1 Einleitung Im Rahmen des FOSTA Forschungsprojekts P941 [1] ist das dynamische Verhalten von kurzen und mittelweit gespannten Einfeldträgerbrücken in Stahl-bzw. Stahlverbundbauweise untersucht worden. Dabei wurden messtechnische Untersuchungen an zwei Walzträger-in-Beton-(WiB-)Brücken, einer Preflexbrücke, einer VFT-WiB-Brücke [2] und einer Stahlbrücke in Trogbauweise [3] durchgeführt. Es wurden komplexe und vereinfachte numerische Modelle der untersuchten Brücken erstellt und anhand der Messergebnisse kalibriert. Es hat sich dabei herausgestellt, dass sich das Biegeschwingverhalten der untersuchten WiB-Brücken und der Preflexbrücke sehr gut mit ebenen Balkensystemen mit zusätzlichen Drehfedern an den Auflagern (z. B. Bild 1c) abbilden lässt. Es konnten sehr gute Übereinstimmungen der jeweiligen ersten drei Biegeeigenfrequenzen der kalibrierten Modelle mit den zugehörigen Messergebnissen erzielt werden. Dazu wurden die Biegesteifigkeiten EI und die Drehfedersteifigkeiten c ϕ so lange variiert, bis eine minimale Tragfähigkeits-und Gebrauchstauglichkeitsnachweise von Eisenbahnbrücken für den Hochgeschwindigkeitsverkehr erfordern in der Regel einen Vergleich zwischen relevanten Eigenfrequenzen des Überbaus und Frequenzen aus der periodischen Belastung durch überfahrende Radsätze. Werden die Eigenfrequenzen des Bauwerks rechnerisch bestimmt, hängt die Qualität der Ergebnisse von den in der Modellierung getroffenen Annahmen ab, z. T. entstehen so starke Diskrepanzen zwischen berechneten und realen Eigenfrequenzen. Obwohl der Beitrag der über die Brückenenden hinausgehenden Gleise zur Systemsteifigkeit bekannt ist und sich im Modell über nichtlineare Längsfedern zwischen Gleis und Oberkante Tragwerk bzw. zwischen Gleis und Dammbereich abbilden lässt, wird in der Praxis oft das Modell eines gelenkigen Einfeldträgers gewählt. In diesem Beitrag werden zunächst horizontale Ersatzfedersteifigkeiten zur Abbildung des Dammbereichs mit Schotterbett hergeleitet, aus denen sich entsprechende Drehfedersteifigkeiten am Auflager ergeben. Bei der Modellierung von Einfeldsystemen mit Balken-oder Plattenelementen ist eine Berücksichtigung der Einspannwirkung über Drehfedern an den Auflagern möglich. Weiterhin wird eine Methode zur Ermittlung der ersten Biegeeigenfrequenz n 0 einer Brücke unter Berücksichtigung von Drehfedern an den Auflagern für den vereinfachten Resonanznachweis vorgestellt. Die Anwendung des Verfahrens wird an realen WiB-Brückenbauwerken mit Schotteroberbau gezeigt. Dabei werden berechnete und gemessene n 0 -Werte den jeweiligen Grenzfrequenzen für den vereinfachten Resonanznachweis für Einfeldbrücken mit örtlichen Höchstgeschwindigkeiten bis 200 km/h gegenübergestellt. Restraining effects of railway tracks on fundamental frequencies of single-span bridgesCapacity and serviceability design of high-speed railway bridges often requires comparison of relevant eigenfrequencies of the superstructure to frequencies resulting from periodic excitation by crossing axles. If the eigenfrequencies are calculated, quality of re...
The design of (single-span) railway bridges has to meet the challenge of reliable assessment of potential resonance risks. A simplified resonance check based on a bridge's fundamental frequency is provided in the European standard BS EN 1991-2. However, filler beam bridges often do not fulfil the requirements when assessed by calculation only. Measurements usually reveal much higher fundamental frequencies, thus indicating that the calculated frequencies are inaccurate. The difference between calculations and measurements is strongly connected to the mostly unconsidered stiffness contributions of non-structural elements such as ballast or maintenance workways connected to the deck. BS EN 1991-2 provides recommendations for modelling and calculation of the combined track/structure system for the determination of load effects, thus introducing restraining effects of the tracks in the model. In this paper, substitutional rotational springs are derived from the parameters given in DIN EN 1991-2 . These can be added to a simple beam single-span model, reducing the modelling complexity significantly while providing equivalent results. Furthermore, a formula for calculation of the fundamental frequency is derived from an equivalent single degree-of-freedom system considering the rotational spring stiffness. Measured and calculated natural frequencies of existing filler beam bridges are used to demonstrate the achievable improvements in calculation.
On the influence of constructional elements on the dynamic behaviour of filler beam railway bridges -Part 1: Introduction and measurements on filler beam bridges. Enhancements of the European railway system are amongst other things mainly characterized by increased usage of high speed trains and significantly raised operating speeds. To predict effects of train loading on railway bridges for a dynamic design adequately, knowledge of the system's significant dynamic characteristics is required. Only this ensures that resonance effects, which generally cannot be screened out for high speeds, can be covered analytically by reliable values. Measurements especially carried out on filler beam bridges have shown though that a realistic estimation of eigenfrequencies of bridges is difficult. Actual values and measured ones differ significantly in many cases. In particular non-consideration of structural constraints is seen as reason for this, given that they have an immense effect on a bridge's stiffness and damping characteristics. This first part of the contribution gives a brief survey on the dynamics of high-speed railway bridges. Furthermore results from measurements on filler beam railway decks are presented. In the forthcoming second part of the contribution the influence of particular constructional elements on the dynamic behaviour of filler beam bridges is investigated, supported by numerical studies. Finally the main outcomes are discussed and proposals for an improved dynamic bridge design are made. Einführung 1.WIB-Eisenbahnbrücken
Closing spaces is done either by translation of the edgewise brackets over an archwire or by the use of closing loops of some common design. This investigation suggests the concept of the further refinement of the "wire rubber band" as a means of closing spaces. Advantages of such a wire hypothetically would be to level the dentition, align the dentition, and condense spaces in the dentition with only one or two stretched nickel titanium wires having the proper temperature transition range (TTR). The temperature of the mouth would make such wires return to their original prestretched length. A correctly-sized wire would have sufficient stiffness at mouth temperature, and it would be kept at or above its TTR. The system eliminates friction from edgewise bracket translation and also the use of many auxiliary closing devices as well as reducing the number of archwire changes, thus saving chairside time.
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