Effekt der Boden‐Bauwerksinteraktion auf die Dynamik rahmenartiger Eisenbahnbrücken

Abstract Kritische Resonanzerscheinungen an Eisenbahnbrücken verursacht durch Hochgeschwindigkeitszüge führen zu großen Verformungen, Beschleunigungen und Spannungen am Tragwerk und werden maßgeblich von den Eigenfrequenzen beeinflusst und nur durch die Dämpfung begrenzt. Gerade bei Rahmentragwerken mit kurzen Spannweiten ist durch ihre Einbindung in den Untergrund eine starke Boden‐Bauwerksinteraktion zu erwarten, die zu einer hohen geometrischen Dämpfung durch Wellenausbreitung im Boden führt. In der vorliegenden Studie wird mittels numerischer Simulationen der Einfluss der Boden‐Bauwerksinteraktion auf die Dynamik von rahmenartigen Eisenbahnbrücken anhand von Eigenfrequenzen, Eigenschwingungsformen und äquivalenten Dämpfungskoeffizienten bewertet. Grundlage sind einfache ebene Finite‐Elemente(FE)‐Modelle, bestehend aus Rahmenstruktur und umliegendem Boden. Aus der nach einem Kraftstoß in der Mitte des Riegels bzw. Stiels folgenden freien Schwingungsantwort wird die Grundfrequenz der Eigenschwingungen in vertikaler bzw. horizontaler Richtung ermittelt. Das Abklingverhalten dieser Antwort dient der Identifikation der effektiven Dämpfung. Um einen umfassenderen Einblick zur Dynamik dieser Tragwerke zu erhalten, werden in einer Parameterstudie die Geometrie des Rahmentragwerks und die Bodenparameter variiert.