Maßnahmen an der Schiene zur Reduzierung der eisenbahnverkehrsbedingten Lärmemission
Erstellt am: 27.06.2003 | Stand des Wissens: 05.12.2024
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechperson
TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
Der Schienenfahrweg ist neben dem Rad der zweite wichtige Ansatzpunkt für Maßnahmen zur Senkung des Rollgeräusches (siehe [Stat474]). Dabei reduziert nicht nur eine geeignete Infrastrukturinstandhaltung die im Rahmen von Zugfahrten entstehenden Schallemissionen. Bereits beim Bau des Schienenfahrwegs kann durch Maßnahmen in den Bereichen Schienenbefestigung und -dämpfung der spätere Lärmbelastungsgrad beeinflusst werden. Höhere Baukosten bremsen bislang jedoch die Realisierung. Unterschiedliche Kombinationen verschiedener gleisseitiger Maßnahmen sowie ergänzender Veränderungen an Radsätzen wurden im EU-Projekt "Silent Track" untersucht. Um zukünftig teure Nachbesserungen und lange Entwicklungszeiten für neue Fahrwegtypen weitestgehend zu vermeiden, widmete sich das Verbundprojekt SIMTool einer Entwicklung von Simulationstools zur Prognose des Rollgeräusches von Schienenfahrzeugen. Ein im Zeitraum zwischen 2007 und 2010 durchgeführtes Projekt namens "LZarG - Leiser Zug auf realem Gleis" betrachtet das Problem des Schienenlärms ebenfalls summativ. Verschiedene schallreduzierende Maßnahmen an Oberbau, Rad und Schiene wurden hierbei kumuliert, um eine additive Reduzierung der Dezibel-Zahl zu erreichen. [DBAG08l; FlVo08]
Schwingungsdämpfer
Durch elastische Elemente am Gleis - beispielsweise den Einsatz von Zwischenlagen - kann eine Schwingungsdämpfung des Gleises erzielt werden. Allerdings resultiert aus dem physikalischen Verhalten der Zwischenlagen ein Zielkonflikt. Während harte Zwischenlagen zu einer Senkung des Luftschallpegels führen, lässt sich durch den Einbau weicher Zwischenlagen der Körperschall und gleichzeitig die Beanspruchung des Gleises sowie die Riffelbildung reduzieren [Sieg99, S. 11; KnKl02, S. 49]. Eine weitere Bauform in dieser Maßnahmenkategorie sind dynamische Schwingungsdämpfer, die an beiden Seiten des Schienenstegs befestigt werden. Sie bestehen aus Elastomer und Stahl und können den von der Schiene abgestrahlten Lärm in Abhängigkeit von der Schienenbauform im Bestfall um 5 bis 7 Dezibel reduzieren. Neue Systeme sind sowohl für die Neuverlegung als auch für die Nachrüstung von Schienensträngen geeignet [EI06]. Aktuell werden auf der Rheintalstrecke Schienenstegdämpfer eingesetzt. Sie sollen dort eine Reduzierung des Lärmpegels um 1,5 bis 4 Dezibel(A) bewirken. [EI09]
Schwingungsdämpfer
Durch elastische Elemente am Gleis - beispielsweise den Einsatz von Zwischenlagen - kann eine Schwingungsdämpfung des Gleises erzielt werden. Allerdings resultiert aus dem physikalischen Verhalten der Zwischenlagen ein Zielkonflikt. Während harte Zwischenlagen zu einer Senkung des Luftschallpegels führen, lässt sich durch den Einbau weicher Zwischenlagen der Körperschall und gleichzeitig die Beanspruchung des Gleises sowie die Riffelbildung reduzieren [Sieg99, S. 11; KnKl02, S. 49]. Eine weitere Bauform in dieser Maßnahmenkategorie sind dynamische Schwingungsdämpfer, die an beiden Seiten des Schienenstegs befestigt werden. Sie bestehen aus Elastomer und Stahl und können den von der Schiene abgestrahlten Lärm in Abhängigkeit von der Schienenbauform im Bestfall um 5 bis 7 Dezibel reduzieren. Neue Systeme sind sowohl für die Neuverlegung als auch für die Nachrüstung von Schienensträngen geeignet [EI06]. Aktuell werden auf der Rheintalstrecke Schienenstegdämpfer eingesetzt. Sie sollen dort eine Reduzierung des Lärmpegels um 1,5 bis 4 Dezibel(A) bewirken. [EI09]

Schotteroberbau-Verschäumung
Eine neuartige Form zur Lärmreduzierung am konventionellen Oberbau stellt die Verklebungstechnik dar. Hierbei wird der Schotteroberbau mit Polyurethanschaum verklebt. Dies führt zu einer Senkung des Luftschalls um 4 Dezibel(A). Die Körperschallabstrahlung wird um bis zu 40 Prozent reduziert. Das System ist zurzeit auf der Referenzstrecke Hamburg - Hannover in Uelzen im Einsatz. [FrPa10]
Schienenbefestigung
Eine weitere Möglichkeit zur Geräuschreduzierung ist der Übergang von der derzeit üblichen diskontinuierlichen Schienenlagerung (Schwellen) auf eine kontinuierliche Lagerung. Eine im Hochgeschwindigkeitsverkehr getestete Variante, bei der gleichzeitig Schienenfuß und -steg mit Gummi ummantelt werden, weist ein Reduktionspotenzial bei der Schallabstrahlung von 5 Dezibel(A) auf. Der Mehraufwand bringt allerdings erhebliche Zusatzkosten mit sich [Sieg99, S. 48]. In diesen Mehrkosten sieht Hecht einen entscheidenden Grund für fehlende entsprechende Aktivitäten. Demnach kümmert sich die Schienen herstellende Industrie nicht ausreichend um geeignete Lärmminderungskonzepte, weil nicht davon ausgegangen wird, dass dieses Produkt letztendlich nachgefragt wird. Auf der Nachfrageseite wird das gemäß Hecht sogar öffentlich bestätigt: "Sie können sich auch nicht vorstellen, jemals leise Schienen einzubauen" [Hech02, S. 34]. Im Rahmen des BMBF-Projekts "Leiser Verkehr: Entwicklung einer lärmarmen kontinuierlichen Schienenlagerung für den Fernverkehr (LKSF)" wurde eine entsprechende Lagerung für Feste Fahrbahnen von Eisenbahnen mit dem Ziel entwickelt, die Schallemissionen um 3 bis 6 Dezibel(A) zu reduzieren [BMBF03b, S. 22 f.]. Im EU-Projekt HIPERTRACK, welches das Ziel hatte, ein innovatives Hochgeschwindigkeitsschienensystem (High Performance Railway Track) zu konzipieren, wurde unter anderem eine neu entwickelte kontinuierliche Schienenlagerung (CRS) erprobt. Die Messungen ergaben eine Lärmreduktion um 2 Dezibel(A) [Zeid05].
Fallbeispiel U-Bahn Berlin
Anlässlich von Sanierungsarbeiten an einem Hochbahn-Viadukt der Berliner U-Bahn-Linie 1 wurde eine neue Oberbauform getestet, deren hochelastische Schienenbefestigung unter anderem zu einer deutlichen Geräuschemissionssenkung führen sollte. Probeweise wurden zwei verschiedene Systeme eingebaut: die so genannte "Flüsterschiene" S 49 mit Teflonbeschichtung sowie das "Delta-Lager". In beiden Fällen soll eine Gummilagerung der Schiene die Übertragung von betriebsbedingten Schwingungen auf die Brückenkonstruktion verringern. Die Ergebnisse der Testphase zeigten, dass auf diese Weise der mittlere maximale Schalldruckpegel um etwa 8 Dezibel(A) abgesenkt werden konnte. Aus Gründen der besseren Instandhaltung deutet sich eine Bevorzugung des Systems "Delta-Lagerung" an [Nahv04b; KuWe02].
Eine neuartige Form zur Lärmreduzierung am konventionellen Oberbau stellt die Verklebungstechnik dar. Hierbei wird der Schotteroberbau mit Polyurethanschaum verklebt. Dies führt zu einer Senkung des Luftschalls um 4 Dezibel(A). Die Körperschallabstrahlung wird um bis zu 40 Prozent reduziert. Das System ist zurzeit auf der Referenzstrecke Hamburg - Hannover in Uelzen im Einsatz. [FrPa10]
Schienenbefestigung
Eine weitere Möglichkeit zur Geräuschreduzierung ist der Übergang von der derzeit üblichen diskontinuierlichen Schienenlagerung (Schwellen) auf eine kontinuierliche Lagerung. Eine im Hochgeschwindigkeitsverkehr getestete Variante, bei der gleichzeitig Schienenfuß und -steg mit Gummi ummantelt werden, weist ein Reduktionspotenzial bei der Schallabstrahlung von 5 Dezibel(A) auf. Der Mehraufwand bringt allerdings erhebliche Zusatzkosten mit sich [Sieg99, S. 48]. In diesen Mehrkosten sieht Hecht einen entscheidenden Grund für fehlende entsprechende Aktivitäten. Demnach kümmert sich die Schienen herstellende Industrie nicht ausreichend um geeignete Lärmminderungskonzepte, weil nicht davon ausgegangen wird, dass dieses Produkt letztendlich nachgefragt wird. Auf der Nachfrageseite wird das gemäß Hecht sogar öffentlich bestätigt: "Sie können sich auch nicht vorstellen, jemals leise Schienen einzubauen" [Hech02, S. 34]. Im Rahmen des BMBF-Projekts "Leiser Verkehr: Entwicklung einer lärmarmen kontinuierlichen Schienenlagerung für den Fernverkehr (LKSF)" wurde eine entsprechende Lagerung für Feste Fahrbahnen von Eisenbahnen mit dem Ziel entwickelt, die Schallemissionen um 3 bis 6 Dezibel(A) zu reduzieren [BMBF03b, S. 22 f.]. Im EU-Projekt HIPERTRACK, welches das Ziel hatte, ein innovatives Hochgeschwindigkeitsschienensystem (High Performance Railway Track) zu konzipieren, wurde unter anderem eine neu entwickelte kontinuierliche Schienenlagerung (CRS) erprobt. Die Messungen ergaben eine Lärmreduktion um 2 Dezibel(A) [Zeid05].
Fallbeispiel U-Bahn Berlin
Anlässlich von Sanierungsarbeiten an einem Hochbahn-Viadukt der Berliner U-Bahn-Linie 1 wurde eine neue Oberbauform getestet, deren hochelastische Schienenbefestigung unter anderem zu einer deutlichen Geräuschemissionssenkung führen sollte. Probeweise wurden zwei verschiedene Systeme eingebaut: die so genannte "Flüsterschiene" S 49 mit Teflonbeschichtung sowie das "Delta-Lager". In beiden Fällen soll eine Gummilagerung der Schiene die Übertragung von betriebsbedingten Schwingungen auf die Brückenkonstruktion verringern. Die Ergebnisse der Testphase zeigten, dass auf diese Weise der mittlere maximale Schalldruckpegel um etwa 8 Dezibel(A) abgesenkt werden konnte. Aus Gründen der besseren Instandhaltung deutet sich eine Bevorzugung des Systems "Delta-Lagerung" an [Nahv04b; KuWe02].