Längskraftabtragung bei Eisenbahnbrücken unter Temperatureinwirkung

Der Betrieb der Eisenbahn, speziell der Hochgeschwindigkeitsverkehr, erfordert Trassen mit grossen Radien, kleinen Gradienten und weichen Übergängen zwischen Kuppen und Wannen. Um dies zu gewährleisten ist unter anderem eine Vielzahl von Brücken mit zum Teil grossen Tragwerkslängen erforderlich.
Jeder Übergang zwischen dem Dammbereich und der Brücke stelle eine mögliche Störstelle dar, insbesondere dann, wenn ein Schienenauszug erforderlich wird, um die Zwangkräfte in den Schienen, hervorgerufen durch die Verformung der Brücke, zu reduzieren.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die physikalischen Zusammenhänge erörtert und verbesserte Berechnungsmethoden dargestellt, die detaillierter als bisherige Modelle auf die realen Verhältnisse der Kopplung zwischen Gleis und Brücke eingehen. Es werden die Einflüsse massgeblicher Randbedingungen aufgezeigt und diskutiert.
Die wesentliche Ursache für die Zwangkräfte in den Schienen resultieren aus der klimatischen Temperatureinwirkung auf die Schienen und das Brückentragwerk. Daher sind die erforderlichen Grundlagen für eine Temperaturanalyse von Eisenbahnbrücken und Schienen zusammenfassend dargestellt und speziell für Eisenbahnbrücken in Massivbauweise aufbereitet worden. Durchgeführte Sensitivitätsanalysen hinsichtlich der Randbedingungen und Materialparameter lassen den Einfluss von Berechnungsannahmen auf das nichtlineare Temperaturfeld von Betonhohlkastenbrücken erkennen, womit eine allgemeine Wertung von Berechnungsannahmen bei der Temperaturanalyse von Brücken möglich wird.
Die numerische Analyse unter Verwendung der entwickelten Modelle zur Längskraftabtragung im Vergleich zu ausgewerteten Messergebnissen zeigt, dass die Berechnungsvorschriften der DS 804 hinsichtlich der Längskraftabtragung bei Eisenbahnbrücken unter Temperatureinwirkung zu ungünstigeren Ergebnissen führen, als sich dies aus den vorliegenden Langzeitmessungen ableiten lässt.