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Zur mechanischen Modellierung des Oberbaus für spurgebundene Systeme mit maßgeblicher Güterverkehrsbelastung
Pötzsch, Jan
Braunschweig (Deutschland)
Selbstverlag
2020, 204 S., Abb., Tab., Lit.
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[Quelle: http://d-nb.info]
Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Modellierung eines Fahrweges für spurgebundene Strecken mit maßgeblicher Güterverkehrsbelastung. Der Fahrweg bzw. das Bauwerk ist inhomogen, insbesondere die Schotter-, Trag- sowie Schutzschichten, und lässt sich analytisch nicht exakt bestimmen, sodass die Modellierung mithilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) erfolgt, um die elasto-plastische Eigenschaft des Fahrweges darstellen zu können. Dabei wird der Fahrweg in Schotteroberbauweise modelliert. Der Fahrweg in der Variante „Feste Fahrbahn“ wird dabei grundsätzlich nicht betrachtet. Für die Modellierung des Fahrweges wird der Fokus der Betrachtung auf den Oberbau gelegt, allerdings werden der Unterbau und der Untergrund in der Modellierung nicht vernachlässigt. Für jedes Konstruktionselement des Fahrweges werden sowohl die jeweiligen Material-Modelle als auch die Oberbaubestandteile betrachtet. Des Weiteren erfolgt eine Ermittlung der Belastungen, die durch den Güterverkehr auftreten. Mögliche Umwelteinflüsse, wie z.B. Temperaturen oder Verunreinigung bzw. Abnutzung des Schotters im Oberbau, werden bei der Belastungsermittlung berücksichtigt. Mit einer Ergebnisvalidierung des Fahrwegmodells und der damit einhergehenden Fehlerbestimmung, die aus dem numerisch idealisierten Modell hervorgehen, werden die Spannungsverläufe betrachtet und bewertet. Darüber hinaus wird auch die Modellierung bzw. die numerische Umsetzung beurteilt. Die Analyse der Lastabtragung durch das Fahrwegmodell bzw. durch den Oberbau soll Aufschluss geben, inwieweit der Oberbau optimiert werden kann. Bei der Analyse werden hauptsächlich die Spannungsverläufe der Spannbetonschwellen und des Schotterbettes betrachtet. Verbesserungen im Hinblick auf die Abstimmung der Komponenten im Fahrweg, verlängern die technische und damit auch die wirtschaftliche Nutzbarkeit des Fahrweges. Eine Steigerung der wirtschaftlichen Nutzbarkeit führt zu einem kostengünstigen Oberbau.
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Weiterentwicklung des schotterlosen Oberbaus/Bauart Rheda, fuer durchgehendes Gleis, Weichen und Tunnel. Schlussbericht
1987, 31 S.,
Fraunhofer IRB Verlag
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