä tapahtumat ovat syntyneet liikehdinnästä mittauspisteiden ympäristössä. Tunnusluku v w, 95 on muodostettu mittaustulosten (v max, 95 ) perusteella käyttäen kaavaa:, Jossa V w, 95 on tehollisarvoon perustuva tunnusluku, v max, 95 mittaustulosten/huippuarvojen perusteella määritetty tunnusluku, f 0 on 3,5 hz ja f mittausten perusteella määritelty hallitseva värähtelytaajuus. Mittaustulokset mittauspisteittäin esitetään taulukossa 3: Taulukko 3. Mittaustulokset mittauspisteittäin Tärinän rataa Tärinän Tärinän rataa Etäisyys Hallitseva Radan Mittauspiste vastaan oleva pystysuuntainen suuntaan oleva rataan taajuus puoli vaakakomponentti (X) v w, 95 (mm/s) komponentti (Z) v w, 95 (mm/s) vaakakomponentti (Y) v w, 95 (mm/s) m Hz 1 0,42 0,33 0, Itä 2 alle 0,20 alle 0,20 alle 0, Itä 3 0,41 0,41 0, Itä 4 0,26 0,23 0, Itä 5 0,29 0,38 0, Itä 6 0,44 0,25 0, Länsi 7 0,35 0,25 0, Länsi 8 0,10 0, Länsi Mittauspiste 1: Mittari varastettu , tuloksia vain kahdelta päivältä Mittauspiste 8: Toinen vaakakomponentti, tulokset epäluotettavia, tuloksia ei esitetä Mittaustapahtumien taajuussisällön ja maaperäkartan perusteella mittauspisteet ovat kovalla maaperällä. Mittauspisteen 1 osalta tuloksia saatiin muita mittauspisteitä lyhemmästä mittausajasta huolimatta riittävästi tärinän tunnusluvun muodostamiseksi liikenteen painojakauman puolesta. Mittauspisteen 8 osalta vaakasuuntien arviointi jää vajavaiseksi toisen vaakakomponentin puuttuessa. Koska mittaustulokset toisessa vaakasuunnassa ja pystysuunnassa ovat kohtuullisen matalia, voidaan arviointi tehdä puutteesta huolimatta toisen vaakakomponentin avulla.

7 (7) 4 Tulosten arviointi 4.1 Yleistä tärinän raja-arvoista 4.2 Radan itäpuoli Taulukossa 1 esitetyt rakennusten värähtelyluokitukset perustuvat seuraaviin värähtelyolosuhteiden kuvauksiin: A, 0,10 mm/s, hyvät asuinolosuhteet, ihmiset eivät yleensä havaitse värähtelyitä B, 0,15, suhteellisen hyvät asuinolosuhteet, ihmiset voivat havaita värähtelyt mutta ne eivät ole häiritseviä C, 0,30, suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa, keskimäärin 15 % asukkaista pitää värähtelyitä häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä D, 0,60, olosuhteet joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla, keskimäärin 25 % asukkaista pitää värähtelyitä häiritsevinä ja voi valittaa häiriöistä Määrittelytavasta johtuen tärinä voi olla havaittavaa ja jopa häiritsevää, vaikka tärinän voimakkuus olisi uusien rakennusten osalta sovellettavan C-luokan rajan tasalla. Radan itäpuolella tärinää mitattiin yhteensä viidestä pisteestä, jotka sijoittuivat metrin etäisyydelle radasta. Radan itäpuolella tärinän voimakkuus ylittää uusien rakennusten osalta sovellettavan C-luokan rajan 0,30 mm/s etäisyydellä 0-52 m lähimmästä raiteesta. Lähelle rataa voidaan sijoittaa uudisrakennuksia, joiden käyttötarkoitukselle mahdollinen tärinästä aiheutuva häiriö levolle ei aseta rajoitteita. Sovellettava ohjearvoraja on tällöin 0,60 mm/s. Yli 52 m etäisyydellä olevien rakennusten osalta C-luokan raja alitetaan, jolloin alueelle voidaan sijoittaa myös asuin/majoitus/potilastiloja sisältäviä rakennuksia ilman erityisiä tärinäntorjuntatoimenpiteitä. Rakenteiden kannalta alue kuuluu luokkaan E Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. 4.3 Radan länsipuoli Pohjoisosa Eteläosa Radan länsipuolella tärinää mitattiin yhteensä kolmesta pisteestä, jotka sijoittuivat metrin etäisyydelle radasta. Radan länsipuolen pohjoisosissa C-luokan raja 0,30 mm/s ylitetään 52 m etäisyydellä lähimmästä raiteesta. Länsipuolen pohjoisosiin ei suositella sijoitettavan uudisrakennuksia, joiden käyttötarkoitukselle tärinästä aiheutuva mahdollinen häiriö levolle asettaa rajoitteita. Rakenteiden kannalta alue kuuluu luokkaan E Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. Mittausten perusteella määriteltynä uusien, asuin/majoitus/potilastiloja sisältävien rakennusten osalta C-luokan raja alitetaan, jos etäisyys rataan nähden on yli 40m. Tätä

8 (7) etäisyyttä lähemmäs rataa voidaan sijoittaa käyttötarkoitukseltaan soveltuvia rakennuksia. Rakenteiden kannalta alue kuuluu luokkaan E Tärinä ei aiheuta normaalikuntoisten rakenteiden vaurioitumista, mutta voi häiritä asumismukavuutta. 5 Ajonopeuden vaikutus Yhdistettäessä junatiedot tärinämittaustuloksiin, vaikuttaa siltä että voimakkainta tärinää alueella aiheuttavat uloimmaisilla raiteilla liikennöivät junat, joiden massalla ei ole merkittävää vaikutusta syntyvän tärinän voimakkuuteen. Tämän perusteella mahdollinen nopeustason nosto ratapiha-alueen läpiajoraiteilla ei nosta alueen tärinätasoa merkittävästi, jos nopeustaso ei ylitä tasoa km/h. 6 Tärinän vaimentaminen Jos määriteltyjen ns. suojaetäisyyksien sisäpuolelle halutaan sijoittaa tärinälle herkkiä tiloja (mm. asuintilat) tulee suunnittelussa varautua tärinän vaimennusratkaisuihin tai tilojen suunnitteluun siten, että alueella vallitsevat värähtelytasot tulevat huomioiduiksi rakenteiden resonanssitarkastelussa. Tämä edellyttää tarkempaa tietoa suunniteltavien rakennusten rakenneratkaisuista. Riippuen suunniteltujen rakennusten sijainnista ja rakennetyypistä, mahdollisia tärinänvaimennusratkaisuja ovat erilaiset tärinäeristeet joko sokkelin kylkeen asennettuna tai rakenteen alla, teräsponttiseinä tai rakennuksen perustaminen teräsjousille.