Titelaufnahme

Titel
Dynamische Beurteilung von Eisenbahnbrücken
Weitere Titel
Dynamic assessment of railway bridges
AutorInnenKatzgraber, Thomas
GutachterVill, Markus
Erschienen2016
Datum der AbgabeJuli 2016
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Dynamik / Eisenbahnbrücke / Hochgeschwindigkeit / Interoperabilität / RailAIXpert / Resonanz / Zugskonfiguration
Schlagwörter (EN)dynamic / railway bridge / high-speed / interoperability / RailAIXpert / resonance / train configuration
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Vergleich zweier Zugskonfigurationen im Zuge einer dynamischen Beurteilung einer bestehenden Eisenbahnbrücke unter Hochgeschwindigkeitsverkehr.

Dabei stellt eine Zugskonfiguration die Anforderungen nach der europäischen Normung dar (HSLM) und die andere einen Zug, welcher diese Anforderungen nicht erfüllt (Railjet). Die dynamische Beurteilung wird mithilfe des Softwareprogramms RailAIXpert umgesetzt.

Zuerst erfolgt dafür eine Zusammenfassung aller normativen Anforderungen für eine dynamische Beurteilung. Dabei sind Brücken für die Bemessung entweder nur mit statischen Lasten oder bei einer dynamischen Berechnung auch mit dynamischen Lasten durch Zugskonfigurationen zu belasten. Bei Erfordernis einer dynamischen Berechnung sind dann die Dämpfung, Masse und Steifigkeit einer Brücke in Abstimmung auf die Berechnungsmethode festzulegen. Die Nachweisführung beruht auf einen Vergleich der statischen mit den dynamischen Einwirkungen. Außerdem wird die vertikale Beschleunigung, Durchbiegung Verwindung und Verdrehung des Überbaus überprüft und entsprechend der erlaubten Grenzen die maximale Überfahrtgeschwindigkeit der Brücke begrenzt.

Als nächstes erfolgt eine Anwendung dieser Grundlagen mit einer dynamischen Berechnung durch RailAixpert an der bestehenden einfeldrigen Eisenbahnbrücke. Dabei ergibt sich die vertikale Beschleunigung als maßgebendes Kriterium, welches die Überfahrtgeschwindigkeit mit 207,5 km/h begrenzt.

Zuletzt erfolgt ein Vergleich der dynamischen Auswirkungen zwischen den Zugskonfigurationen. Dieser wird zuerst durch verschiedene einfache dynamische Abschätzungen mit RailAIXpert durchgeführt. Anschließend wird ein Bezug zur dynamischen Berechnung hergestellt und die Abschätzungsmöglichkeiten auf ihre Praxistauglichkeit beurteilt. Dabei erweist sich die „Signatur“ und „Aggressivität“ als Varianten allein eher ungeeignet, da es zu großen Schwankungen bei der Bestimmung kritischer Überfahrtgeschwindigkeiten kommen kann. Der „Kritische Bereich“ erweist sich als genaueste und sicherste Variante, wobei die Überprüfung vieler Überfahrtgeschwindigkeiten sehr aufwändig ist. Die Kombination aller Varianten lässt sich dennoch effizient einsetzen.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the comparison of two train configurations as a part of a dynamic assessment of an existing railway bridge under high-speed traffic.

One of that train configurations represents the requirements of the european standards (HSLM) and the other one is a train, which doesn’t meet the requirements (Railjet). The dynamic assessment will be implemented with the software program RailAIXpert.

At the beginning all requirements of the standards for the dynamic assessment are summed up. In this context bridges are dimensioned with static loads or for a dynamic calculation they are also dimensioned with train configurations as dynamic loads. If there is a need for a dynamic calculation, it is also necessary to determine the absorption, mass and rigidity of a bridge in dependence of the used method of calculation. The verification management is concerned with a comparison between the static and the dynamic loads. Furthermore the vertical acceleration, deflection, torsion and rotation of the superstructure have to be proofed and the maximum speed of crossing in accordance with the allowed borders has to be restricted.

Afterwards the gathered requirements are implemented on an existing single span railway bridge by a dynamic calculation with RailAIXpert. As a result, the vertical acceleration is the crucial criterion which restricts the speed of crossing with 207.5 km/h.

Finally, the dynamic effects between the train configurations are compared. This comparison starts with various easy dynamic assessments through RailAIXpert. Then the possibilities of the assessment are referred to the dynamic calculation in order to evaluate their practical suitability. As a result, the “Signatur” and “Aggressivität” as only variants are rather unsuitable because in the determination of critical speeds of crossing great fluctuations are possible. The “Kritische Bereich” is the most accurate and safest variant, but the verification of many speeds of crossing comes along with much of work. Nevertheless, the combination of all variants is suitable to be used efficiently.

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