Dynamik von Eisenbahnbrücken: Diskrepanz zwischen Messung und Berechnung

摘要

Die Durchführung von dynamischen Berechnungen und dynamischen Messungen von Eisenbahnbrücken zur Ermittlung der dynamischen Parameter erfordert vom zuständigen Ingenieur ein hohes Maß an Erfahrung und insbesondere bei Bestandsbrücken lassen sich für diese Aufgaben aufgrund der Vielzahl und Komplexität der unterschiedlichen im Netz des Infrastrukturbetreibers befindlichen Tragwerkstypen sowie deren zum Teil nicht eindeutig definierten Randbedingungen nur schwer sich wiederholenden Bearbeitungsregeln (im Sinne einer Standardisierung) angeben. Im vorliegenden Artikel werden die bei der Durchführung von dynamischen Berechnungen bei Eisenbahnbrücken in der Praxis immer wieder festgestellten Diskrepanzen zwischen rechnerisch ermittelten und tatsächlich gemessenen dynamischen Parametern anhand ausgewählter realer Eisenbahnbrücken veranschaulicht und es werden Gründe für die Abweichungen angegeben. Im Vordergrund dieser Arbeit steht der Vergleich von rechnerisch, anhand von analytischen Gleichungen und/oder mithilfe von FE-Modellen, ermittelten Eigenfrequenzen zu den beim realen bestehenden Brückentragwerk tatsächlich gemessenen Werten. Zusätzlich werden für die betrachteten Eisenbahnbrücken-tragwerke auch gemessene Lehr'sche Dämpfungen angegeben und mit den theoretischen normgemäßen Ansätzen für die Dämpfung verglichen. Es wird gezeigt, dass insbesondere im Fall von Bestandsbrücken der korrekten realitätsangepassten Wahl der Randbedingungen eine entscheidende Bedeutung zukommt. Man wird erkennen, dass die realitätsnahe Wahl der Randbedingungen nur über die Durchführung von dynamischen Messungen am Brückentragwerk möglich wird und dass im Fall von Bestandsbrücken eine alleinige theoretische dynamische Berechnung mit Simulation der Zugüberfahrten aufgrund signifikanter Diskrepanzen zwischen Berechnung und Messung mit großen Unscharfen behaftet sein kann. Im Artikel wird auch gezeigt, dass zur realitätsnahen Modellierung von Rahmentragwerken der Berücksichtigung von Flügelwänden eine hohe Bedeutung zukommt. Der vorliegende Artikel soll dem in der Dynamik von Eisenbahnbrücken tätigen Ingenieur wertvolle Hinweise bei der Erstellung eines realitätsnahen numerischen Modells und bei der Durchführung von dynamischen Messungen bei Eisenbahnbrücken liefern.