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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Dämpfungskennwerte des Schotteroberbaus auf Eisenbahnbrücken. Teil 1: Vertikale Relativbewegungen im Schotteroberbau. Teil 2: Energiedissipation im Schotteroberbau und zugehöriges Rechenmodell

Damping parameters of ballasted track on railway bridges. Part 1: Vertical relative displacements in the ballast. Part 2: Energy dissipation in the ballasted track and related calculation model

Oftmals wird das Schwingungsverhalten von Eisenbahnbrücken in Prognosen rechnerisch überschätzt, Die wesentlichen Einflussfaktoren auf solche dynamischen Berechnungen sind die Steifigkeit des Bauwerks und die Dämpfungseigenschaften des Schotteroberbaus. Der Einfluss des Schotteroberbaus ist jedoch noch mit Unklarheiten behaftet, die sich in der Diskrepanz zwischen Berechnungen und Messungen ausdrücken. Teil 1 beschreibt eine an der TU Wien entwickelte Versuchsanlage zur gezielten isolierten Erforschung des dynamischen Schotteroberbauverhaltens einschließlich der Idealisierung der Anlage als mechanisches Modell. Mit den Messwerten und Rechenansätzen wird die dissipierte Energie und der zugehörige Dämpfungskennwert abgeleitet. Die Versuchsanlage besteht aus einem 7,85 Meter langen und 4,50 Meter breiten zweifach gelagerten Stahltrog mit einem darin eingebauten 6,00 Meter langem Schotteroberbauabschnitt. Dynamisch angeregt wird die Versuchsanlage durch eine rotierende Unwucht. Der Frequenzbereich der Anregung liegt zwischen 4 und 9 Hertz. Für die Idealisierung der Versuchsanlage als mechanischem Modell wird von einem Schwingsystem mit linearen Systemeigenschaften ausgegangen. Bei der mechanischen Idealisierung der Versuchsanlage vernachlässigte man die auftretende horizontale Relativverschiebung. Die Messungen zeigen, dass im Schotter sowohl Verschiebungen als auch Beschleunigungen infolge der Überwindung der Haftreibung im Korngerüst auftreten. Mit den Messergebnissen konnte ein Rechenansatz zur Bestimmung der dissipierten Energie im Schotterbett aufgestellt werden, aus dem man auch die zugehörigen Dämpfungskennwerte errechnen kann. Im 2. Teil werden die in Teil 1 ermittelten Dämpfungskennwerte mit den aus der Literatur bekannten Kennwerten verglichen. Damit sind eine qualitative und quantitative Beurteilung und Verifizierung der Ergebnisse möglich. Des Weiteren wird ein komplexeres und detaillierteres Schotteroberbaumodell vorgestellt, bei dem die Dämpfungskennwerte als bereits bekannte Größen in entsprechende Bestimmungsgleichungen integriert werden. Dieses modifizierte mechanische Modell berücksichtigt neben der Energiedissipation infolge vertikaler Relativverschiebungen auch noch Energiedissipationen durch horizontale Relativverschiebungen zwischen Gleis und Tragwerk und auch Energiedissipationen, die durch vertikale Absolutbewegungen des Schotteroberbaus entstehen. Es handelt sich somit um ein vollständiges Rechenmodell, das die drei wesentlichen Energiedissipations- beziehungsweise Dämpfungsmechanismen beinhaltet, welche im Schotteroberbau infolge tragwerksinduzierter Schwingungen vorhanden sind. ABSTRACT IN ENGLISH: The effects of the ballasted track on the dynamic properties of railway bridges have been the focus of pertinent scientific discourse up to the present. The discrepancies between dynamic calculations and measurements have thus constituted core challenges in railway bridge engineering to this very day. A wide range of mechanical models allows for dynamic calculation of bridge vibrations. However, pertinent parameters vary considerably and thus call for targeted research of ballasted track. Such focused and isolated analysis of the dynamic behaviour on railway bridges is conducted at a special large-scale test facility at TU Wien. Part 1 focuses on the energy dissipation as a result of vertical displacements in the ballasted track with special consideration of damping parameters gained from combined theoretical and empirical calculations. The core parameters thus obtained show a significant dependency on the acceleration level. They are subsequently integrated into a comprehensive, detailed model (part 2). (A)

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 465-74&552-62
  • Serial:
    • Bautechnik
    • Volume: 98
    • Issue Number: 7&8
    • Publisher: Ernst & Sohn GmbH
    • ISSN: 0932-8351

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01787613
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 10 2021 2:18PM