P 1099 – Dynamische Auslegung von Verbundbrücken mit integralen Widerlagern

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Die rechnerische Prognose des Verhaltens von Eisenbahnbrücken ist oftmals nicht zufriedenstellend. Messungen können in vielen Fällen zeigen, dass sich das betreffende Brückenbauwerk in der Realität deutlich günstiger verhält als in der Berechnung. Da Eisenbahnbrücken durch die regelmäßigen Achsabstände der überfahrenden Züge z.T. sehr hohen dynamischen Lasten ausgesetzt werden, gilt es, die Eigenfrequenzen und zugehörigen Modalformen, die durch Vertikallasten angeregt werden können, möglichst genau vorherzusagen. Ebenso von Interesse sind die Dämpfungseigenschaften des Bauwerks. Zurückführen lassen sich die Unterschiede zwischen berechneten und gemessenen Eigenfrequenzen zumindest teilweise darauf, dass sich die Beiträge bestimmter Ausbauelemente zur Systemsteifigkeit und -dämpfung nach derzeitiger Normenlage nicht bei der Bauwerksmodellierung berücksichtigen lassen.

Bei Brücken mit integralen Widerlagern stellt sich zusätzlich die Frage nach der Mitwirkung des Hinterfüllungsmaterials. Zur Klärung dieser Fragestellung wurde die Rahmenbrücke über die Salzach in mehreren Bauzuständen messtechnisch untersucht. Die Messergebnisse werden in Kapitel 2 des vorliegenden Berichtes vorgestellt. Da sich bei dieser Brücke speziell nur ein vernachlässigbarer Einfluss des Hinterfüllungsmaterials beobachten ließ, wurden zusätzlich Parameterstudien mit numerischen Modellen durchgeführt. Diese werden in Kapitel 3 vorgestellt.

Neben den dynamischen Kurzzeitbelastungen durch die überfahrenden Züge, gilt es bei Brücken mit integralen Widerlagern den Einfluss jahreszeitlicher Unterschiede auf das Tragwerk zu untersuchen. So resultieren jahreszeitlich bedingte Längungen und Kürzungen des Überbaus in einer Änderung der Erddruckbelastung bzw. in einer Änderung der dynamischen Eigenschaften des Systems „Bauwerk – Hinterfüllung“.

Im Kapitel 4 des vorliegenden Berichtes werden die durchgeführten Messungen an der Rednitztalbrücke vorgestellt und ausgewertet. Die Rednitztalbrücke ist eine 170 m lange integrale Brücke. Der Fokus bei den Messungen liegt auf der Analyse der Verformungen des integralen Tragwerks und der Beanspruchung des Gleises im Bereich des Bauwerks und des Übergangs zum Damm unter klimatischen Einwirkungen (Langzeitmonitoring). Ziel der Messung ist die Charakterisierung der thermischen Dehnungen des Überbaus und der Interaktion mit dem Hinterfüllbereich. Auf Basis der Erkentnisse zu den Bauwerksverformungen werden die Schienenspannungen ausgewertet und für einen
anschließenden Modellvergleich aufbereitet.

Die Erkenntnisse, die im Projekt zur realistischen Modellierung von Eisenbahnbrücken
mit integralen Widerlagern gewonnen werden konnten, werden für den Anwender in Kapitel 6 zusammengefasst. Das ursprüngliche Ziel des Forschungsvorhabens konnte damit erreicht werden.

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P 1099 – Dynamische Auslegung von Verbundbrücken mit integralen Widerlagern