Zusätzliche Schienenspannungen aus Langzeitverformungen von Eisenbahnbrücken mit Fester Fahrbahn – Modell und Realität

• Published in: Die Bautechnik Vol. 96; no. 9; pp. 674 - 695
• Main Authors: Wenner, Marc, Marx, Steffen, Koca, Matthias
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 01-09-2019
• Subjects: ballastless track; Berechnung; bridge; Bridge engineering; Brücke; Brückenbau; calculation; Eisenbahnbau; Feste Fahrbahn; Gleis‐Tragwerks‐Interaktion; longitudinal rail restraint; Längskraftabtragung; Längsverschiebewiderstand; Messungen; monitoring; rail stresses; Railway construction; Schienenspannungen; track‐bridge‐interaction
• ISSN: 0932-8351; 1437-0999
• DOI: 10.1002/bate.201900025

Die Langzeitverformungen des Überbaus aus Temperaturänderungen sowie aus Kriechen und Schwinden bei Betonbrücken sind für einen wesentlichen Teil der zusätzlichen Schienenspannungen bei lückenloser Führung der Schiene über die Brücke verantwortlich. In diesem Aufsatz werden die Ergebnisse umfangreicher Messungen an langen Talbrücken mit Fester Fahrbahn analysiert, um die aktuellen Modelle zur Berechnung der zusätzlichen Schienenspannungen auf Brücken zu überprüfen. In einem ersten Schritt werden der Umfang und die Konzeption der Messung sowie die Methodik der Auswertung und die Plausibilisierung der Daten vorgestellt. Im nächsten Schritt werden die Daten in Hinblick auf die in der Berechnung anzusetzenden Temperaturen analysiert. Der Schwerpunkt des Aufsatzes liegt auf der Auswertung der über fast zwei Jahre erfassten Langzeitdaten der Schienenspannungen und ‐verschiebungen sowie auf deren Vergleich mit den Modellen. Durch das gewählte Messlayout konnten aus den Messergebnissen auch Rückschlüsse auf den sich einstellenden Längsverschiebewiderstand unter den Realbedingungen der Strecke, der bei der Festen Fahrbahn den maßgebenden Parameter für die auftretenden Schienenspannungen darstellt, gezogen werden. Die im Aufsatz vorgestellten Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse über die Berechnung der zusätzlichen Schienenspannungen bei Fester Fahrbahn.
Additional rail stresses due to long‐term deformations of railway viaducts with ballastless track – model and reality
The long‐term deformation of the bridge superstructure due to temperature changes of the bridge itself and due to creep and shrinkage in the case of concrete bridges leads to a major part of the additional rail stresses, while welding the rail continuously over bridges with ballastless track. In this paper, the results of an extensive monitoring performed on several long railway viaducts with ballastless track are analysed, in order to verify the actual models used to calculate the additional rail stresses. In a first step the monitoring concept as well as the methodology of the analyse and the plausibility check of the data are presented. In the next step, the monitoring results are analysed to evaluate the temperature load case to apply in the calculation. The focus of the paper is on the analyse of the measured long‐term data of rail stresses and rails displacements on a period of nearly two years. These results are compared to those of the model calculation. In the case of ballastless track, the longitudinal rail restraint is the major parameter governing the additional rail stresses. With the chosen measurement layout, it was also possible to analyse the longitudinal rail restraint occurring in situ under real conditions. All these results provide important knowledge on the calculation of additional rail stresses on bridges with ballastless track.