Bodengewölbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei ...

32
Abschnitt 3
Form von Beschleunigungs- oder Schwinggeschwindigkeitsmessungen vorliegen, dienen in
erster Linie der Bestimmung der Frequenzspektren zur Ermittlung der maßgebenden Frequenzbereiche.
Die angeregten Frequenzen sind dabei insbesondere vom Oberbautyp, von der
betrachteten Tiefe, der Zuggeschwindigkeit und dem Drehgestellabstand sowie vom Untergrund
selbst abhängig, siehe Hall (1997). Auf der Grundlage von Erschütterungsmessungen
an Bahnstrecken mit Schotteroberbau teilt Gotschol (2002) die maßgebenden Frequenzbereiche
in Abhängigkeit der Tiefe auf. Für den Oberbaubereich stellt er maßgebende Anregungsfrequenzen
bis 25 Hz fest, für den Unterbau und Untergrund Frequenzen bis 10 Hz. Systeme
nach dem Feste Fahrbahn-Prinzip besitzen zudem weitere Frequenzbereiche oberhalb von
40 Hz, die jedoch mit zunehmender Tiefe schnell abklingen.
Da sich die Gewölbe oberhalb der Pfahlköpfe im Unterbaubereich der Konstruktion ausbilden,
wurden die in den Modellversuchen zu untersuchenden Frequenzen mit 1, 5 und 10 Hz
festgelegt. Nach Hettler (2000) sind in diesem Frequenzbereich Massenbeschleunigungskräfte
vernachlässigbar klein. Bild 3.8 zeigt die für die Modellversuche vereinfacht angenommene
Frequenzbeanspruchung im Vergleich zur realen Situation.
Modellversuche
(vereinfacht)
σ m
±
σ c
Realität
(100 – 300 km/h)
10-30 Hz
z* = ± 0 m
~ SOK
z* = 1,3 m uSOK
2-5 Hz
1 / 5 / 10 Hz
z* = 5 m uSOK
0,5-1,5 Hz
z* > 5 m uSOK
Bild 3.8:
Vergleich der einwirkenden Belastungsfrequenzen in den Modellversuchen und in
der Realität in Anlehnung an Jaup (1999) und Gotschol (2002)
3.6.5 Festlegung der maximalen Lastzyklenzahl
Um die Versuchsdauer der einzelnen Versuche zu begrenzen und mögliche Alterungseffekte
bei der Messtechnik zu vermeiden, wurde in den Versuchen die maximale Lastzyklenzahl mit
1.000.000 Lastwechsel festgelegt. Dieses entspricht nach Dürrwang et al. (1999) in etwa 25
% der gesamten Lastzyklen während der Lebensdauer einer Festen Fahrbahn, wobei ein Lastzyklus
näherungsweise einer Zugüberfahrt entsprechen soll. Ergebnisse für Lastzyklen größer