Interaktion Gleis - Brücke. Empfehlungen für die Berechnungen

Zusammenfassung

Die Interaktion zwischen Gleis und Brücke, d.h. die Auswirkungen des Verhaltens des einen auf das Verhalten des anderen, ergibt sich aus der Verbindung, die zwischen den beiden existiert. Dies gilt sowohl für die feste Fahrbahn als auch für das Schottergleis.

Diese Interaktion führt zu Kräften im Gleis, im Tragwerk und in den Lagern sowie zu Verschiebungen der einzelnen Teile.

Die Interaktionsprobleme beherrschen, heißt sicher zu stellen, dass die Brücke immer ihren Zweck erfüllt, sprich, dass sie das Gleis so aufnimmt, dass es zu keinen Gleisschäden kommen kann.

Diese Schäden können zwei Formen annehmen: entweder es kommt zum Schienenbruch oder zu einer Auflockerung der Verbindung zwischen Gleis und Brücke, so dass die Stabilität des Gleises nicht mehr gewährleistet werden kann. Insbesondere ist dies der Fall, wenn der Schotter bei einer bedeutenden Verschiebung des Tragwerkes aufgelockert wird, und wenn dies darin resultiert, dass an den Brückenenden der Widerstand gegenüber der seitlichen Gleisverwerfung nicht mehr gesichert ist.

Deswegen ist die Interaktion im strikten Sinn als ein Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit für die Brücke zu berücksichtigen, andererseits als ein Grenzzustand der Tragfähigkeit für die Schiene. Die Berechnungen der Kräfte und der Verschiebungen sind mit den richtigen Teilsicherheitsfaktoren auszuführen, die den Lastfällen entsprechen. Für Nachweise, die den Widerstand der Stützen und der Lager betreffen, werden die Kräfte mit den entsprechenden Faktoren multipliziert.

Das folgende Merkblatt, das im Rahmen des ERRI-Sachverständigenausschusses D213 entstanden ist, gibt Berechnungsverfahren an, die es ermöglichen, die mit dem Phänomen der Interaktion verbundenen Kräfte und Verschiebungen zu berechnen.

Die annehmbaren Grenzzustände für das Gleis hängen vom Gleisbau sowie vom Gleiszustand ab. Die im Merkblatt angegebenen zulässigen Grenzwerte für Verschiebungen oder zusätzliche Schienenspannungen aus der Interaktion, sind üblicherweise angenommene Werte für Standard- und gutunterhaltenen Gleisbauteilen. Wenn aus irgendeinem Grunde eine Bahn ausserhalb der vorgesehenen Anwendungsbereiche arbeiten sollte, hat diese Bahn immer noch die Möglichkeit, die nachfolgenden Berechnungsverfahren anzuwenden, indem sie die Kriterien (hauptsächlich 72 N/mm2 für die zusätzliche zulässige Schienendruckspannung und 5 mm Tragwerksverschiebung infolge Bremsen) durch andere aus ihrer Erfahrung und aus eigenen Feststellungen entstandene Kriterien ersetzt.

Gleicherweise ergeben sich der berücksichtigte Gleiswiderstand sowie die berücksichtigte Temperaturänderung aus einer bei den verschiedenen Bahnen geteilten Erkenntnis. Es besteht die Möglichkeit, das folgende Merkblatt ggf. mit verschiedenen Werten anzuwenden.

Es ist außerdem zu erwähnen, dass die nachzuweisenden Verschiebungen (oder Verdrehungen) nur das zu prüfende Minimum betreffen, um sicherzustellen, dass das Verhalten der Brücke das Gleis nicht beschädigen kann oder das Verhalten des Gleises nicht gestört wird.

Es sind ferner andere Nachweise zur Verschiebung (und Verdrehung) der Tragwerke bez. Komfortprobleme, dynamisches Verhalten oder Widerstandssteifigkeit auszuführen. Die Nachweise hinsichtlich der Interaktion decken die anderen notwendigen Nachweise nicht mit ab.