B13.04 Bijlage 4 onderbouwing - trillingsonderzoek Naoberhoek

Omdat het rekenhart van het rekenmodel niet is vrijgegeven , onderbouwen we de betrouwbaarheid van het rekenmodel op basis van vrijgegeven input , output en enkele tussenresultaten (die dus controleerbaar zijn) en op basis van validatiemetingen in de praktijk (die dus laten zien of het model ook daadwerkelijk doet wat wij claimen , namelijk de trillingen betrouwbaar voorspellen). In deze bijlage is deze validatie van het rekenmodel opgenomen. Eerst gaan we in op onze validatie-aanpak , daarna beschrijven we een vergelijking tussen daadwerkelijk gemeten en met het rekenmodel berekende trillingen , en daarna gaan we nog in meer detail in op enkele relevante validatiecases waarvan we meer informatie geven. In de praktijk is het vaak lastig om betrouwbare validatiemetingen uit te voeren , omdat niet alle ontwikkelaars openstaan voor het uitvoeren van een oplevermeting na realisatie van het gebouw. Om het aantal validatiecases te vergroten , hebben we daarom de volgende aanpak gehanteerd: 1. Zelf geadviseerde gebouwen: Bij elk opgeleverd gebouw waarbij wij trillingsadvies hebben uitgebracht , vragen we de ontwikkelaar of deze openstaat voor een oplevermeting.

Indien ja , dan doen we het volgende: We voeren een trillingsmeting uit waarbij we minimaal 2 meetpunten plaatsen: 1 meetpunt op een stijf punt van de fundering , zo dicht mogelijk bij de trillingsbron , en 1 meetpunt op het midden van de vloer van de hoogst bewoonde verdieping (e. e. a. conform de SBR B-richtlijn). Waar mogelijk plaatsen we een extra meetpunt op de onderste verdieping (eveneens midden vloerveld) of op een tweede positie hoog in het gebouw , en liefst ook op maaiveld vlak voor het gebouw , dichtbij het meetpunt aan de fundering (op ca. 1 meter afstand van de gevel). Per treinpassage bepalen we de frequentieafhankelijke overdracht van de trillingen tussen alle meetpunten in het gebouw en het meetpunt op de fundering (dit is de overdracht Cen de overdracht tussen het meetpunt op de fundering en op maaiveld v (dit is de overdracht C). f In de validatie vergelijken we: Kwalitatief: de vooraf (in het onderzoek voorafgaand aan de bouw) berekende frequentieafhankelijke overdracht en de achteraf (na oplevering) gemeten overdracht. Bij een betrouwbaar rekenmodel zijn de afwijkingen in bijvoorbeeld eigenfrequentie en demping beperkt , en lijken de overdrachten op elkaar.

Kwantitatief: we gebruiken de bij de oplevermeting gemeten trillingssignalen op maaiveld of op de fundering (afhankelijk van welke meetpunten zijn geplaatst) om met behulp van de vooraf (in het onderzoek voorafgaand aan de bouw) berekende frequentieafhankelijke overdracht de trillingssterkte in het gebouw op de verschillende meetpunten te berekenen. Deze trillingssterkte vergelijken we met de werkelijk gemeten trillingssterkte. We vergelijken ook met de vooraf berekende trillingssterkte , maar de praktijk laat zien dat variaties in de bronsterkte van de trillingen in sommige gevallen kunnen zorgen voor vrij grote afwijkingen , waardoor een correcte validatie niet mogelijk is. a. b. c. i. ii. 38 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem d. Na de validatie voegen we het gerealiseerde gebouw toe aan de database waarop het random forest algoritme van het rekenmodel wordt getraind. Ongeveer één keer per jaar trainen we het algoritme op basis van de nieuwe database , om het nauwkeuriger te maken. Niet zelf-geadviseerde gebouwen: om het aantal validatiecases te vergroten , maken we ook gebruik van metingen in gebouwen waar we niet zelf voor hebben geadviseerd. Daarbij volgen we dan deze aanpak: We vragen de resultaten van metingen op (bijvoorbeeld bij ProRail of partijen met wie we samenwerken).

We vragen daarbij zowel gegevens van de meting op (welke trillingsmeters zijn gebruikt , waar zijn die geplaatst , foto’s van de meetopstelling) als de meetresultaten zelf (trillingssignalen per treinpassage). We vragen bouwtekeningen op van het gebouw , bijvoorbeeld bij de ontwikkelaar (als die daarvoor openstaat) , partijen met wie we samenwerken of bij de gemeente waar de vergunningsaanvraag is ingediend. Op basis daarvan modelleren we het gebouw en bepalen de frequentie-afhankelijke overdracht met het rekenmodel. Vervolgens herhalen we de stappen b. , c. en d. zoals hierboven beschreven onder punt 1. 2. a. b. c. Uit evaluatiemetingen blijkt dat het gebruikte rekenmodel een nauwkeurigheid heeft die in de meeste gevallen significant beter is dan een standaard , niet met praktijkdata gekalibreerd Eindige Elementenmodel. Dat komt doordat de resultaten van het Buildyn-model gebaseerd zijn op werkelijke (as-built) data , terwijl een Eindige Elementenmodel zeer gevoelig is voor de gebruikte input t. a. v. bijv. demping en stijfheden. Uit praktijkevaluaties zien we dat die modellen sterke afwijkingen kunnen vertonen , en heel gevoelig kunnen zijn voor kleine wijzigingen in de input. Ook gaan verschillende onderzoekers heel verschillend om met de keuze van materiaalparameters (bodem , dynamische stijfheid , demping) , modelleringsmethode (tijds- of frequentiedomein) en demping.

Gevolg daarvan is dat de resultaten uit een eindige elementenmodel sterk kunnen variëren , al naar gelang de gebruikte input. Dat is de reden dat het in dit onderzoek gebruikte rekenmodel gekalibreerd is met praktijkdata , wat de nauwkeurigheid sterk ten goede komt. Qua detailniveau , zoals omschreven in de Handreiking Nieuwbouw en Spoortrillingen (Tabel 10.3) , gaat het bij het gebruikte rekenmodel om een model tussen niveau III en IV: het betreft een 3D- model , maar lokale , specifieke details (zoals uitkragingen) worden niet gemodelleerd. In de praktijk zien we dat dit meestal geen consequenties heeft voor de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid , omdat er vrijwel nooit sprake is van gevoelige functies boven uitkragingen. Het model is tot nu toe gevalideerd voor 30 gebouwen. De vooraf berekende trillingssterkte en de achteraf gemeten trillingssterkte voor deze 30 gebouwen is weergegeven in Figuur 16. De grootte van de bolletjes schaalt met de hoogte van het gebouw. In 1 van de 30 cases was het model niet conservatief genoeg. In alle andere gevallen was het model voldoende conservatief. Voor deze 30 validatiecases haalt het model de beloofde 95% betrouwbaarheid dus ruim (97% van de gevallen heeft een lagere trillingssterkte dan vooraf berekend).

Een histogram van de afwijking tussen model en werkelijkheid (verhouding tussen gemeten en vooraf berekende trillingssterkte) is ook weergegeven in deze figuur. Hier is de verdeling te zien in de afwijking tussen model en werkelijkheid. Gemiddeld is het model 20% te conservatief bij deze validatiecases (trillingen worden met ruim 20 procent overschat). 39 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem Figuur 16 Gemeten vs. vooraf berekende trillingssterkte (links) en histogram van de afwijking tussen model en gemeten trillingen (rechts). In deze subparagraaf geven we een aantal voorbeelden uit de praktijk waarin we een vergelijking maken tussen gemeten en vooraf berekende overdrachten. Het betreft gebouwen waar een validatiemeting is gedaan en vooraf een model is gemaakt van de bebouwing op basis van tekeningen , analoog aan de situatie bij het voorliggende gebouw. Het eerste gebouw is het Utrechtse Stadskantoor , een constructie met stalen diagonalen , een betonnen kern en betonnen vloeren. De berekende en gemeten overdrachten zijn weergegeven in Figuur 17. Figuur 17 Stadskantoor in Utrecht , links de gemeten en berekende overdrachten , rechts een foto van het gebouw De belangrijkste verschillen tussen model en meting zijn: 1. Vanaf ca. 20 Hz is de overdracht in het model lager (verticale richting).

Relevant hierbij is dat de trillingen bij die frequenties weinig energie hebben. Op basis van deze berekeningen lijkt het alsof het model de demping overschat bij hogere frequenties. 40 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem 2. Verder zien we kleiner verschuivingen in de eigenfrequenties , vermoedelijk door verschillen in constructie en materiaalstijfheden , of verschillen in belasting. Het tweede gebouw is het Noordgebouw in Utrecht , een constructie met stalen kolommen en Comflorvloeren. De berekende en gemeten overdrachten zijn weergegeven in Figuur 18. Figuur 18 Noordgebouw in Utrecht , links de gemeten en berekende overdrachten , rechts een foto van het gebouw Hier zien we wat grotere verschillen tussen model en meting: 1. De laagste eigenfrequentie wordt door het model wat overschat , blijkbaar is het gebouw toch iets slapper (mogelijk slappere verbindingen) dan het model inschat. Verder zien we dat het model de verticale opslingering van de trillingen rond 10 Hz overschat. 2. Relevant hierbij is dat dit een vrij uniek gebouw is , waarvoor de database van het model beperkt is. Mede daardoor zit er een relatief grote onzekerheidsmarge op de resultaten. Het derde gebouw is een appartementengebouw in Utrecht , een constructie met prefab betonnen wanden , breedplaatvloeren en onderin een open kolommenstructuur.

De berekende en gemeten overdrachten zijn weergegeven in Figuur 19. Figuur 19 Appartementengebouw in Utrecht , links de gemeten en berekende overdrachten , rechts een foto van het gebouw 41 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem Het model heeft hier een aantal afwijkingen van de metingen. We zien dat de demping in het model bij de laagste eigenfrequentie hoger is , waardoor de overdracht daar wat wordt onderschat. De piek in de modeloverdracht rond 6 Hz zien we niet terug in de metingen. Het vierde gebouw is een wat oudere woning in Tiel , opgebouwd uit een conventionele constructie van metselwerk en met houten vloeren. De berekende en gemeten overdrachten zijn weergegeven in Figuur 20. Figuur 20 Vrijstaande woning in Tiel , links de gemeten en berekende overdrachten , rechts een foto van het gebouw Het model is hier vrij nauwkeurig , doordat de database goed gevuld is met tientallen vergelijkbare woningen. Het vijfde gebouw is een vrijstaande woning in Prinsenbeek , opgebouwd uit prefab beton en afgewerkt met metselwerk. De vloeren bestaan uit leidingplaatvloeren met een 80 mm smeervloer. De berekende en gemeten overdrachten zijn weergegeven in Figuur 20.

Figuur 21 Twee-onder-een-kapwoning in Prinsenbeek , links de gemeten en berekende overdrachten , rechts een foto van het gebouw De gemeten overdracht is hier erg laag , het model geeft een beperkte overschatting van de trillingen. 42 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem Het zesde gebouw is de Amstel Tower in Amsterdam , een ruim 100 meter hoge woontoren op een commerciele plint , gebouwd uit in het werk gestort beton met breedplaatvloeren. De berekende en gemeten overdrachten zijn weergegeven in Figuur 22. Figuur 22 Amstel Tower in Amsterdam , links de gemeten en berekende overdrachten , rechts een foto van het gebouw De belangrijkste verschillen tussen model en meting zijn: 1. Bij zeer lage frequenties is het rekenmodel in horizontale richting te conservatief. Blijkbaar is de werkelijke demping in het gebouw hoger dan de gebruikte demping. Mogelijk komt dit doordat het gebouw volledig in-situ is gestort , waardoor er relatief veel demping optreedt. Tussen 4 en 10 Hz is het rekenmodel in verticale richting te conservatief. Dit komt vooral doordat de demping (net als in horizontale richting) wordt onderschat , en in mindere mate doordat de stijfheid van de constructie wat wordt onderschat. Verder zien we kleiner verschuivingen in de eigenfrequenties , vermoedelijk door verschillen in constructie en materiaalstijfheden , of verschillen in belasting. 2. 3.

43 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem INLMETINGEN Deze bijlage bevat gegevens over de metingen. m1 GEGEVENS METINGEN Hieronder is een overzicht opgenomen met relevante gegevens van de metingen, conform de eisen in hoofdstuk Tl uit de SBR B-richtlijn. Uitvoerende partij Verantwoordelijke Alcedo B.V. Ondernemersweg 3 7451PK Holten 2 Meting uitgevoerd door 3 Datum en tijd metingen 17 tot 25 juli 2025 4 Trillingsbron Treinen 5 Classificatie gebouw Zie paragraaf 5.2 6 Locatie metingen Zie Figuur 3 7 Geotechnische gegevens Zie bijlage | 8 Locaties meetpunten en meetrichtingen Zie Figuur 3, tenzij anders vermeld: X-richting loodrecht op de trillingsbron Y-richting parallel aan trillingsbron Z-richting verticaal 9 Gebruikte apparatuur FrogWatch opnemers. Zie een uitgebreide toelichting van de specificaties op https://www.frog.watch/facts/. 10 Gemeten trillingen Zie bijlage II1.2 T Motivatie classificatie gebouw Op basis van constructietekeningen en gegevens BAG 12 Overige relevante omstandigheden Geen Ah (geanonimiseerd)(geanonimiseerd) AN WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem (geanonimiseerd)(geanonimiseerd) Deze bijlage bevat de resultaten van de metingen van Alcedo. Per meetpunt zijn de gemeten trillingen en de tertsbandspectra per treinpassage weergegeven.

Figuur 23 Gemeten trillingen bij meetpunt 1 (maaiveld , oostzijde plangebied) Figuur 24 Gemeten trillingen bij meetpunt 2 (maaiveld , midden plangebied , bij wissel) Figuur 25 Gemeten trillingen bij meetpunt 3 (maaiveld , westzijde plangebied) 45 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem Figuur 26 Gemeten trillingen bij meetpunt 4 (maaiveld , verder bij spoor vandaan) Figuur 27 Gemeten trillingen bij meetpunt 5 (maaiveld , verder bij spoor vandaan) Figuur 28 Tertsbandspectra bij meetpunt 1 46 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem Figuur 29 Tertsbandspectra bij meetpunt 2 Figuur 30 Tertsbandspectra bij meetpunt 3 Figuur 31 Tertsbandspectra bij meetpunt 4 47 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem Figuur 32 Tertsbandspectra bij meetpunt 5 De uitdemping van de trillingen als functie van de afstand is bepaald met de empirische Barkan- vergelijking , zoals weergegeven in vergelijking 1. �� 0 ���� () ������=������ ( , 0 ) ∙() �� ( −��∙��−�� 0 ) (1) ( , ) ∙�� 0 In deze vergelijking staat V voor de trillingssnelheid , f voor de frequentie , r voor de afstand tot de trillingsbron , r 0 voor de referentieafstand (hier 20 m) , n voor de geometrische spreidingsfactor en α voor de bodemdemping. De geometrische spreiding en bodemdemping zijn weergegeven in Figuur 13.

Figuur 33 Bodemdemping α (links) en geometrische spreiding n (rechts) als functie van de frequentie De gemiddelde trillingsspectra op verschillende afstanden van het spoor zijn weergegeven in Figuur 34. Hier is te zien dat de trillingen maar beperkt uitdempen met de afstand. Vooral vanaf 10 Hz dempen de trillingen sterker uit met de afstand. Door de stijve zandbodem en de lichte treinen zijn de trillingen onder de 10 Hz ook beperkt op deze locatie. 48 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem Figuur 34 Gemiddelde trillingsspectra op verschillende afstanden van het spoor 49 < WBD2025-046 Trillingsonderzoek Naoberlocatie Doetinchem