Zur Simulation des dynamischen Verhaltens von Schienenfahrwegen unter Berücksichtigung mittelfristiger Änderungen infolge von Rissen und Setzungen wird ein zweistufiges Rechenmodell vorgeschlagen. Im ersten Berechnungsschritt werden die durch mögliche Kombinationen von Verkehrs- und Zwangslasten hervorgerufenen Spannungsverläufe bei einer Zugüberfahrt berechnet. Hierfür kommt ein numerisches Modell zur Anwendung, welches neben den im Fahrweg enthaltenen Imperfektionen (Risse und Hohllagenverteilung) auch die durch die dynamischen Wechselwirkung zum Untergrund hervorgerufenen Effekte berücksichtigt. Ein nachfolgender Berechnungsschritt dient der Bestimmung der Schädigungsentwicklung innerhalb einer definierten Liegedauer bzw. die Liegedauer bis zum örtlichen Versagen. Das derzeit für den ersten Schritt entwickelte Berechnungsmodell berücksichtigt die wesentlichen Einflüsse von Rissen in der Tragplatte durchgehender Betonfahrbahnen auf deren Trag- und Verformungsverhalten. Für die zunächst getrennt erfolgende numerische Modellierung des Untergrundes wird eine auf der Fundamentallösung des elastischen Halbraumes basierende Randelementemethode verwendet. Zur Ankopplung an die Hauptstruktur (den Fahrweg) wird er auf die an der Kontaktfläche mit dem Fahrweg definierten Interaktionspunkte reduziert, an denen die Gleichgewichts- und Kompatibilitätsbedingungen zu erfüllen sind. Der Fahrweg selbst wird nach der Finite-Elemente-Methode beschrieben. Zur Analyse der Risse wird der aus der Betontragschicht und der hydraulisch gebundenen Tragschicht bestehende Fahrweg als zweischichtige elastische Platte modelliert, deren Nichtlinearitäten in den diskreten Rissen konzentriert sind. Momenten- und Querkraftübertragung werden an diesen Stellen durch rissspezifische Momenten-Winkelsprung-Beziehungen bzw. Querkraft-Hysteresen beschrieben. Für die Simulation des Einflusses durchgehender Querrisse auf das Fahrwegverhalten bei der Überfahrt eines Hochgeschwindigkeitszugs wurden konstante Rissabstände angesetzt, die, wie Ergebnisse zeigen, das Tragverhalten erheblich beeinflussen. Trägt eine ungerissene Fahrbahnplatte überwiegend in Längsrichtung, so erfolgt bei kurzen Rissabständen eine weitgehende Umlagerung von Längs- auf Querbiegemomente. Der Einfluss der Rissvorspannung wirkt sich dahingehend aus, dass sich ein klaffender Riss eher durch den Grenzfall freier Rissufer und ein gestauchter Riss eher durch eine ungerissene Platte approximieren lässt.


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    Titel :

    Einfluß der Rißbildung in der Betontragschicht einer Festen Fahrbahn auf deren Beanspruchungen


    Beteiligte:
    Bergmann, S. (Autor:in) / Savidis, S.A. (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2003


    Format / Umfang :

    17 Seiten, 8 Bilder, 10 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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