Eisenbahnbrücken unter seismischer Mehrpunkterregung

Abstract

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen seismischer Mehrpunkterregung bei Eisenbahnbrücken. Dabei werden die theoretischen Grundlagen zur Erdbebendynamik für Brücken und deren Lösungsverfahren studiert. Es wird gezeigt, wie die Modale Analyse und das Newmark -ß; Verfahren für die Anwendung zur Mehrpunkterregung erweitert werden können. Im Bezug auf die seismischen Grundlagen und die Erdbebenfortpanzung wird auch auf die Problematik der oft vernachlässigten Vertikalkomponente der Erdbebeneinwirkung aufmerksam gemacht. Neben den theoretischen Grundlagen soll auch die Handhabung des Eurocodes 8 zu dieser Thematik behandelt werden. Im praktischen Teil der Arbeit wird ein Brückentragwerk, ausgebildet als Zweifeldträger mit einer Feldlänge von je 56m, mehreren Erdbebenanalysen unterzogen. Es wird sowohl die horizontale als auch die vertikale Erdbebenkomponente beachtet. Das Tragwerk wird dabei durch Punktmassen diskretisiert und die Auswirkungen für die Verschiebungsantworten, eines diskontinuierlichen Querschnittsverlaufs werden durch Anwendung eines Rayleigh-Ritz Ansatzes abgebildet. Die dynamischen Auswirkungen der räumlichen Veränderlichkeit der Erdbebeneinwirkung werden mit einer konventionellen Erdbebenberechnung und mit dem Berechnungsprozedere nach Eurocode 8 verglichen.

This diploma thesis deals with the eect of seismic multiple support excitation on railway bridges. Starting with theoretical basics and earthquake dynamics for bridges, it is shown how the conventional solution methods, Modal Analysis and Newmark-ß; , can be extended to multiple support excitation. The eect of the often neglected vertical seismic excitation shall also be studied. In addition to the theoretical analysis the applicability of the Eurocode 8 is examined. In the practical part of this thesis, a bridge constructed as a two span beam, with a eld length of 56m, is subjected to several earthquake excitations. Both the horizontal and vertical component of the earthquake excitation are considered. The bridge is discretized by means of lumped masses in the middle of the span. The eect of discontinuous cross-section prole is considered through a Rayleigh-Ritz approach. The dynamic eect of the spacial variability of the earthquake excitation is compared with conventional earthquake analysis as well as with the analysis procedure shown in Eurocode 8.