Phänomen der wirbelerregten Querschwingungen bei Netzwerkbogenbrücken im Eisenbahnverkehr - Ergebnisse der Untersuchungen und Einführung eines Planungsleitfadens

Netzwerkbogenbrücken erleben seit einigen Jahren eine Renaissance. Durch die Vielzahl an konstruktiven Details und Parametern, welche es insbesondere in der Planungsphase zu berücksichtigen gilt, ergibt sich ein komplexes Brückengebilde. Unbestritten ist die verbesserte Tragwirkung durch die netzwerkartige Anordnung der Hänger. Realität sind aber auch die aufgetretenen wirbelerregten Querschwingungen an ungedämpften Netzwerken. Aufgrund der erforderlichen Querschnitte, bedingt durch die hohen Eisenbahnverkehrslasten, können nur Flachstahlhänger bei der Deutschen Bahn AG zur Anwendung kommen. Die unterschiedlichen Neigungen der Hänger erforderten einen neuartigen Hängeranschluss am Bogen und Versteifungsträger, welcher speziell für diesen Konstruktionstyp entwickelt wurde und derzeitig noch nicht genormt ist. Der Einfluss und die Größe der unerwartet eingetragenen Schwingungen in Bezug auf die avisierte Lebensdauer galt es zu untersuchen. Als wirksame und notwendige Dämpfungsmaßnahme erweisen sich Querkopplungen in den Kreuzungspunkten der Hänger und teils zusätzliche Seillängsverspannungen, welche zwingend vor Inbetriebnahme einzubauen und deren Wirksamkeit nachzuweisen sind. Weitere Untersuchungen befassten sich mit der Thematik, ob es möglich ist, ein schwingungsunanfälliges Netzwerk zu kreieren. Auswertungen und Analysen der bis dato ausgeführten Eisenbahn-Netzwerkbogenbrücken neueren Typs brachten Ergebnisse, welche zusammengefasst und optimiert im Planungsleitfaden Eingang fanden. Dieser Leitfaden soll 2018 veröffentlicht werden und für zukünftige Netzwerkbogenbrücken Anwendung finden.

Phenomenon of turbulence-induced shear vibrations observed on network arch railway bridges - results of research and introduction of planning guideline.
Network arch railway bridges have been made a comeback over the past few years. Caused by the high number of constructional details and planning parameters effect that this type of construction is one of the most complex bridge structures. The staggered architecture of hangers have been achieved a better load bearing behavior. But another reality is the occurrence of turbulence-induced shear vibrations, which built up under specific wind conditions. Due to the fact of required cross-sections, particularly in case of high railway traffic loads, only flat steel bar hangers can be used. The different tilts of each hanger presupposed a newly advanced design for hanger adjacent construction with stiffening girder and arch, which is actually not standardised. In particular the influence and size as well as the structural durability on basis of unexcepted registered vibrations were to examine in relation to the notified life cycle. As effective and necessary damping measure cross connections in crossing points of hangers and sometimes additional guying wires have to be build and their effectiveness has to be proved before commissioning. Further investigations were made to check the possibility to create a network, which is unsusceptible for vibrations by wind loads. The results of evaluations of all status quo built network arch railway bridges will be written in an optimized way in a planning guide. This guideline will be introduced in 2018 and valid for all future network arch railway bridges.