Die rechnerische Bestimmung der Dämpfung von Stahl‐Eisenbahnbrücken – Teil 1: Theorie

Eisenbahnbrücken in Stahlbauweise tendieren aufgrund ihrer schlanken und leichten Konstruktion zu übermäßigen Schwingungsantworten infolge einer dynamischen Belastung. Eine rechnerische Prognose des Schwingungsverhaltens zufolge Zugüberfahrten erfordert neben einer adäquaten Wahl des Berechnungsmodells für Brücke und Zug allen voran die Verwendung wirklichkeitsgetreuer dynamischer Modellparameter. Vergleiche zwischen gemessenen und rechnerisch angesetzten dynamischen Parametern der Brücke sind jedoch häufig durch eine erhebliche Abweichung charakterisiert. Die Diskrepanz ist dabei bei den Dämpfungskennwerten besonders ausgeprägt, da aufgrund der normativen Vorgaben und auch aus Mangel an Kenngrößen rechnerisch konservative Werte angesetzt werden müssen. Mit der Intention, diese Differenz zu minimieren und dadurch Brücken im Sinne einer prädiktiven Instandhaltung berechenbarer zu machen, wird ein Ansatz vorgestellt, welcher es ermöglicht, die Dämpfung von Eisenbahnbrücken mit Schotteroberbau zu berechnen. Für zwei vorab definierte Brückenmodelle, welche einer Erweiterung des Euler‐Bernoulli‐Balkens entsprechen, werden anhand von Energiebetrachtungen modellzugehörige Bestimmungsgleichungen für die Dämpfung hergeleitet. Das Grundprinzip in der Herleitung besteht darin, die dissipativen Beiträge von Tragkonstruktion und Schotteroberbau zur Gesamtdämpfung gesondert zu erfassen.