EN 16727 Bahnanwendungen – Oberbau – Lärmschutzwände und zugehörige Vorrichtungen, die die Ausbreitung von Luftschall beeinflussen – Nicht-akustische Leistung

Die europäische Norm „EN 16727 Bahnanwendungen – Oberbau – Lärmschutzwände und zugehörige Einrichtungen, die die Ausbreitung von Luftschall beeinflussen – Nichtakustische Eigenschaften“ besteht aus den folgenden, unter demselben Titel veröffentlichten Unterabschnitten:

• Die Norm „EN 16727-1 Teil 1: Mechanisches Verhalten unter statischer Belastung – Berechnungs- und Prüfverfahren“ gilt nur für Lärmschutzwände, die aus Pfosten als Strukturelemente und Platten als Akustikelemente bestehen (z. B. aus Metall, Holz, Kunststoff oder Betonplatten). Sie gilt auch für die Schalldämmung bestehender Wände sowie die teilweise oder vollständige Schalldämmung von Gleisanlagen.

Es ist wichtig, akustische Elemente in Verbindung mit Strukturelementen zu prüfen, um sicherzustellen, dass die Lärmschutzwand ihrem Verwendungszweck entspricht. Diese Norm enthält Kriterien für die Validierung von Lärmschutzwänden für Schienenfahrzeuge und verwandten Geräten auf Grundlage der grundlegenden mechanischen Leistung unter Standard-Belastungsbedingungen, unabhängig von den verwendeten Materialien.

Diese Norm enthält eine Reihe von Bedingungen und optionalen Anforderungen, um eine Vielzahl von Anwendungen in Europa zu ermöglichen. Einzelne Leistungsaspekte werden in Anhängen gesondert behandelt. Diese Norm enthält Prüfverfahren und Kriterien zur Bewertung von Schienenlärmschutzwänden hinsichtlich ihrer mechanischen Leistung und Stabilität unter statischer Belastung.

Lärmschutzwände und ähnliche Vorrichtungen, die die Luftschallausbreitung beeinflussen, unterliegen gemäß der Norm EN 1990 permanenten, variablen und zufälligen Einwirkungen. Diese Norm ermöglicht die Bewertung der Auswirkungen von Kräften, die aus Eigengewicht, Luftdruckbelastungen und Stoßbelastungen resultieren und auf die Lärmschutzwand und ihre Komponenten einwirken können. Es ist wichtig, das strukturelle Verhalten der Lärmschutzwand unter Kombinationen aus permanenten, variablen und zufälligen Einwirkungen zu bewerten, um eine übermäßige Beanspruchung des Materials, die Ablösung von Elementen von tragenden Säulen und eine übermäßige Durchbiegung zu vermeiden, die ihre akustische Wirksamkeit und Haltbarkeit beeinträchtigen könnten.

Die verschiedenen Materialien einer Lärmschutzwand müssen chemisch kompatibel sein und dürfen sich in ihren Eigenschaften nicht gegenseitig beeinträchtigen. Kleinere Schäden, insbesondere durch Schottersteine ​​oder andere Trümmer vorbeifahrender Züge, können toleriert werden. Sicherheits-, Umwelt- und Funktionsanforderungen müssen jedoch berücksichtigt werden.

Die Fragmentierungseigenschaften werden in der Norm EN 16727-3 behandelt. Fehlen Entwurfsinformationen oder bestehen Zweifel an den für die Prüfung oder Berechnung zur Validierung eines Entwurfs erforderlichen Parametern, sind zusätzliche Untersuchungen und geotechnische Studien erforderlich, um die für die Sicherheit und Nutzbarkeit der gesamten Lärmschutzwand erforderlichen Werte zu ermitteln. In einigen Ländern muss die dynamische Kraft des Schnees, der im Winter von Gleisräumgeräten ausgeworfen wird, berücksichtigt werden.

• EN 16727-2-1 Teil 2-1: Mechanisches Verhalten unter dynamischer Belastung durch vorbeifahrende Züge – Ermüdungswiderstand beschreibt die grundlegenden Anforderungen für den Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit sowie des Ermüdungswiderstands von Lärmschutzwänden oder deren Komponenten durch analytische Verfahren und Prüfungen. Mit analytischen Verfahren können charakteristische Werte und Bemessungswerte ermittelt werden. In Fällen, in denen nicht genügend Informationen verfügbar sind, kann das analytische Verfahren mit Prüfergebnissen kombiniert werden.

Diese Norm sieht folgende Arten von Prüfverfahren vor:

• Tests an kleinen Stichproben zur Identifizierung detaillierter Kategorien, die möglicherweise nicht von den Eurocodes abgedeckt werden (Validierungsverfahren A).
• Prüfung an einem generischen Element zur Bestimmung des Grenzzustands der Ermüdung (Nachweisverfahren B).
• Vollmaßstabsgetreue Versuche unter einer bestimmten repräsentativen Belastung zur Bestimmung der Ermüdungsbeständigkeit von Lärmschutzwandkomponenten für definierte Belastungsbedingungen (Validierungsverfahren C). Dieses Verfahren wird als Alternative zu den Validierungsverfahren A und B angeboten.

Vorbeifahrende Züge erzeugen eine Luftdruckwelle, die auf entlang der Gleise errichtete Lärmschutzwände einwirkt. Es ist wichtig, dass Lärmschutzwände diesem Aufprall standhalten, ohne dass sich Komponenten unsicher lösen oder lösen. Sie sollten gemäß den Anforderungen der Grenzzustände der Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Ermüdung konstruiert werden. Wenn keine Konstruktionsregeln oder ausreichende Erfahrungen mit Komponenten vorliegen, sollte die Konstruktion auf Berechnungen und Versuchen basieren, die Informationen über die Eigenschaften und die Ermüdungsbeständigkeit der Komponenten für die Konstruktion im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit liefern. Diese Norm gilt für Lärmschutzwandkomponenten oder für Lärmschutzwände als Ganzes.

Sofern die Bemessung mit analytischen Modellen erfolgen kann, muss die Überprüfung von Fundamenten, Pfeilern und Platten gemäß den entsprechenden Eurocodes oder europäischen Bewertungsdokumenten erfolgen. Stahl- und Aluminiumbauteile müssen gemäß den Normenreihen EN 1993 und EN 1999 bemessen werden.

• EN 16727-2-2 Teil 2-2: Mechanisches Verhalten unter dynamischer Belastung durch vorbeifahrende Züge – Berechnungsverfahren definiert die Belastung von Lärmschutzwänden durch die in EN 1991-2 festgelegte Luftdruckwelle, die relevanten Lastmusterstellen und die inneren Kräfte. Die vertikale und horizontale Form der Luftdruckwelle und die dynamischen Effekte werden berücksichtigt. Das in dieser Norm beschriebene Berechnungsverfahren wurde für Lärmschutzwände in Pfeiler- und Plattenbauweise auf Pfahlgründungen entwickelt. Es kann auch verwendet werden, wenn das Abdeckmaterial an einer starren Struktur befestigt ist. Für Strukturen mit Pfahlgründungen ist im Anhang der Norm (Anhang A) eine empirische Formel zur Bestimmung der Eigenfrequenz enthalten. Anhang B enthält außerdem ein Beispiel für die Anwendung des Berechnungsverfahrens zur Bestimmung der auf den Mittelpfeiler wirkenden inneren Kräfte und Momente. Die Bemessung von Lärmschutzwänden (z. B. Ermüdungsbeständigkeit) ist nicht Gegenstand dieser Norm.

Vorbeifahrende Züge erzeugen Druckänderungen in Form von Luftdruckwellen, die auf Lärmschutzwände am Gleisrand einwirken. Lärmschutzwände müssen diesen Einflüssen standhalten, ohne dass Komponenten brechen oder sich lösen, was eine Sicherheitsgefahr für vorbeifahrende Züge oder Personen darstellen könnte. Diese Norm bietet ein Berechnungsverfahren zur Bewertung der Widerstandsfähigkeit von Pfosten- und Plattenlärmschutzwänden mit Pfahlgründung gegenüber diesen Druckänderungen und berücksichtigt das dynamische Verhalten der Struktur. Die von einem vorbeifahrenden Zug erzeugte Luftdruckwelle wird in EN 1991-2 anhand von zwei Blocklasten beschrieben. Zur realistischen Berechnung statischer und dynamischer Auswirkungen auf Lärmschutzwände ist es notwendig, die Form der Luftdruckwelle und ihre dynamischen Auswirkungen zu berücksichtigen.

• EN 16727-3 Teil 3: „Allgemeine Sicherheits- und Umweltanforderungen“ beschreibt die Mindestanforderungen und andere Kriterien zur Bewertung der allgemeinen Sicherheits- und Umweltverträglichkeit von Lärmschutzwänden und zugehörigen Vorrichtungen, die die Luftschallausbreitung unter typischen gleisnahen Bedingungen beeinflussen. Anforderungen für anspruchsvollere Bedingungen werden vom Konstrukteur bewertet. Bei Bedarf werden entsprechende Prüfverfahren bereitgestellt, für einige Aspekte kann jedoch zur Information der Konstrukteure eine Erklärung der Materialeigenschaften erforderlich sein. Die Behandlung jedes Aspekts wird in den Anhängen dieser Norm (Anhänge A bis G) separat erörtert.

Lärmschutzwände und ähnliche Vorrichtungen entlang von Bahngleisen, die die Luftschallausbreitung beeinflussen, dürfen trotz ihrer Hauptfunktion keine Gefahr für Bahnbenutzer, andere Passanten oder die Umwelt darstellen. Lärmschutzwände und ähnliche Vorrichtungen dürfen die Ausbreitung von Feuer von angrenzenden Seiten oder aus dem angrenzenden Gelände nicht begünstigen. Darüber hinaus kann eine Feuerbeständigkeit nach bestimmten Normen erforderlich sein, um das Risiko für angrenzende Gebäude oder Bahnbenutzer in engen Korridoren zu minimieren. Lärmschutzwände und ähnliche Vorrichtungen dürfen das Licht nicht so auf die Lokführer reflektieren, dass die Sicherheit im Bahnverkehr gefährdet wird. Sie müssen aus Materialien bestehen, die keine schädlichen Dämpfe oder Sickerwasser freisetzen, weder aus natürlichen oder industriellen Prozessen noch infolge von Feuer. Lärmschutzwände müssen Bahnbenutzern einen Fluchtweg und im Notfall dem Personal Zugang bieten. Lärmschutzwände und ähnliche Vorrichtungen, die die Luftschallausbreitung beeinflussen, halten im Allgemeinen Fahrzeuganprallen nicht stand. Konstrukteure können jedoch Informationen über die Folgen solcher Anprallbelastungen nutzen, um die Anforderungen zum Schutz von Bahnbenutzern und Passanten zu bestimmen.

Die Norm EN 16727 wird aus folgenden Gründen als wichtig erachtet:

• Sicherheit und strukturelle Integrität: Lärmschutzwände müssen erheblichen statischen und dynamischen Belastungen standhalten, einschließlich der von vorbeifahrenden Zügen erzeugten Luftdruckwellen. Ohne eine standardisierte Konstruktion können diese Strukturen unerwartet versagen und so ein Risiko für Fahrgäste, Wartungspersonal und die umliegende Bevölkerung darstellen.
• Haltbarkeit und Ermüdungsbeständigkeit: Wiederholte Belastungszyklen (durch vorbeifahrende Züge) können Barrierekomponenten beschädigen. Abschnitt 2-1 stellt sicher, dass Barrieren langfristig wirksam bleiben und es nicht zu ermüdungsbedingten Ausfällen kommt.
• Länderübergreifende Konsistenz: Als europäische Norm ist sie für alle CEN-Mitgliedsstaaten verbindlich und gewährleistet harmonisierte technische Ansätze und Interoperabilität im gesamten europäischen Eisenbahnnetz.
• Fundierte Ingenieurpraxis: Diese Normen bieten Berechnungsrezepte, Testverfahren und ergänzende Beispiele, um Designer und Ingenieure in verschiedenen Situationen und Materialien zu unterstützen, Unsicherheiten zu reduzieren und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.

Die praktischen Vorteile dieser Standards sind folgende:

• Sichere, langlebige und hinsichtlich der mechanischen Leistung wirksame Konstruktion von Schienenlärmschutzwänden.
• Verhindern von Strukturschäden, die den Zugbetrieb oder die umliegende Infrastruktur gefährden könnten.
• Harmonisierte technische Spezifikationen über mehrere Länder hinweg vereinfachen grenzüberschreitende Eisenbahnprojekte.
• Klare Anforderungen sowohl für Konstruktionsberechnungen als auch für physikalische Tests helfen Herstellern, die gesetzlichen Rahmenbedingungen einzuhalten.

Daher stellt die Norm EN 16727 sicher, dass Lärmschutzstrukturen entlang von Schienenwegen nicht nur akustisch wirksam, sondern während ihrer gesamten Betriebslebensdauer auch mechanisch robust und sicher sind – eine entscheidende Voraussetzung für die Konstruktion moderner Schieneninfrastruktur und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen durch ein breites Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN 16727 Bahnanwendungen – Oberbau – Lärmschutzwände und zugehörige Einrichtungen, die die Ausbreitung von Luftschall beeinflussen – Nicht-akustische Leistung“ an.