Aerodynamische Belastungen auf bahntechnische Einbauten in schnell befahrenen Eisenbahntunneln

Die bei Zugfahrten in Eisenbahntunneln auftretenden druckwellen- und strömungsinduzierten aerodynamischen Belastungen werden dargelegt und in Bezug auf die Beanspruchungswirkungen der in modernen Bahntunneln ausgeführten unterschiedlichen Einbauten diskutiert. Es wird gezeigt, dass die in den derzeitigen Richtlinien und Normen angegebenen Belastungsgrößen tw. unvollständig sind und insbesondere die Effekte einer Wirbelablösung am Heck des fahrenden Zugs mit der daraus sich einstellenden hochgradig dynamischen Wirbelschleppe nicht abdecken. Im Zuge von mehreren Messkampagnen und begleitenden numerischen Simulationsberechnungen wurden in Österreich die in der Realität bei Zugfahrten in Eisenbahntunneln tatsächlich auftretenden aerodynamischen Belastungen abgeleitet und darauf aufbauend für unterschiedliche Einbauten die bei der Bemessung anzusetzenden Belastungswerte formuliert. Bei den Simulationsberechnungen wurde insbesondere auch die bei langen Tunneln maßgebende Fahrt von mehreren Zügen dicht hintereinander untersucht. Die Durchführung dieser numerischen Simulationsberechnungen und Messkampagnen unter realen Betriebsbedingungen in schnell befahrenen eingleisigen Eisenbahntunneln sowie die erzielten Ergebnisse werden dargelegt.

Aerodynamic loads to installations in high-speed railway tunnels
The pressure wave and flow-induced aerodynamic loads occurring during train runs in railway tunnels are described and discussed with reference to the different installations in modern railway tunnels. It is shown that the load values given in the current guidelines and standards are partly incomplete and in particular do not cover the effects of vortex shedding at the rear of the moving train with the resulting highly dynamic wake vortex. In the course of several measurement campaigns and accompanying numerical simulations, the aerodynamic loads actually occurring in reality during train travel in railway tunnels were recorded in Austria and based on this, the load values to be used in the design were formulated for different installations. In the numerical simulations, the decisive travel of several trains in close succession in long tunnels was also examined. The execution of these numerical simulations and measurement campaigns under real operating conditions in fast single-track railway tunnels as well as the results obtained are presented.