Triebfahrzeuge und Fahrzeug-Brücken-Interaktion in der dynamischen Berechnung von Eisenbahnbrücken

Bei der dynamischen Berechnung von Eisenbahnbrücken können die überfahrenden Züge durch verschiedene Ansätze modelliert werden. Sofern die Fahrzeuge als Mehrkörpersystem aus gefederten und gedämpften Einzelmassen abstrahiert werden, ist die Fahrzeug-Brücken-Interaktion zufolge der mit dem Tragwerk mitschwingenden Fahrzeugmassen im Modell berücksichtigt. Um diesen Effekt im Vergleich zu vereinfachten Zugmodellen aus überfahrenden Einzelkräften zu untersuchen, wurden zahlreiche wissenschaftliche Studien durchgeführt. Oftmals werden dabei die Triebfahrzeuge nicht mitgerechnet, um eine möglichst gleichmäßige Anregung des Tragwerks zu erzielen. In diesem Beitrag wird einerseits der Einfluss der Triebfahrzeuge auf die dynamische Tragwerksantwort von Einfeldträgerbrücken in Beton- und Stahlbauweise untersucht, andererseits wird die Frage behandelt, ob die Ergebnisse von Studien zur Fahrzeug-Brücken-Interaktion für Eisenbahnzüge ohne Triebfahrzeug auch auf die reale Situation von Zügen mit Triebfahrzeug anwendbar sind. Dazu werden dynamische Berechnungen an einem Parameterfeld fiktiver Einfeldträgerbrücken für den österreichischen Hochgeschwindigkeitszug “Railjet” durchgeführt.

Power cars and vehicle-bridge-interaction in the dynamic calculation of railway bridges
In the dynamic calculation of railway bridges, the passing trains can be modelled in various ways. If a multi-body-system consisting of sprung and damped masses is chosen as a vehicle model, the vehicle-bridge-interaction due to excited masses is taken into account in the calculation. Multiple scientific studies have been carried out in order to evaluate this effect in comparison to simpler vehicle models consisting of moving single loads. Many of these studies omit the power cars in order to achieve a consistent excitation of the bridge. In this article, the influence of the power cars on the dynamic response of simply supported concrete and steel bridges is analysed. Furthermore, it examines whether the scientific results of studies dealing with the vehicle-bridge-interaction for train models omitting the power car can also be applied to a realistic situation with trains including power cars. Therefore, dynamic calculations are carried out for a parametric field of simply supported bridges and the Austrian high speed train “Railjet”.