Untersuchungen zum Resonanzverhalten von Eisenbahnbrücken unter dem Einfluß von Hochgeschwindigkeitsverkehr

Inhaltsverzeichnis

• Aufgabenstellung
• Einleitung
• Theoretische Grundlagen
  • Theorie des Biegeschwingers
    • Freie, ungedämpfte Schwingungen
    • Überschlagsformeln für die Eigenfrequenzen
    • Erzwungene Schwingungen, modale Superposition
    • Erzwungene Schwingungen infolge einer bewegten Einzellast
• Normen und Richtlinien
  • DB Rahmenplanung
  • Richtlinie 804
  • DIN-Fachbericht 101
• FEM-Simulation der Zugüberfahrt
  • Voruntersuchungen und Modellaufbau
    • Modellbildung
    • Eigenformen für die modale Superposition
    • Netzdichte
    • Zeitliche Diskretisierung
    • Modellierung der Radlasten des ICE 3
    • Unstetig veränderlicher Querschnitt
    • Spannstahl
  • Brücken- und Lastvarianten
  • Auswertung und Vergleich
    • Dynamische Untersuchung mit originalgetreuen Radlasten des ICE 3
    • Dynamische Untersuchung mit gemittelten Radlasten
    • Vergleich der Ergebnisse aus den Untersuchungen mit gemittelten und originalgetreuen ICE-3-Radlasten
• Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit zielt darauf ab, das Resonanzverhalten von Eisenbahnbrücken im mittleren Stützweitenbereich unter dem Einfluss von Hochgeschwindigkeitsverkehr zu untersuchen. Hierbei werden Einfeldträger mit unterschiedlicher Schlankheit analysiert, wobei der Fokus auf dem Betriebszug ICE 3 mit Geschwindigkeiten von bis zu 350 km/h liegt. Die Berechnungen erfolgen anhand der Ril 804 und DIN-Fachberichte.

• Analyse des Resonanzverhaltens von Eisenbahnbrücken im mittleren Stützweitenbereich
• Untersuchung von Einfeldträgern mit unterschiedlicher Schlankheit
• Dynamische Berechnungen für den Betriebszug ICE 3 mit Geschwindigkeiten bis zu 350 km/h
• Vergleich dynamischer und statischer Verformungen
• Ableitung von Erkenntnissen für den Entwurf von HGV-Eisenbahnbrücken

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Aufgabenstellung: Dieses Kapitel erläutert die Motivation der Diplomarbeit, die Relevanz von dynamischen Effekten im Hochgeschwindigkeitsverkehr und die konkrete Zielsetzung der Arbeit.
• Kapitel 2: Einleitung: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die historische Entwicklung des Hochgeschwindigkeitsverkehrs und die damit verbundenen Herausforderungen für den Brückenbau. Es werden die verschiedenen ICE-Züge vorgestellt und die Bedeutung der Richtlinie 804 für dynamische Untersuchungen hervorgehoben.
• Kapitel 3: Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel beleuchtet die Grundlagen der Biegeschwingungen und beschreibt die relevanten Theorien wie freie, ungedämpfte Schwingungen, Überschlagsformeln für die Eigenfrequenzen und erzwungene Schwingungen, einschließlich der modalen Superposition.
• Kapitel 4: Normen und Richtlinien: Dieses Kapitel präsentiert die relevanten Normen und Richtlinien, die für die Berechnung von Eisenbahnbrücken im Hochgeschwindigkeitsverkehr gelten. Dazu zählen die DB Rahmenplanung, die Richtlinie 804 und der DIN-Fachbericht 101.
• Kapitel 5: FEM-Simulation der Zugüberfahrt: Dieses Kapitel befasst sich mit der Durchführung der dynamischen Berechnungen mithilfe der Methode der Finiten Elemente (FEM). Es werden die Modellbildung, die Auswahl der Eigenformen für die modale Superposition, die Festlegung der Netzdichte und die Modellierung der Radlasten des ICE 3 beschrieben.

Schlüsselwörter

Die Diplomarbeit konzentriert sich auf die Untersuchung des Resonanzverhaltens von Eisenbahnbrücken unter dem Einfluss von Hochgeschwindigkeitsverkehr. Wichtige Schlüsselwörter sind: Hochgeschwindigkeitsverkehr, Eisenbahnbrücken, Resonanz, dynamische Berechnungen, FEM-Simulation, ICE 3, Richtlinie 804, Stützweite, Schlankheit, Eigenfrequenz, modale Superposition.