Ours is the uniform calculation model for rail vibrations that RIVM has developed for the Ministry of Infrastructure & Water Management.
The press release concerning this product is in Dutch. It can be found at the bottom of this page. A short summary of the press release in English is given below.
Summary press release
More than one million people in the Netherlands live within 300 meters of a railway line and this number is increasing. At the same time, the number of passenger and freight trains continues to rise and higher speeds are being allowed. This can have a negative impact on the living environment of local residents.
When thinking about nuisance from trains, noise disturbance is the first thing that comes to mind. Nuisance as a result of vibrations is less known. Vibration levels are complicated to measure and more difficult to solve with technical measures.
A new calculation model for vibrations is necessary because there is currently no robust and validated calculation method available. The new model will calculate the vibration levels on the basis of three components: source (emission from trains and rail), transfer in the soil towards the foundation of the building. If necessary, the transfer within the building itself can also be predicted. The model provides insight into the uncertainty of the result. If that is large, it may be decided to conduct further research with for example measurements.
The client is RIVM. Level.Tools performs the work as partner in a consortium consisting of DPA Cauberg-Huygen, DGMR, Deltares, Movares, Level and RIVM. Completion is expected mid-2019.
Role Level.Tools
Level.Tools has built the module that calculates the propagation of waves through the ground. This is done according to the finite element method (FEM). FEM models for vibrations in the ground quickly become very large and require a lot of computing time (in the order of hours or days), while in Ours bandwidths have to be mapped based on variation studies (Monte Carlo). That is why this is a major challenge. By cleverly anticipating the expected input and the desired output, a very fast dedicated algorithm has been developed that makes variation study possible within the desired calculation time of 20 minutes.
More information
For more information about this product, please leave your contact details below, and we will get in touch with you.
Press release (in Dutch)
De bodemmodule berekent hoe trillingen die ontstaan bij een treinpassage zich voortplanten door de bodem naar de omgeving. De module doet dit met behulp van de eindige elementen methode. Door Level.Tools is specifiek voor dit probleem eindige elementen code ontwikkeld. Code specifiek maken voor een probleem maakt het mogelijk deze aanzienlijk te versnellen t.o.v. algemene code en commerciële eindige elementenpakketten. Dankzij deze versnelling is het mogelijk om de bodemmodule op te nemen in Monte Carlo simulaties, hetgeen een belangrijk wens was van de opdrachtgever.
‘Dedicated’ eindige elementen code voor dynamische problemen zoals trillingen, geluid en thermische geleiding is een belangrijke expertise van Level.Tools. Een ander voorbeeld van toepassing hiervan is Sovist.
De opdrachtgever van de bodemmodule is RIVM. Level.Tools voert dit werk uit als partner in een consortium bestaande uit DPA Cauberg-Huygen, DGMR, Deltares, Movares, Level en RIVM. Oplevering is medio 2019.
Meer over de applicatie die het consortium bouwt en waar de bodemmodule een onderdeel van vormt is hieronder te lezen en op de website van RIVM.
Een uniform rekenmodel voor Spoortrillingen
Trillingen door treinen
Meer dan één miljoen Nederlanders wonen binnen 300 meter van een spoorlijn. Dit aantal neemt toe door de vele nieuwbouwprojecten gepland naast het spoor. Tegelijkertijd blijft ook het aantal treinen voor personen- en goederenvervoer stijgen en wordt gestreefd naar hogere treinsnelheden. Vanzelfsprekend kan dit negatieve impact hebben op de leefomgeving van omwonenden.
Bij hinder van treinen denkt men vaak eerst aan het geluid. Dit is op veel plaatsen langs het spoor te verminderen met geluidschermen en isolatie van de woningen. Minder bekend is de trillingshinder veroorzaakt door treinen. Trillingsniveaus zijn ingewikkeld om te meten én lastiger met technische maatregelen op te lossen. Het aantal klachten en zorgen over spoortrillingen neemt toe.
Een rekenmodel om trillingen te voorspellen
In opdracht van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat ontwikkelt een consortium van deskundigen een uniform rekenmodel spoortrillingen. Het consortium wordt gecoördineerd door het RIVM en ging van start in het voorjaar van 2018.
Voordeel van rekenen boven meten
Dit rekenmodel is nodig omdat er momenteel geen robuuste en gevalideerde rekenmethode beschikbaar is. Dit bleek uit een inventariserend onderzoek dat het RIVM in 2017 afgerond heeft. In de huidige praktijk wordt veel gemeten. Het nadeel van meten is dat het alleen de situatie van dat moment in beeld brengt. Er kunnen geen voorspellingen mee worden gedaan, bijvoorbeeld welk trillingsniveau verwacht wordt als er een ander type goederentrein gaat rijden. Ook zijn metingen kostbaar.
Trillingsniveau voorspellen
Het doel van de rekenmethode is dan ook voorspellingen te kunnen doen welke trillingsniveaus verwacht kunnen worden. Het model zal gebruikt kunnen worden door ProRail bij spoorprojecten. Ook zouden projectontwikkelaars die bouwen langs het spoor hier gebruik van kunnen maken. Daarnaast zal onderzoek naar de schaal van blootstelling en de effecten daarvan eenvoudiger kunnen worden uitgevoerd.
De basis van het rekenmodel in beeld
Het rekenmodel berekent de trillingsniveaus op basis van drie onderdelen: bron (emissie van treinen en spoor), overdracht in de bodem richting fundering van het gebouw. Zo nodig kan ook de overdracht in het gebouw zelf worden voorspeld. Het model levert daarbij inzicht in de onzekerheid van het resultaat. Is die groot, dan kan besloten worden nader onderzoek te doen met bijvoorbeeld metingen.
De oplevering
De verwachting is dat medio 2019 het rekenmodel wordt opgeleverd. De software met gebruikershandleiding wordt voor iedereen te downloaden. Verder zal een technisch document alle ins en outs van het rekenmodel toelichten. Belangrijke onderdelen van het rekenmodel zijn de methode om spoorgegevens in te lezen, een eindige elementen rekenmethode en een koppeling met de basisregistratie ondergrond (BRO) om de bodemeigenschappen te achterhalen. Het rekenmodel kan in de toekomst worden aangevuld met bijvoorbeeld extra trillingsmetingen als bijvoorbeeld nieuwe treinen of spoorbaanconstructies toegevoegd moeten worden.
Partners
Het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat gaf RIVM de opdracht om dit rekenmodel te ontwikkelen. RIVM richtte op haar beurt een consortium van experts op. Ieder consortiumlid levert met zijn eigen expertise een cruciale bouwsteen van het uiteindelijke model. Lid van het consortium zijn: DPA Cauberg-Huygen, Level Acoustics & Vibration, DGMR, Deltares, Movares en RIVM.
