Toelichting Bijlage 21 - Trillinghinderonderzoek

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem Onderzoek spoortrillingen

Status Versie Rapport Datum

definitief 002 M.2020.1473.06.R001 11 februari 2022

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Colofon Opdrachtgever

KlokGroep Bouw & Ontwikkeling BV

Contactpersoon opdrachtgever

de heer T. Ahout E: t.ahout@klokgroep.nl

Project Betreft Uw kenmerk

Woningen AKZO terrein Onderzoek spoortrillingen -

Rapport Datum Versie Status

M.2020.1473.06.R001 11 februari 2022 002 definitief

Uitgevoerd door

DGMR Industrie, Verkeer en Milieu B.V. Van Pallandtstraat 9-11 6814 GM Arnhem Postbus 153 6800 AD Arnhem

Contactpersoon

ing. R.G. (Reinoud) Fennema 088 346 76 33 rfe@dgmr.nl

Auteur

ing. J.J. (Jesse) Bijl 088 346 76 39 jby@dgmr.nl

Projectadviseur

ing. M.H.M. (Michel) van Kesteren 088 346 78 00 ks@dgmr.nl

2e lezer/secr.

RFE|BDI

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

2

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Inhoud 1. Inleiding

4

2. Situatie 2.1 Kavel 2.2 Spoor

5 5 5

3. Toetsingskader

6

4. Metingen 4.1 Meetomstandigheden 4.2 Meetpunten 4.3 Meetapparatuur 4.4 Verwerking meetresultaten

7 7 7 7 8

5. Resultaten 5.1 Trillingsmetingen 5.2 Beschouwing

9 9 9

6. Uitgangspunten prognose 6.1 Vloeren 6.2 Gebouwcasco en fundering

10 10 10

7. Prognoseresultaten 7.1 Beschouwing resultaten

11 11

8. Conclusies en aanbevelingen

12

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

Bijlagen Bijlage 1 Bijlage 2

Trillingsregistraties Trillingsprognoses

3

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

1. Inleiding In opdracht van Klokgroep heeft DGMR Industrie, Verkeer en Milieu B.V. onderzoek gedaan naar spoortrillingen voor het AKZO-terrein in Arnhem. De bouwkavel grenst aan de spoorlijn Arnhem Zutphen en de minimum afstand van toekomstige bebouwing tot het spoor bedraagt ongeveer 35 meter. Onderzocht is of trillingen van het spoor het wooncomfort in de woningen aantast. Om inzicht te krijgen in de trillingsrisico’s zijn trillingsmetingen verricht op de bouwkavel. Om meer inzicht te krijgen in de karakteristieke overdrachtsverzwakking van de bodem naar een bouwwerk op deze locatie zijn ook metingen gedaan aan het nog te slopen utiliteitsgebouwtje op de hoek van de kavel. Op basis van de meetresultaten is een prognose gemaakt van de te verwachten trillingen in de nieuwbouw. Ook worden randvoorwaarden gegeven voor het ontwerp om te kunnen voldoen aan de SBR-richtlijn Trillingen, deel B.

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

4

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

2. Situatie 2.1 Kavel Op de kavel wordt een gevarieerd woonprogramma gerealiseerd met appartementencomplexen van verschillende hoogtes en rijwoningen. De minimale afstand tot het spoor bedraagt 35 meter, zie figuur 1.

Oost West

figuur 1: bouwplan AKZO-terrein, Arnhem

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

Het bouwplan is opgedeeld in twee delen: het westelijk deel bestaat uit appartementen en het oostelijk deel voornamelijk uit rijwoningen. De appartementen variëren in hoogte van vier tot achttien bouwlagen. De rijwoningen variëren van twee tot vier bouwlagen. 2.2 Spoor Ter plaatse van de kavel bestaat de sporenbundel uit twee sporen. Deze sporen zijn in gebruik door intercity’s, sprinters en goederentreinen. De treinen richting Zutphen gebruiken het zuidelijke spoor, de treinen naar Arnhem het noordelijke spoor. De rijsnelheid van de treinen is variabel. Intercity’s die niet stoppen op de stations Arnhem Presikhaaf of Velperpoort en goederentreinen die in de regel ook niet stoppen op Arnhem Centraal, rijden met aanmerkelijk hogere snelheid dan de stoptreinen (sprinters).

5

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

3. Toetsingskader Er zijn voor dit project geen specifieke trillingseisen opgegeven. Het ministerie van I&W heeft in het jaar 2019 de “Handreiking nieuwbouw en spoortrillingen” uitgegeven, die in dit rapport wordt aangehouden. In deze handreiking wordt de SBR-B richtlijn “Trillingshinder voor personen in gebouwen” geadviseerd als toetsingskader voor trillingen. In deze richtlijn zijn de in tabel 1 weergegeven streefwaarden opgenomen. tabel 1: SBR-B – Streefwaarden continue en herhaald voorkomende trillingen, nieuwe situaties Gebouwfunctie Wonen Onderwijs/kantoor/bijeenkomst

A1 0,1 0,1

Dag en avond A2 0,4 0,6

A3 0,05 0,07

A1 0,1 0,1

Nacht A2 0,2 0,6

A3 0,05 0,07

A1 = onderste streefwaarde voor de trillingssterkte V max; A2 = bovenste streefwaarde voor de trillingssterkte Vmax A3 = streefwaarde voor de gemiddeld effectieve waarde over de beoordelingsperiode Vper, indien A1 < Vmax < A2

Nieuwe woonbebouwing, nabij weg of spoorlijn, voldoet aan de SBR-B als de maximale effectieve trillingssterkte Vmax kleiner is dan 0,2 (nacht) en de gemiddelde trillingssterkte Vper niet hoger dan 0,05. Als Vmax kleiner is dan 0,1, komt de toetsing van de Vper te vervallen. Voor de toetsing mogen meet- en prognosewaarden worden afgerond op het aantal decimalen van de streefwaarde.

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

6

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

4. Metingen 4.1 Meetomstandigheden In overeenstemming met de aanbevelingen in de SBR-B is een meetperiode van een week aangehouden, om variaties in spoorgebruik en materieel mee te nemen in de metingen. De metingen zijn uitgevoerd tussen 15 en 22 december 2021. In deze meetperiode zijn er geen afwijkingen waargenomen in de dienstregeling.

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

4.2 Meetpunten Om informatie te verkrijgen over de trillingsbelasting op de kavel zijn drie meetsystemen in een lijn haaks op het spoor geplaatst, zie figuur 2. Mp1 is op een afstand van ongeveer 35 meter tot het meest nabije spoor geplaatst, de afstand waarop de dichtst bij het spoor gelegen bebouwing wordt gerealiseerd. De meetpunten Mp2 en Mp3 zijn verdeeld over een afstand tot maximaal 100 meter van het spoor, in de veronderstelling dat op grotere afstanden nauwelijks nog een trillingsbijdrage van treinen kan worden gemeten. Om ook inzicht te krijgen in de overdracht van de bodem naar een op staal gefundeerd bouwwerk is er ook een meetsysteem bevestigd aan de gevel van het utiliteitsgebouwtje, net boven maaiveld (Mp5). Dit meetpunt is te beschouwen als fundatiemeetpunt.

figuur 2: meetposities

4.3 Meetapparatuur In tabel 2 is een overzicht gegeven van de gebruikte meetsystemen. tabel 2: meetlocaties en systemen Meetpunt Mp1 Mp2 Mp3 Mp4 Mp5

Locatie Bodem 35 meter afstand Bodem 65 meter afstand Bodem 100 meter afstand Bodem 40 meter afstand Fundatie 35 meter afstand

Meetsysteem Profound Vibra SBR Profound Vibra SBR Profound Vibra SBR Profound Vibra SBR Profound Vibra SBR

Serienummer VIB 00488 VIB 00588 VIB 01188 VIB e0426 VIB e0427

7

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

4.4 Verwerking meetresultaten Om alleen niet verstoorde treinpassages mee te nemen in de analyse, zijn treinpassages en mogelijke verstoringen geïdentificeerd op basis van onderling vergelijk van de meetsystemen en waar nodig en mogelijk geverifieerd op basis van camerabeelden. Verstoorde treinpassages zijn vervolgens buiten beschouwing gelaten. De meetsystemen meten de maximale trillingssterkte V top en de voor trillingshinder maatgevende effectieve trillingssterkte Veff. De Veff wordt gemeten in 30 seconden intervallen, overeenkomstig de SBR-B. Dit is voor identificatie van treinpassages en verstoringen te grof. Dit is daarom gedaan aan de hand van het trillingssignaal Vtop dat per 3 seconden is vastgelegd en dus een 10x hogere resolutie heeft. Van geïdentificeerde treinpassages, die vrij zijn van verstoring, is vervolgens de bijbehorende effectieve trillingssterkte Veff,max geselecteerd voor verdere analyse en prognose. De hoogste Veff,max is de maatgevende Vmax volgens de SBR-B richtlijn.

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

8

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

5. Resultaten 5.1 Trillingsmetingen Bijlage 1 toont de trillingsregistraties over een week meten. Afgebeeld is de trillingssterkte V top die, zoals in paragraaf 4.4 aangegeven, wordt gebruikt voor identificatie van treinpassages. In tabel 3 zijn de passages met de hoogste trillingsopwekking verzameld. Weergegeven zijn de trillingssterkten Veff,max per passage. Deze zijn aflopend gerangschikt op de Z-richting van Mp1. tabel 3: trillingssterkten Veff,max – maatgevende treinpassages Treinen

Mp1 (35 m) Mp2 (65 m) Mp3 (100 m) Mp5 (fundatie) X* Y* Z* X Y Z X Y Z X Y Z 1 19/12 10:39 Goederentrein 0,09 0,10 0,20 0,08 0,06 0,10 0,06 0,05 0,08 0,10 0,07 0,10 2 21/12 11:17 Goederentrein 0,11 0,10 0,17 0,10 0,10 0,10 0,07 0,07 0,08 0,10 0,07 0,10 3 18/12 13:35 Goederentrein 0,09 0,10 0,17 0,07 0,07 0,09 0,05 0,05 0,07 0,09 0,07 0,10 4 18/12 01:18 Goederentrein 0,10 0,07 0,17 0,07 0,05 0,08 0,04 0,04 0,06 0,08 0,06 0,10 5 16/12 14:16 Goederentrein 0,10 0,11 0,15 0,09 0,08 0,10 0,07 0,06 0,08 0,10 0,10 0,12 6 17/12 22:19 Goederentrein 0,10 0,10 0,15 0,10 0,10 0,10 0,08 0,07 0,08 0,19 0,11 0,12 7 21/12 05:46 Goederentrein 0,10 0,10 0,15 0,09 0,07 0,09 0,06 0,05 0,06 0,09 0,06 0,09 8 16/12 20:38 Goederentrein 0,09 0,09 0,15 0,07 0,05 0,09 0,04 0,04 0,06 0,09 0,06 0,08 9 18/12 09:37 Reizigerstrein 0,07 0,06 0,15 0,05 0,05 0,05 0,04 0,03 0,04 0,07 0,04 0,06 10 18/12 00:58 Goederentrein 0,10 0,10 0,14 0,09 0,07 0,10 0,07 0,07 0,09 0,10 0,09 0,10 11 16/12 22:18 Goederentrein 0,08 0,08 0,14 0,07 0,05 0,07 0,04 0,04 0,06 0,09 0,06 0,09 12 22/12 02:39 Reizigerstrein 0,06 0,06 0,14 0,05 0,04 0,06 0,03 0,04 0,05 0,07 0,06 0,09 13 16/12 08:40 Goederentrein 0,07 0,08 0,14 0,05 0,07 0,07 0,04 0,04 0,04 0,08 0,06 0,08 14 18/12 14:18 Goederentrein 0,10 0,11 0,13 0,10 0,09 0,10 0,07 0,06 0,10 0,12 0,11 0,16 15 20/12 01:20 Goederentrein 0,13 0,10 0,13 0,09 0,10 0,10 0,07 0,07 0,09 ** ** **

Maximum 0,13 0,11 0,20 0,10 0,10 0,10 0,08 0,07 0,10 0,19 0,11 0,16 * X-richting ⊥ spoor, Y-richting // spoor en Z-richting verticaal ** niet gemeten door vorst in accu’s

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

5.2 Beschouwing In tabel 3 is te zien dat de top-15 bestaat uit goederentreinen en twee reizigerstreinen. Vijf van deze treinen kwamen voorbij in de nachtperiode. Reizigerstreinen wekken in de bodem nabij het spoor soms nog net voelbare trillingen op, maar dat komt niet veel voor. De gemeten trillingssterkten (Vmax) op het tweede meetpunt op 65 meter afstand lagen bij reizigerstreinen al onder de voelbaarheidsgrens (van 0,1) en waren bij goederentreinen daaraan hooguit gelijk. Om tabel 3 overzichtelijk te houden, is meetpunt Mp4 niet opgenomen, maar wel te vinden in bijlage 1. Te zien is dat van bodem (Mp1) naar fundering (Mp5) een trillingsverzwakking van een factor 1,5 tot 2 optreedt, ondanks de geringe grootte van dit op staal gefundeerde utiliteitsgebouwtje. Bij nog zwaardere bouwwerken en bouwwerken gefundeerd op palen mag daarom minstens een factor 2 trillingsverzwakking verwacht worden. Bij de zwaardere goederentreinen treedt tussen de meetpunten op 35 en 65 meter afstand van het spoor een afstandsverzwakking van een factor 2 op. Bij de reizigerstreinen lijkt deze verzwakking wat groter, meer richting een factor 3. Dat de trillingen zo sterk afnemen met toenemende afstand tot het spoor komt door de bodemopbouw die op deze locatie voornamelijk bestaat uit zand.

9

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

6. Uitgangspunten prognose Voor de prognoses van de te verwachten trillingssterkten in de toekomstige bebouwing wordt gebruikgemaakt van een empirisch rekenmodel. Daarin wordt een aantal aannamen gedaan qua bouwwijzen, die hieronder worden omschreven. 6.1 Vloeren Voor het trilgedrag van vloeren wordt gerekend met overdrachtscurven waarbij de maximale trillingsversterking optreedt rond de laagste buig-eigenfrequentie van de vloer. De vloerversterking bedraagt doorgaans een factor 1 tot 3 (tot 10 dB), afhankelijk van het vloertype en de mate waarin vloereigenfrequenties overeenkomen met dominante frequenties in het treinspectrum. In kritische situaties is het dus van belang om buig-eigenfrequenties van vloeren buiten de door treinen opgewekte frequenties te houden. Voor de goederentreinen met de hoogste trillingsopwekking (zie tabel 3) betreft dit voor deze kavel het frequentiegebied van 20 tot 40 Hz, een frequentiegebied dat veelal voor weinig problemen zorgt. Binnen de te bouwen huizen en appartementen zal dit voor weinig problemen zorgen. Er zijn een aantal treinen in de top-15 die rond 6 Hz trillingen opwekken, deze frequentie dringt makkelijker door tot in de woning. Hierdoor is het nodig om vloeren zo te dimensioneren dat de buig-eigenfrequentie hoger dan 12 Hz wordt.

Bij een betonvloer met een laagste buig-eigenfrequentie vanaf 12 Hz zal de versterkingsfactor (ruim) lager zijn dan een factor 2. In de prognose wordt rekening gehouden met een vloer met een buig-eigenfrequentie van tenminste 12 Hz. 6.2 Gebouwcasco en fundering De prognoses gaan uit van een standaard gebouw met een betonnen draagconstructie, relatief stijve vloeren (zie vorige alinea) en een paalfundering. In gebouwen gefundeerd op staal zullen de trillingssterkten naar verwachting hoger uitvallen. Ook bij zeer korte funderingspalen zullen de resultaten niet veel anders zijn dan bij een fundering op staal. In de prognoses is aangenomen dat funderingspalen langer zijn dan tien meter.

10

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

Hoger op in een gebouw kunnen trillingen in de horizontale richting soms dominant zijn. Dit treedt op als het gebouw in resonantie raakt op het funderingssysteem en een kantel- of buigbeweging ondergaat. Dit speelt zich af bij lage frequenties (≤ 10 Hz) en komt met name voor bij zware en lange goederentreinen. Bij reizigerstreinen is dit risico nauwelijks aanwezig. In de prognoses wordt horizontaal rekening gehouden met maximaal een factor 2 versterking rond de verwachte kantelfrequentie van een bouwwerk. Bij laagbouw ligt deze kantelfrequentie meestal ruim onder de 10 Hz. Bij frequenties vanaf 10 Hz wordt rekening gehouden met een geleidelijk toenemende verzwakking.

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

7. Prognoseresultaten In bijlage 2 zijn de prognoseberekeningen opgenomen voor een aantal mogelijke gebouwtypen op de eerste lijn gezien vanaf het spoor. Deze bebouwing staat dan op een afstand van ongeveer 35 meter van het hart van het dichtstbijzijnde spoor. De prognoses zijn opgesteld voor de maatgevende goederentrein qua trillingsopwekking. Reizigerstreinen leiden nauwelijks tot voelbare trillingen en voor zover dit het geval is, wordt voldaan aan de daarvoor geldende streefwaarde uit de SBR-B in de nachtperiode. Voor dit treintype is daarom geen prognose gemaakt. Voor de Vper berekening (gemiddelde trillingssterkte) is gebruikgemaakt van de verdelingsfunctie van de Vmax, zoals gemeten op bodemmeetpunt Mp1. Deze gemeten Vmax-waarden zijn verschaald naar de prognosewaarden en vervolgens gesommeerd tot de gemiddelde trillingssterkte Vper over de beoordelingsperiode. Hierdoor zijn alle goederentreinen en reizigerstreinen meegewogen in de Vper-berekening. In tabel 4 is een overzicht gegeven van de geprognosticeerde maximale trillingssterkten Vmax, gebaseerd op de maatgevende treinpassage. tabel 4: trillingsprognose AKZO-terrein Gebouwtype

Richting

Afstand tot spoor

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

Laagbouw op staal 2-4 lagen Laagbouw op palen 2-4 lagen Appartementen 5-9 lagen Hoogbouw 10+ lagen

Horizontaal Verticaal Horizontaal Verticaal Horizontaal Verticaal Horizontaal Verticaal

Vmax 35 m

Trilllingssterkte Vmax Vmax 65 m

Vmax 100 m

0,07 – 0,20 0,10 – 0,13 0,07 – 0,20 0,09 -0,11 0,05 – 0,14 0,07 – 0,09 0,02 – 0,05 0,05 – 0,07

0,04 - 0,13 0,05 – 0,08 0,04 – 0,13 0,05 – 0,07 0,03 – 0,09 0,04 –0,06 0,01 – 0,03 0,03 - 0,04

0,03 – 0,09 0,03 – 0,05 0,03 – 0,09 0,03 – 0,04 0,02 – 0,07 0,02 – 0,04 0,01 – 0,02 0,02 - 0,03

7.1 Beschouwing resultaten In tabel 4 is te zien dat de zwaarste goederentreinen tot net voelbare trillingen kunnen leiden in grondgebonden eengezinswoningen en appartementencomplexen op korte afstand van het spoor. Daarbij is voor de grondgebonden woningen ook gekeken naar de invloed van een fundering op staal danwel een fundering op palen. Vanwege de verwachte dominante frequenties van het treinspectrum is deze invloed echter zeer gering met een licht voordeel in het geval van een paalfundering (lengte ≥ 10 m). Voor alle soorten bouw kan er in de eerste lijn vanaf het spoor (op 35 meter), worden voldaan aan streefwaarden (A2 en A3) uit de SBR-B. Op enkele treinen per week na, kan in laagbouw vanaf 50 meter afstand zelfs al worden voldaan aan streefwaarde A1. Voor de wat zwaardere appartementenbouw is dit bij alle treinen het geval. Omdat er maar zo weinig treinen tot voelbare trillingen leiden is de te verwachten gemiddelde trillingssterkte V per in alle geprojecteerde bebouwing zeer laag (<0,01) tot zelfs nihil. De Vper voldoet daarmee zeer ruim aan de streefwaarde (A3) uit de richtlijn. Samenvattend kan worden gesteld dat in het hele project wordt voldaan aan de SBR-B.

11

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

8. Conclusies en aanbevelingen Uit de gedane trillingsmetingen blijkt dat alleen de zware goederentreinen van belang zijn voor het project. Specifiek gaat het over de lange goederentreinen met tankwagens en containers. Deze goederentreinen rijden enkele malen per dag en wekken aanzienlijk meer trillingen op dan de overige goederentreinen. Reizigerstreinen zijn hier geheel niet van invloed. De wat zwaardere dubbeldekkers (VIRM) wekken in de kavel al nauwelijks voelbare trillingen op en met de gemeten overdrachtsverzwakking van bodem- naar gebouwfundatie zal dit ook niet leiden tot trillingsniveaus hoger dan streefwaarde A2 (nacht). De prognoses laten zien dat er voldaan wordt aan de SBR-B richtlijn. Geadviseerd wordt wel om de vloeren van wooneenheden binnen 50 meter afstand van het spoor zodanig stijf uit te voeren dat de laagste buig-eigenfrequentie minimaal 12 Hz bedraagt. Daarmee worden deze vloeren minder gevoelig voor treinen met een slechte wielkwaliteit, hetgeen op deze afstand vaak het dominante mechanisme qua trillingsopwekking betreft.

ing. M.H.M. (Michel) van Kesteren DGMR Industrie, Verkeer en Milieu B.V.

k:\doc\m\2020\147300 bev\147306\m2020147306r001v2.docx 11-02-2022

12

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Bijlage 1 Titel

Trillingsregistraties

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

goederentrein passages verstoringen

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Bijlage 2 Titel

Trillingsprognoses

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Bebouwing eerste lijn (35 m) – Laagbouw 3-4 bouwlagen, gefundeerd op staal

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Bebouwing eerste lijn (35 m) – Appartementen 5-9 bouwlagen (op palen)

Herontwikkeling AKZO-terrein, Arnhem

Bebouwing eerste lijn (35 m) – Hoogbouw 10+ bouwlagen (op palen)