Last- und Tragmodelle für Eisenbahnbrücken mit orthotroper Platte

Abstract

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Berechnung einer einfeldrigen, eingleisigen Eisenbahnbrücke mit orthotroper Fahrbahn. Das globale Tragsystem entspricht einem 70 m gespannten Einfeldträger.<br />Das lokale System wird von einer orthotropen Platte gebildet. Dieses lokale System wird in dieser Diplomarbeit näher untersucht. Dabei werden die drei untersuchten Bauteile, das Deckblech, die Längsrippen und die Querträger, berechnet. Diese drei Bauteile werden mit unterschiedlichen statischen Modellen abgebildet und bemessen. Die Bemessung erfolgt für verschiedene Querträgerabstände und für drei verschiedene Aufteilungsvarianten des Verkehrslastfalles LM 71.<br />Zuerst wird das Deckblech behandelt, welches als Durchlaufträger in Querrichtung abgebildet wird. Die Bemessung dieses Bauteils erfolgt mit dem ungünstigsten der drei modellierten Verkehrslastfälle (LM 71, LM 71aufg1 und LM 71aufg2) und wird für drei Querträgerabstände berechnet. Danach werden die Längsrippen behandelt. Diese werden nach zwei verschiedenen Modellen abgebildet und untersucht. Dies erfolgt durch die Berechnung als Durchlaufträger und mit der genaueren Modellierung als Trägerrostsystem. Bei der Bemessung werden die Querträgerabstände variiert und der Verkehrslastfall LM 71 verschieden aufgeteilt. Danach werden neben den Einflusslinien die Schnittgrößen und die Spannungen in den maßgebenden Schnitten verglichen und für die Begründung der erhaltenen Ergebnisse aufbereitet. Das sich daraus ergebende Resultat zeigt, dass die Einflussflächen, die Schnittgrößen und die berechneten Spannungen aus der Trägerrostberechnung größere Werte liefern als jene der Durchlaufträgerberechnung. Das ergibt sich dadurch, dass beim Trägerrostsystem die benachbarten Längsrippen mitwirken.<br />Der dritte Bauteil, der Querträger, wird als Einfeldträger abgebildet.<br />Dieser Bauteil wird ebenfalls für die Verkehrslastfälle - LM 71, LM 71aufg1 und LM 71aufg2 - und die unterschiedlichen Querträgerabstände berechnet und bemessen. Als Ergebnis dieser Berechnung zeigt sich, dass der Querträgersteg eine Dicke von mehr als 20 mm aufweisen muss, damit der Ermüdungsnachweis erfüllt wird. Laut der ÖNORM EN 1993-2 [21] wird eine Empfehlung der Querträgerstegdicke von max. 20 mm angegeben. Diese Empfehlung muss hier unberücksichtigt bleiben.<br />

This master's thesis deals with the calculation of a single-way track railway bridge. The main structural system is a single-span girder with a 70 m span length, whereas the secondary structural system is a girder grid. This system consists of longitudinal and transversal girders and is the main component of this master's thesis.<br />In this thesis, the three main components are calculated. First, the cover plate which is calculated as continues beam, second, the longitudinal girders calculated as a continuous beam or as a girder grid, and finally, the transversal girders calculated as a single-span beam. Furthermore, three different railway loading cases and three different transversal girder intervals are considerated.<br />First, the cover plate is calculated as a continuous beam. In this calculation, only one loading case and three different transversal girder intervals are considered. The different results are compared and summarized in the last chapter.<br />Second, there are two different structural systems for the longitudinal girder: the continuous beam and the girder grid. The girder grid modelling leads to a higher stress level than continuous beam modelling.<br />Therefore, for a correct calculation, a girder grid calculation has to be applied. In the girder grid, the neighbored longitudinal girders also carry loads and interact with other ones. This is why the girder grid results are higher than those resulting from the continuous beam calculation.<br />Last, the transversal girder is calculated as a single-span beam. As a result of these calculations we can summarize that the transversal girder web needs a thickness exceeding 20 mm. There is a recommendation of a maximum thickness of 20 mm concerning to ÖNORM EN 1993-2 [21], but this thickness is not enough to stisfied the fatigue verification.<br />