ISO 14837-1:2005

Mechanical vibration — Ground-borne noise and vibration arising from rail systems — Part 1: General guidance

ISO 14837-1:2005 provides general guidance on ground-borne vibration generated by the operation of rail systems, and the resultant ground-borne noise in buildings. It lists the factors and parameters that need to be taken into consideration and offers guidance on prediction methods appropriate for a range of circumstances (e.g. to support the assessment of effects on human occupants and sensitive equipment or operations inside the buildings in addition to the predictions required to assess the risk of damage to building structures). Attention is paid in ISO 14837-1:2005 to characteristics of the source: emission (e.g. train, wheel, rail, track, supporting infrastructure); propagation path: transmission (e.g. ground condition, distance); and receiving structures: immission: (e.g. foundations, form of building construction). The guidance covers all forms of wheel and rail systems, from light-rail to high-speed trains and freight. ISO 14837-1:2005 provides guidance for rail systems at-grade, on elevated structures and in tunnels. It does not deal with vibration arising from the construction and maintenance of the rail system. It does not deal with airborne noise. Structure-radiated noise from elevated structures, which can have a significant environmental impact, is also excluded.

Vibrations mécaniques — Vibrations et bruits initiés au sol dus à des lignes ferroviaires — Partie 1: Directives générales

L'ISO 14837-1:2005 fournit des directives générales relatives aux vibrations transmises par le sol dans les bâtiments et du bruit résultant dus à l'exploitation de lignes ferroviaires. Elle énumère les facteurs et paramètres dont la prise en compte est nécessaire et propose des directives pour des méthodes de prédiction convenant à diverses circonstances (par exemple la prise en charge de l'évaluation des effets sur les occupants et les équipements sensibles ou leur fonctionnement dans les bâtiments outre les prédictions nécessaires à l'évaluation du risque de dommage aux structures des bâtiments). La présente partie de l'ISO 14837 prête une attention particulière aux caractéristiques de la source: émission (par exemple train, roue, rail, voie, infrastructure de soutien), au chemin de propagation: transmission (par exemple état du sol, distance), et aux structures réceptrices: immissions (par exemple fondations, type de construction du bâtiment). Les directives couvrent tous les types de roues et de lignes ferroviaires, du métro léger aux trains à grande vitesse et trains de marchandise. La présente partie de l'ISO 14837 fournit des orientations pour les lignes ferroviaires de surface, sur des structures surélevées et dans les tunnels. Elle ne traite pas des vibrations résultant de la construction et de la maintenance de la ligne ferroviaire. Elle ne couvre pas le bruit aérien. Elle exclut également le bruit rayonné par les structures en hauteur qui peuvent avoir un impact significatif sur l'environnement.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Jul-2005
• ICS: 17.160 - Vibrations, shock and vibration measurements
• ICS: 45.080 - Rails and railway components
• ICS: 93.060 - Tunnel construction
• Technical Committee: ISO/TC 108/SC 2 - Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures
• Drafting Committee: ISO/TC 108/SC 2/WG 8 - Ground-borne noise and vibration from rail systems
• Current Stage: 9020 - International Standard under periodical review
• Start Date: 15-Jan-2025
• Completion Date: 15-Jan-2025

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14837-1
First edition
2005-07-15
Mechanical vibration — Ground-borne
noise and vibration arising from rail
systems —
Part 1:
General guidance
Vibrations mécaniques — Vibrations et bruits initiés au sol dus à des
lignes ferroviaires —
Partie 1: Directives générales

Reference number
©
ISO 2005
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Overview of ground-borne vibration and ground-borne noise. 3
4.1 Circumstances of interest. 3
4.2 Source of ground-borne vibration and ground-borne noise. 3
4.3 Propagation . 8
4.4 Receiver . 8
5 Effects of ground-borne vibration and ground-borne noise. 9
5.1 General. 9
5.2 Perception of ground-borne vibration (1 Hz to 80 Hz) . 9
5.3 Perception of ground-borne noise (16 Hz to 250 Hz). 9
5.4 Effect on buildings (1 Hz to 500 Hz). 9
5.5 Effect on very sensitive equipment and sensitive tasks (circa 1 Hz to 200 Hz). 10
6 Metrics . 10
6.1 General. 10
6.2 Perception of ground-borne vibration. 10
6.3 Perception of ground-borne noise. 11
6.4 Effects on buildings. 11
6.5 Effects on very sensitive equipment . 12
7 Ground-borne noise and vibration measurements. 12
7.1 Equipment (instrumentation chain) . 12
7.2 Measurement locations. 13
7.3 Data to be acquired. 13
7.4 Data analysis . 13
7.5 Measurement report . 14
8 Concept of models. 14
8.1 Model development . 14
8.2 Stages of assessment . 15
9 Prediction models. 20
9.1 General. 20
9.2 Parametric models. 21
9.3 Empirical models . 22
9.4 Semi-empirical models. 24
10 Development, calibration, validation and verification . 24
Annex A (informative) Checklist of issues relevant to modelling and measurement . 26
Annex B (informative) Mitigation of ground-borne vibration and ground-borne noise . 32
Annex C (informative) Process and tools for development, calibration, validation and verification. 39
Bibliography . 44

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14837-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock,
Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines,
vehicles and structures.
ISO 14837 consists of the following parts, under the general title Mechanical vibration — Ground-borne noise
and vibration arising from rail systems:
 Part 1: General guidance
The following parts are under preparation:
 Part 2: Prediction models
 Part 3: Measurement
 Part 4: Evaluation criteria
 Part 5: Mitigation
 Part 6: Asset management
iv © ISO 2005 – All rights reserved

Introduction
Many if not all ground transportation systems can give rise to ground-borne vibration and/or ground-borne
noise. Railways are by far the most common and significant source as a consequence of running steel wheels
over steel rail.
Rail systems of all types generate ground-borne vibration and/or ground-borne noise, which (especially in
urban settings) can have an undesirable environmental impact. An assessment of the likely ground vibration
and response of structures at different distances from the source may be required. This requirement may arise
for planning purposes where
a) a new or extended railway or new or altered buildings are proposed,
b) changes in dynamic characteristics of track or dynamic characteristics of trains are proposed,
c) a change in train operations is proposed (e.g. change of total length, speed, service pattern), or
d) assistance is needed in the evaluation of vibration mitigation measures.
Appropriate prediction of ground-borne vibration and/or ground-borne noise is the first of the two essential
blocks required to assess vibration effects of new or modified rail systems on existing buildings, or the effects
on new buildings next to or over existing rail systems. Ground-borne vibration and/or ground-borne noise
criteria (and/or limit values) in the receiving building are the second block of any assessment. Criteria and limit
values, however, are covered by national standards and other International Standards.
Prediction of ground-borne vibration and/or ground-borne noise from rail systems is a complex and developing
technical field. This part of ISO 14837 provides guidelines on the essential considerations associated with
developing prediction models to ensure that they are “fit for purpose” and that they are consistent in their
approach.
Guidance is given on calibrating and validating a model and verifying its implementation, which are vital steps
in quantifying and improving the model’s accuracy.
Table 1 shows in outline the stages to be observed for new or modified rail systems or building developments
alongside rail systems. This part of ISO 14837 provides general introduction and guidance. Detailed matters
will be covered in future parts, the titles of which are given in the Foreword.
Table 1 — Outline of stages and the appropriate parts of ISO 14837
1. Approach dependent upon:
New build, refurbishment or adjacent development (Part 1)
Design stage (concept, preliminary, detail) (Part 1)
2. Evaluation criteria
Use national standards and/or Part 4
Define assessment location(s) and metric(s)
3. Parameters affecting situation
Identify relevant parameters (check list in Part 1)
Gather parameter data
4. Measurements
Acquire site-specific information using metric(s) defined by criteria (Part 3 and Part 4)
Evaluation of model parameters
Develop and or validate prediction model
Evaluate mitigation performance
5. Predictions
Use metric defined by criteria (Part 4)
Use appropriate model in the design stage (Part 1 and Part 2)
Ensure validation and define accuracy (Part 1)
6. Assessment
Compare predictions against criteria
Identify reason(s) for exceeding criteria
7. Mitigation
Identify mitigation options (Part 1, Part 5 and Part 6)
Assess whether mitigation options are reasonably practicable
Carry out cost/benefit analysis
8. Solution
Develop detail design
Implement solution
9. Asset management
Implement a programme of condition monitoring and maintenance to observe criteria (Part 5, Part 6)

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14837-1:2005(E)

Mechanical vibration — Ground-borne noise and vibration
arising from rail systems —
Part 1:
General guidance
1 Scope
This part of ISO 14837 provides general guidance on ground-borne vibration generated by the operation of rail
systems, and the resultant ground-borne noise in buildings.
It lists the factors and parameters that need to be taken into consideration and offers guidance on prediction
methods appropriate for a range of circumstances (e.g. to support the assessment of effects on human
occupants and sensitive equipment or operations inside the buildings in addition to the predictions required to
assess the risk of damage to building structures).
Attention is paid in this part of ISO 14837 to
 characteristics of the source: emission (e.g. train, wheel, rail, track, supporting infrastructure),
 propagation path: transmission (e.g. ground condition, distance), and
 receiving structures: immission: (e.g. foundations, form of building construction).
The guidance covers all forms of wheel and rail systems, from light-rail to high-speed trains and freight. This
part of ISO 14837 provides guidance for rail systems at-grade, on elevated structures and
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14837-1
Première édition
2005-07-15
Vibrations mécaniques — Vibrations
et bruits initiés au sol dus à des lignes
ferroviaires —
Partie 1:
Directives générales
Mechanical vibration — Ground-borne noise and vibration arising from
rail systems —
Part 1: General guidance
Numéro de référence
©
ISO 2005
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Aperçu général des vibrations et du bruit transmis par le sol . 3
4.1 Cas intéressants . 3
4.2 Source de vibrations et de bruit transmis par le sol. 4
4.3 Propagation . 8
4.4 Récepteur . 9
5 Effets des vibrations et du bruit transmis par le sol. 9
5.1 Généralités . 9
5.2 Perception des vibrations transmises par le sol (1 Hz à 80 Hz) . 9
5.3 Perception du bruit transmis par le sol (16 Hz à 250 Hz). 10
5.4 Effet sur les bâtiments (1 Hz à 500 Hz). 10
5.5 Effet sur des équipements très sensibles et tâches sensibles (environ 1 Hz à 200 Hz) . 10
6 Grandeurs métriques. 11
6.1 Généralités . 11
6.2 Perception des vibrations transmises par le sol. 11
6.3 Perception du bruit transmis par le sol. 12
6.4 Effets sur les bâtiments . 12
6.5 Effets sur des équipements très sensibles. 12
7 Mesurages des bruits et vibrations transmis par le sol . 13
7.1 Équipement (Chaîne d'instrumentation) . 13
7.2 Emplacement des mesurages . 14
7.3 Acquisition des données . 14
7.4 Analyses des données . 14
7.5 Rapport de mesure . 15
8 Concept de modèles. 15
8.1 Développement de modèles . 15
8.2 Étapes d'évaluation . 16
9 Modèles prédictibles . 22
9.1 Généralités . 22
9.2 Modèles paramétriques. 22
9.3 Modèles empiriques . 24
9.4 Modèles semi-empiriques. 26
10 Développement, étalonnage, validation et vérification. 26
Annexe A (normative) Liste de contrôle des points pertinents pour la modélisation et le mesurage. 28
Annexe B (informative) Atténuation des vibrations et bruits transmis par le sol . 34
Annexe C (informative) Processus et outils de développement, d'étalonnage, de validation et de
vérification. 42
Bibliographie . 48

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14837-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les machines, les
véhicules et les structures.
L'ISO 14837 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Vibrations mécaniques —
Vibrations et bruits initiés au sol dus à des lignes ferroviaires:
⎯ Partie 1: Directives générales
Les parties suivantes sont en cours d’élaboration:
⎯ Partie 2: Modèles prédictibles
⎯ Partie 3: Mesurage
⎯ Partie 4: Critères d'évaluation
⎯ Partie 5: Mesures d'atténuation
⎯ Partie 6: Gestion des actifs
iv © ISO 2005 – Tous droits réservés

Introduction
De nombreux systèmes de transport terrestre, si ce n'est tous, peuvent donner lieu à des vibrations et à des
bruits transmis par le sol. Les chemins de fer sont de loin la source la plus commune et la plus significative,
du fait du roulement des roues en acier sur des rails en acier.
Tous les types de lignes ferroviaires génèrent des vibrations et/ou des bruits transmis par le sol, qui
(notamment dans les agglomérations) peuvent avoir des impacts environnementaux indésirables. Une
évaluation des vibrations probables transmises par le sol et de la réaction des structures à différentes
distances de la source, peut être nécessaire. Cette exigence peut résulter d'objectifs de planification lorsque
a) il est proposé de construire une nouvelle ligne ferroviaire ou d'étendre une ligne ferroviaire existante ou
encore de construire de nouveaux bâtiments ou de modifier les bâtiments existants,
b) il est proposé des modifications des caractéristiques dynamiques de la voie ou des trains,
c) il est proposé une modification de l'exploitation des trains (par exemple modification de la longueur totale,
de la vitesse, des horaires de service), ou
d) cela apporte une aide à l'évaluation des mesures d'atténuation des vibrations.
La prédiction correcte des vibrations et/ou des bruits transmis par le sol est la première des deux exigences
essentielles pour l'évaluation des effets des vibrations de lignes ferroviaires nouvelles ou modifiées sur des
bâtiments existants ou sur de nouveaux bâtiments à construire à proximité ou au-dessus des lignes
ferroviaires existantes. La seconde exigence pour toute évaluation est constituée par les critères (et/ou
valeurs limites) des vibrations et/ou des bruits transmis par le sol dans le bâtiment récepteur. Les critères et
les valeurs limites sont cependant couvertes par des Normes nationales ainsi que d'autres Normes
internationales.
La prédiction des vibrations et/ou des bruits transmis par le sol par des lignes ferroviaires est un domaine
technique complexe et en pleine évolution. La présente partie de l'ISO 14837 fournit des lignes directrices sur
les éléments essentiels à prendre en compte pour le développement de modèles prédictibles afin de s'assurer
de leur adéquation et de la cohérence de l'approche mise en œuvre.
Les directives portent sur l'étalonnage et la validation d'un modèle ainsi que sur la vérification de sa mise en
œuvre, étapes primordiales pour la quantification et l'amélioration de l’exactitude du modèle.
Le Tableau 1 présente les grandes lignes des étapes à suivre pour des lignes ferroviaires nouvelles ou
modifiées ainsi que pour des projets de construction à proximité de lignes ferroviaires. La présente partie de
l'ISO 14837 fournit une introduction et des directives générales. Les éléments détaillés seront traités dans les
futures parties dont les titres sont donnés dans l'Avant-propos.

Tableau 1 — Grandes lignes des étapes et des parties correspondantes de l'ISO 14837
1. Approche dépendant de:
Nouvelle construction, rénovation ou développement adjacent (Partie 1)
Étape de conception (concept, préliminaire, détaillée) (Partie 1)
2. Critères d'évaluation
Utiliser les normes nationales et/ou la Partie 4
Définir le(s) lieu(x) d'évaluation et la/les grandeur(s) métrique(s)
3. Paramètres affectant la situation
Identifier les paramètres pertinents (vérifier la liste dans la Partie 1)
Collecter les valeurs des paramètres
4. Mesurages
Acquérir les informations spécifiques au site en utilisant la(les) grandeur(s) métrique(s) définie(s) par des critères
(Partie 3 et Partie 4)
Évaluer des paramètres du modèle
Développer et/ou valider un modèle prédictible
Évaluer les performances des mesures d'atténuation
5. Prédictions
Utiliser les grandeurs métriques mesurées définies par des critères (Partie 4)
Utiliser le modèle approprié au cours de l'étape de conception (Partie 1 et Partie 2)
Assurer la validation et définir l’exactitude (Partie 1)
6. Évaluation
Comparer les prédictions au vu des critères
Identifier la(les) raison(s) de dépassement des critères
7. Mesures d'atténuation
Identifier les options en matière d'atténuation (Partie 1, Partie 5 et Partie 6)
Évaluer si les options d'atténuation sont raisonnables et réalisables
Effectuer l'analyse
...