Unter einem 5-teiligen Büro- und Wohngebäudekomplex, der unmittelbar an den Potsdamer Platz grenzt, verläuft Berlins bekannte alte U-Bahnlinie U2, die freigehaltene Trasse der S21 westlich der U-Bahn, die S-Bahn S1 sowie die zur Zeit im Ausbau befindlichen Vollbahntunnel mit dem Regionalbahnhof Potsdamer Platz. Diese enorme Dichte der unterirdischen Gleisanlagen stellte die Planer der Gebäude vor große Herausforderungen, nicht zuletzt auch in Bezug auf den Erschütterungsschutz. Die Erschütterungen sollten die Anhaltewerte der DIN 4150 für reine Wohngebiete einhalten. Der Grenzwert der Erschütterungen betrug KBmax < 0,15 (Tags). Für den sekundären Schall wurde ein maximaler Vorbeifahrtspegel von Lmax < 35 dB(A) vorgegeben. Zur optimierten Auslegung erschütterungs- und körperschallmindernden Maßnahmen wurden im Gebäude umfangreiche ERschütterungsmessungen und Sekundärschallberechnungen durchgeführt (Schallmessungen waren wegen fehlender Fenster nicht sinnvoll möglich). Die Ergebnisse zeigten, dass störende Einwirkungen aus Erschütterungen ausgeschlossen werden konnten. Jedoch stellte sich eine nicht tolerierbare Belästigung aus Sekundärschall ein. Der Sekundärschallpegel betrug je nach Örtlichkeit zwischen Lmax = 43-47 dB(A). Die damit erforderliche Dämmwirkung von 12-15 dB war nur durch den Einbau einer USM (Unterschottermatte) mit einer Abstimmfrequenz von 16-20 Hz erreichbar. Auf einem ca. 100 m langen Streckenabschnitt war die Schotterstärke hierfür jedoch nicht ausreichend. Für diesen Abschnitt wurde ein neues leichtes Masse-Feder-System (LMFS) entwickelt, dass die geforderte Dämmwirkung einhält, ohne Unterbrechung des U-Bahnverkehrs nur in nächtlichen Sperrpausen einbaubar ist und die Anforderungen der Technischen Aufsichtbehörde (TA) vollständig erfüllt. Die wichtigsten Innovationen dieses Projekts sind der Einsatz von schnell härtendem Spezialbeton (Tragfähigkeit bereits nach 2h), die Entwicklung einer schienengebundenen Schnellbeton-Verarbeitungsmaschine, der Einsatz von Zweiblockschwellen, ein neuartiges Takt-Bauverfahrens mit festgehaltener Gleisgradiente und die Verwendung einer hochelastischen und gleichzeitig dünnen PU-Matte (Sylomer S210 der Fa. Getzner) mit einer dynamischen Bettungsziffer von cdyn = 0,012N/mm3. Die Bauhöhe Tunnelsohle - SOK betrug 345 mm-500 mm je nach Örtlichkeit. Bei den Nachmessungen zeigte sich, dass ab 31,5 Hz eine deutliche Minderung der Schwinggeschwindigkeit um 13 und 22 dB einsetzt. Im direkten Anschlussbereich wurde nachträglich eine USM eingebaut. Bei beiden Systemen wurden die erwarteten Eigenfrequenzen von ca. 18 Hz (LMFS) und 20 Hz (USM) erreicht. Der auch schon bei anderen Projekten festgestellte Effekt der Dämmwirkung unterhalb der Lagerungseigenfrequenz wurde für beide Systeme messtechnisch nachgewiesen. Die günstigsten Werte wurden in beiden Fällen auf der Tunnelsohle erzielt, wobei die Dämmwerte zwischen 1 und 6 dB (4-16 Hz) liegen. Der maximale Sekundärschallpegel im Gebäude liegt während einer U-Bahn-Vorbeifahrt unterhalb des Hintergrundgeräusches von 33 dB(A) (nachts) und ist damit nicht mehr hörbar. Damit werden die Anforderungen klar erfüllt. Die Kosten für das LMFS lagen mit etwa 680000 Euro (ohne Berücksichtigung der Entwicklungskosten für Geräte und Einbauhilfen von ca. 250000 Euro) deutlich unter denen eines Abrisses der Tunneldecke, der für den Einbau von USM notwendig gewesen wäre.
Einbau eines leichten Masse-Feder-Systems (LMFS) unter Betrieb
2003
20 Seiten, 16 Bilder, 5 Tabellen, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
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