Experimentelle Untersuchungen an Befestigungssystemen bezüglich ihrer Einflüsse auf das Schienenverformungsverhalten im Schottergleis können durch die in Gleisen vorhandenen lokalen Unstetigkeiten, wie z. B. Gleislagefehler und Schwankungen der Oberbausteifigkeit, stark beeinflusst werden. Ein homogenes Schottergleis wäre an dieser Stelle erforderlich, welches in der Realität unmöglich herzustellen ist. Anhand der in Liu et. al. (2013) erhaltenen Messdaten wurde am Prüfamt für Verkehrswegebau der TU München ein Finite Elemente (FE)-Modell generiert, wodurch ein homogenes Gleis simuliert werden konnte und eine Untersuchung des Schienenverformungsverhaltens lediglich infolge des Befestigungssystems möglich war. Anhand der durchgeführten Parameterstudien mittels FE-Modellen können folgende Erkenntnisse zusammengefasst werden: (1) Die Angriffsposition der Vertikalkraft (Exzentrizität bezüglich der Schienenachse) ist, zusammen mit der Größe der Lateralkraft L, entscheidend für die Torsionsbeanspruchung der Schiene. Die Schiene ergibt bei einem weichen System aufgrund dessen geringeren Torsionswiderstandes am Schienenkopf eine längere laterale Biegelinie als bei einem harten System mit sonstigen gleichen Randbedingungen. Unter einer gleichen Torsionsbeanspruchung ergibt die Schiene bei einem weichen System (c0 ≤ 200 kN/mm), insbesondere in lateraler Richtung, eine bis zu dreifach längere Biegelinie am Schienenkopf unter L/V > 0,5 als bei einem harten System mit c0 > 200 kN/mm. Die Länge der lateralen Biegelinie am Schienenfuß bleibt dennoch nahezu unverändert. (2) Die Nichtlinearität der Zw beeinflusst das Lastverteilungsverhalten in vertikaler Richtung. Unter hoher Lateralkraft und gleichzeitiger Berücksichtigung der Versteifung der Zw wird die maßgebende statische Stützpunktkraft höher als die, die nach dem Verfahren Zimmermann ermittelt wird. Dementsprechend ergeben sich auch Abweichungen bei der Berechnung der Schieneneinsenkungen. Um die Erhöhung der Stützpunktkraft infolge Torsion der Schiene, welche in DIN EN 13481 bisher nicht berücksichtigt wird, abzudecken, wird bei der Ermittlung der Prüflasten für Stützpunkte der Befestigungskategorien A, B, C, E (enge Radien, L/V > 0,65) ein Erhöhungsfaktor von 1,15 empfohlen. (3) Durch Einsatz von verschiedenen Ski kann das Kippverhalten der Schiene bei "harten" Befestigungssystemen nur unter hohen lateralen Kräften (L/V > 0,65) beeinflusst werden. Insbesondere eine Ski mit geringem Abstand vom Schienenfuß zur Mittelschlaufe verringert erst das Kippen unter hohen lateralen Kräften (L/V > 0,8) deutlich. Die Größen der Anspannkraft, die Steifigkeit vor und nach Einsetzen des Kippschutzes der Spannklemme spielen hierbei nur eine untergeordnete Rolle. (4) Durch Einsatz verschiedener Ski kann das Kippverhalten eines "weichen" Befestigungssystems wesentlich deutlicher beeinflusst werden. Insbesondere eine Ski mit hoher Niederhaltekraft verringert das Kippen schon ab einem niedrigen L/VVerhältnis aufgrund der höheren Systemsteifigkeit. Die erhöhte vertikale Steifigkeit ist bei der Auslegung des Stützpunktes zu beachten.


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    Titel :

    Theoretische Untersuchung des Verformungsverhaltens der Schiene. Das laterale Verformungs- und Lastverteilungsverhalten der Schiene in Abhängigkeit der Schienenbefestigungskomponenten wird nun numerisch untersucht


    Weitere Titelangaben:

    Theoretical investigation of rail deformation behaviour


    Beteiligte:
    Liu, Jia (Autor:in) / Lechner, Bernhard (Autor:in) / Freudenstein, Stephan (Autor:in)

    Erschienen in:

    Der Eisenbahningenieur ; 64 , 11 ; 35-40


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    5 Seiten, 5 Bilder, 2 Tabellen, 6 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch