Methoden zur Schließung der Diskrepanz von berechnetem und gemessenem dynamischen Verhalten von Eisenbahnbrücken - Forschung und Anwendung

Abstract

Zugüberfahrten stellen im Hochgeschwindigkeitsverkehr eine dynamische Beanspruchung für Brückentragwerke dar. Aus tragsicherheits- sowie gebrauchstauglichkeitsrelevanten Aspekten sind die verursachten Schwingungen normativ durch vertikale Maximalbeschleunigungen begrenzt. Aufgrund vereinfachter Modellbildungen kommt es in den dynamischen Berechnungen häufig zu signifikant konservativen Schwingungsprognosen, welche folglich die Überfahrt bzw. die verursachte Schwingungsantwort der Brücke als kritisch ausweisen. Komplexere Modellbildungen, die das reale dynamische Verhalten realitätsnäher approximieren können, gehen neben erheblichem Rechenaufwand mit der notwendigen Kenntnis von mehr Systemparametern einher, welche oft nicht zur Verfügung stehen. An der TU Wien werden durch Forschungsprojekte isolierte Mechanismen sowie deren Interaktionen des komplexen dynamischen Gesamtsystems untersucht. Tieferes Verständnis der interaktiven Teilsysteme sowie die Ermittlung von realistischen Kennwerten für die dynamische Simulation ermöglichen eine höhere Treffgenauigkeit der rechnerischen Prognosen. Neben der Beschreibung der dissipierten Energie im System wird im vorliegenden Beitrag als Kernuntersuchung das Modell „Zusatzdämpfung“ vorgestellt. Dieses führt die Fahrzeug-Brücken-Interaktion in ein in der Ingenieurpraxis einfach anzuwendendes Modell über, ohne zu kritischen bzw. zu konservativen Schwingungsprognosen zu führen. Dabei wird die Anwendbarkeit einer zugspezifisch kalibrierten Zusatzdämpfung auf eine neue Generation von Wagen diskutiert.