Zum Einfluss baulicher Randbedingungen auf das dynamische Verhalten von WIB‐Eisenbahnbrücken

Abstract

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

Vereinfachte Simulation von Zugüberfahrten

“…gebaut und bilden derzeit etwa 25 % des Brückenbestands im deutschen Eisenbahnnetz [1][2][3]. In Deutschland werden sie seit Ende des 19.…”

“…Wie in [2,3] beschrieben, wurden seitens der Deutschen Bahn vor Einführung des ICE3 messtechnische Untersuchungen zum Verhalten von WiB-Brücken durchgeführt. In Bild 2 werden berechnete n 0 -Werte von etwa 30 Brücken den zugehörigen gemessenen Werten gegenübergestellt.…”

“…In Bild 2 werden berechnete n 0 -Werte von etwa 30 Brücken den zugehörigen gemessenen Werten gegenübergestellt. Die Diskrepanzen zwischen Berechnungen und Messungen sind schon länger bekannt und werden allgemein den zusätzlichen Beiträgen zur Systemsteifigkeit von verschiedenen Ausbauelementen zugesprochen, beispielsweise dem Schotterbett oder den Randkappen [2,3,7]. (1) ermittelten Eigenfrequenzen sind größtenteils kleiner als die unteren Grenzwerte gemäß [4,5] und schließen somit eine Resonanzanregung der Brücken auch bei verhältnismäßig geringen Überfahrtsgeschwindigkeiten nicht aus.…”

“…Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten, beispielsweise zur Mittwirkung des Schotterbetts [2,[8][9][10][11][12][13], dürfen nach derzeitigem Stand der Normengebung [4,5] lediglich die Einspannwirkung der Lagerrückstellkräfte und der über die Brückenenden hinausgehenden Gleise (Bild 4) im Rahmen einer Bemessung im Modell günstig zum Ansatz gebracht werden. Die Beiträge der bei WiB-Brücken üblichen Elastomerlager sind vernachlässigbar gering [7].…”

“…Maximalbetrags[2].) An den Auflagern werden durch zusätzliche Drehfedern zusätzliche Biegemomente aktiviert und etwas größere Vertikallasten erzeugt, allerdings wird das Auftreten der höheren Maximallasten in einen höheren Geschwindigkeitsbereich verschoben.…”