Längskraftabtragung auf Eisenbahnbrücken - Teil 1: Geschichtliche Entwicklung und Modellbildung

Beim Entwurf von Eisenbahnbrücken spielt die Wechselwirkung zwischen Gleis und Bauwerk eine maßgebende Rolle. Durch die lückenlose Verlegung der Schiene über längere Tragwerke führen Bewegungen des Überbaus infolge Temperatur, Langzeitverhalten des Betons sowie vertikaler und horizontaler Verkehrslasten zu einer zusätzlichen Beanspruchung der ohnehin schon stark belasteten Schiene. Zur Gewährleistung der Betriebssicherheit müssen daher die in der Schiene auftretenden Kräfte begrenzt werden. Das zu verwendende Rechenmodell sowie die zu führenden Nachweise und die dazugehörigen Grenzwerte sind europaweit im Eurocode EN 1991-2, Kapitel 6.5.4 geregelt. In Deutschland gilt zusätzlich die DB-Richtlinie 804.3401. In der praktischen Anwendung kommt es jedoch immer wieder zu Fragen hinsichtlich des Hintergrunds der Modellannahmen sowie der Herkunft der Grenzwerte und der fallbezogenen Anpassung derselben. Die aktuellen Regelungen sind geprägt durch eine lange historische Entwicklung, die vorrangig auf Untersuchungen in Deutschland basiert. Im folgenden Teil 1 des Beitrags sollen die Geschichte des lückenlosen Gleises und die Entwicklung der Betrachtung des Zusammenwirkens zwischen Schiene und Brücke vorgestellt werden. Zusätzlich werden das Modell und die Annahmen, auf denen es beruht, präsentiert. Im Teil 2 werden dann die Hintergründe des Nachweises und der zugehörigen, im Regelwerk verankerten Grenzwerte erläutert.

Track-bridge-interaction - Part 1: historical development and model
In order to guarantee improved driving dynamics and comfort for railway passengers, it is common today to weld rails to a continuously track. However, viaducts constitute singularities in the railway substructure. Under thermal variations, creep, shrinkage, train passage and braking, the bridge structure deforms and leads to additional solicitation of the rail. The track-bridge interaction becomes a decisive criterion in railway bridge design. The forces in the rail must be limited in order to guarantee the safety of the traffic. The calculation model as well as the verification schema is regulated in the Eurocode EN 1991-2, chapter 6.5.4 and in Germany additionally in the Richtlinie 804. However, the backgrounds of the model assumptions and of the stress limits, which are necessary for the understanding of the calculations, are very poor documented. In the part 1 of this article, the history of the continuous welded rail and the development of the investigation of track-bridge interaction effects will be presented. Additionally, the model as well as the assumptions for the calculation will be presented. In the part 2, the backgrounds of the verification procedure and of its limits will be explained.