Die integrale Bauweise ist im Bereich der Eisenbahnbrücken bewährter Stand der Technik, insbesondere in der Form kurzer Rahmenbauwerke. Auf Neubaustrecken der DB Netz wurde anhand von integralen und semi-integralen Großbrücken das Potenzial der lager- und fugenlosen Bauweise aufgezeigt. Die Feste Fahrbahn ohne Schotter wurde parallel dazu gezielt weiterentwickelt und wird auf Neubaustrecken weltweit eingebaut. Je nach Ausführung wird der Bereich genormter und zugelassener Bauweisen dabei teilweise verlassen.
Die Besonderheiten von Eisenbahnbrücken in integraler Bauweise und Bauarten der Festen Fahrbahn werden im Zusammenhang mit den eisenbahntechnischen Anforderungen und den Technischen Regelwerken dargelegt.
An einem Rahmenbauwerk mit Tiefgründung und schotterlosem Oberbau wird eine Parameterstudie durchgeführt. Auf Grundlage der Berechnung erfolgen die entwurfsplanerische Durchbildung und die Herausarbeitung von Grenzkriterien. Die Ausführungen werden durch eine Eigenwertanalyse als Basis für genauere dynamische Betrachtungen sowie Hinweise für Ausführungsplanung und Realisierung abgerundet.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Integrale Bauweise im Eisenbahnbrückenbau
- Entwicklung und Vorbilder integraler Bauweise
- Konstruktion und Tragverhalten integraler Brücken
- Ausführungsbeispiele
- Feste Fahrbahn als Eisenbahnoberbau
- Entwicklung und Einsatzgebiete
- Eigenschaften und Abgrenzung zum Schotteroberbau
- Grundsätzlicher Aufbau Fester Fahrbahn
- Eingelagerte FF-Systeme
- FF-Systeme in Fertigteilsysteme
- Aufgelagerte FF-Systeme
- Feste Fahrbahn und Längskraftabtragung auf Brücken
- Feste Fahrbahn auf langen Brücken
- Feste Fahrbahn auf kurzen Brücken
- Direkte Schienenbefestigung auf Massivbrücken
- Beanspruchung und Ausführung von Übergangsbereichen
- Bewegungen an Übergangsbereichen
- Schienenspannungen und Stützpunktkräfte im Brückenbereich
- Konstruktive Maßnahmen am Übergang Brücke - Erdbauwerk
- Technische Regelwerke und eisenbahnspezifische Anforderungen
- Technische Baubestimmungen und Bauregellisten
- Eisenbahnspezifische Technische Baubestimmungen und Bauregellisten
- Bauarten außerhalb des Regelwerks
- Die Zulassungsinstrumente UiG und ZiE
- Zulassungsverfahren für integrale / semi-integrale Eisenbahnbrücken
- Integrale Brücken in den Regelungen der BASt
- Regelungssituation bei Fester Fahrbahn
- Tragwerksuntersuchung mit Variation statisch-konstruktiver Parameter
- Methoden und Zielstellung
- Referenzbauwerk
- Tragwerksmodell und Baustoffparameter
- Baugrundparameter
- Lastannahmen
- Ständige Lasten
- Verkehrslasten Dienstgehweg
- Temperatureinwirkungen
- Windeinwirkungen
- Lasten infolge Bremsen und Anfahren
- Erddruckansatz
- Verkehrslasten und dynamischer Beiwert
- Sonstige Einwirkungen
- Ergebnisschnittgrößen in GZT und GZG
- Überlagerungen und Lastfallkombinationen
- Berechnungsparameter und FE-Modellierung
- Interpretation der wesentlichen Schnittgrößenverläufe
- Einfluss der Gründung auf die Berechnungsergebnisse
- Schnittgrößen in den Bohrpfählen
- Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit / Verformung
- Bemessungsschnittgrößen und konstruktive Durchbildung
- Methodik und Abgrenzung
- Beanspruchung und Bewehrung der Bohrpfähle
- Bewehrung der Platte
- Pfahl- und Flächenbewehrung bei kurzen Stützweiten
- Dynamische Betrachtungen
- Herangehensweise bei der Eigenwertermittlung
- Ermittlung der Eigenformen und Eigenfrequenzen
- Resonanzrisiko bei Eisenbahnbrücken und Ausschlusskriterien
- Bewertung des Resonanzrisikos für VE ≤ 200 km/h
- Bewertung des Resonanzrisikos für 200 km/h < VE ≤ 300 km/h
- Betrachtung des Grenzfalls 300 km/h
- Ansätze und Grenzen bei der Ermittlung dynamischer Schnittgrößen
- Konstruktive Schlussfolgerungen
- Zusammenfassung und Ausblick
- Anhang und Schrifttum
- Verzeichnis der Abkürzungen
- Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen und Symbole
- Verzeichnis der Abbildungen
- Verzeichnis der Tabellen
- Verzeichnis der Anlagen
- Literatur- und Quellenverzeichnis
- Anlagen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Ausführung Fester Fahrbahnen auf Eisenbahnbrücken in integraler Bauweise. Ziel ist es, die statischen und dynamischen Eigenschaften dieser Bauwerke zu analysieren und konstruktive Empfehlungen für die Ausführung zu geben.
- Integrale Bauweise im Eisenbahnbrückenbau
- Feste Fahrbahn als Eisenbahnoberbau
- Beanspruchung und Ausführung von Übergangsbereichen
- Technische Regelwerke und eisenbahnspezifische Anforderungen
- Tragwerksuntersuchung mit Variation statisch-konstruktiver Parameter
- Dynamische Betrachtungen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in die Thematik der integralen Bauweise im Eisenbahnbrückenbau ein und erläutert die Bedeutung der Fester Fahrbahn als Eisenbahnoberbau.
Kapitel 2 befasst sich mit der Entwicklung und den Vorbildern der integralen Bauweise im Eisenbahnbrückenbau. Es werden die Konstruktion und das Tragverhalten integraler Brücken sowie Ausführungsbeispiele vorgestellt.
Kapitel 3 behandelt die Entwicklung, die Einsatzgebiete und die Eigenschaften der Fester Fahrbahn als Eisenbahnoberbau. Es werden verschiedene Systeme der Fester Fahrbahn, ihre Anwendung auf Brücken und die Besonderheiten bei der Längskraftabtragung erläutert.
Kapitel 4 untersucht die Beanspruchung und Ausführung von Übergangsbereichen zwischen Brücke und Erdbauwerk. Es werden die Bewegungen an Übergangsbereichen, die Schienenspannungen und Stützpunktkräfte im Brückenbereich sowie konstruktive Maßnahmen zur Optimierung des Übergangs betrachtet.
Kapitel 5 befasst sich mit den technischen Regelwerken und eisenbahnspezifischen Anforderungen für die Ausführung von Eisenbahnbrücken. Es werden die relevanten Baubestimmungen und Bauregellisten sowie die Zulassungsverfahren für integrale und semi-integrale Brücken vorgestellt.
Kapitel 6 analysiert das Tragverhalten eines Referenzbauwerks mit Variation statisch-konstruktiver Parameter. Es werden die Lastannahmen, die Berechnungsparameter und die FE-Modellierung erläutert. Die Ergebnisse der Untersuchung werden in Form von Schnittgrößenverläufen und Verformungen dargestellt.
Kapitel 7 behandelt die dynamischen Betrachtungen des Tragwerks. Es werden die Eigenwertermittlung, die Ermittlung der Eigenformen und Eigenfrequenzen sowie das Resonanzrisiko bei Eisenbahnbrücken untersucht. Die Ergebnisse werden für verschiedene Geschwindigkeiten des Zuges bewertet.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die integrale Bauweise, die Feste Fahrbahn, Eisenbahnbrücken, Tragwerksuntersuchung, dynamische Betrachtungen, Resonanzrisiko, Übergangsbereiche, technische Regelwerke, eisenbahnspezifische Anforderungen, Lastannahmen, FE-Modellierung, Schnittgrößen, Eigenformen, Eigenfrequenzen, Geschwindigkeiten, konstruktive Empfehlungen.
- Quote paper
- Benjamin Wolf (Author), 2014, Untersuchungen zur Ausführung Fester Fahrbahnen auf Eisenbahnbrücken in integraler Bauweise, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/294332
