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Der nachfolgende Aufsatz entstand im Rahmen des Unterausschusses Brückenbau des Internationalen Eisenbahnverbandes (UIC). Die Chefs Brückenbau der verschiedenen Bahnen Europas treffen sich jährlich zwei Mal zu einer Sitzung, um Entwürfe für Normen (EUROCODES) oder UIC-Merkblätter zu genehmigen. Der UIC-Unterausschuß Brückenbau hat infolge der Reorganisation UIC seine institutionalisierte Funktion vorübergehend verloren. Die Chefs Brückenbau pflegen weiterhin einen intensiven Gedankenaustausch, um den Eisenbrückenbau wirtschaftlich weiter zu entwickeln, die europäische Normung in ihrem Bereich zu fördern und um kostengünstige Instandhaltungskonzepte zu finden.

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Die dynamischen Beanspruchungen von Eisenbahnbrücken werden durch fahrende Züge verursacht und wachsen mit steigender Fahrgeschwindigkeit an. Deshalb ist es notwendig, theoretische Modelle von Brücken und fahrenden Zügen zu entwickeln und die Spannungszeitverläufe zu berechnen. Der Beitrag skizziert hierzu Methoden und geht auf dynamische Charakteristiken wie Eigenfrequenzen und Dämfungscharakteristiken ein. Die Ermüdung von Stahlbrücken ist von Spannungsdifferenzen, Konstruktionsdetails und von anderen Parametern abhängig. Die Theorie der Schadensakkumulation und die Bruchmechanik erklären zwar einige Gesichtspunkte des Problems und geben auch die Formeln für die Abschätzung der Brückenlebensdauer, ihre Ergebnisse sind jedoch nicht hinreichend zuverlässig. Für die Baubehörden empfiehlt man deshalb, die Inspektionsintervalle abzuschätzen und so die Sicherheit von Stahlbrücken zu gewährleisten.

Die Schubkopplung zwischen Schiene und Tragwerksdeck bei vertikaler Belastung wird auf ein geometrisches Randwertproblem zurückgeführt. Die Lösung dieses Randwertproblems erfolgt mit Hilfe einer Integralgleichung, deren Kern aus Versetzungsdichten in der Schiene aufgebaut wird. Die Lösung gibt die Verläufe von Schienenlängskraft, -absolutverschiebung und -relativverschiebung gegenüber dem Tragwerksdeck in Längsrichtung für symmetrische Lagerung bei Aufbringung einer Streckenlast an. Vergleiche mit numerischen Ergebnissen und einer anderen analytischen Näherungslösung werden angestellt.

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Es wird der vom Sachverständigenausschuß D 192 des European Rail Research Institute (ERRI) erarbeitete Vorschlag zum neuen Lastbild des Internationalen Eisenbahnverbandes (UIC) nebst zugehörigem Schwingfaktor Phi und Teilsicherheitsfaktor Ypsilon F vorgestellt. Ausführliche Hintergrundinformationen vermitteln einen Eindruck zum gegenwärtigen Verkehr sowie zur prognostizierten Verkehrsentwicklung auf internationalen Strecken in Europa und verdeutlichen die zweispurige Bearbeitungsstrategie (deterministische Grenzwertbetrachtungen; probabilistische Lösungsansätze).

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Neben den rein technischen Konsequenzen für den Entwurf hinsichtlich Bemessung und baulicher Durchbildung von Brücken für hohe Geschwindigkeiten ist die Frage interessant, ob der Ingenieur neuerdings gezwungen ist, das Entwerfen seiner Brücken besser zu beherrschen. Es wird die Notwendigkeit gezeigt, auf einfache und natürliche Formen zurückzugreifen. Die aktuellen Trends sind oft an Neuheiten orientiert, die zwar mit Hilfe der EDV umsetzbar sind, die Konstruktionen aber komplizieren.

In der Abhandlung werden metrische Definitionen der sogenannten "dynamischen Beiwerte" bei Eisenbahnbrücken begründet und vorgestellt. Der Begriff "Schwingbeiwert" von Eisenbahn-Überbauten wird für den deutschsprachigen Raum im historischen Kontext analysiert und dokumentiert. Die onomasiologischen Mängel der eingebürgerten Mehrfachbenennungen von Phi werden aufgedeckt und behoben: Die vorgeschlagene deckende Benennung "Anpassungsfaktor" für Phi genügt auch sprachwissenschaftlichen Anforderungen.

Um die Wettbewerbsfähigkeit der Eisenbahnen im Bereich des Güterverkehrs zu erreichen, muß man Wege und Mittel finden, die Transportleistung zu verbessern. Am schnellsten gelingt dies, wenn man die zulässigen Achslasten im betroffenen Eisenbahnnetz erhöhen kann. In Schweden haben einige Firmen bereits neue Güterwagentypen mit höheren Achslasten entwickelt und fordern von Banverket die Genehmigung zum Einsatz dieser Wagen. Das schwedische Eisenbahnnetz entstand zum größten Teil in der zweiten Hälfte des 19. und in den ersten zwanzig Jahren des 20. Jahrhunderts. Nach relativ kurzer Zeit erfolgte damals eine dramatische Entwicklung bei der Herstellung von Eisenbahnwagen mit immer höheren Achslasten. Deshalb mußten schon in den ersten 20 Jahren unseres Jahrhunderts mehrere Brücken ersetzt werden, obwohl sie keineswegs alt oder abgenutzt waren. Daher stammen noch heute viele der älteren Eisenbahnbrücken in Schweden aus der Zeit von 1900 bis 1920. Für die Bemessung dieser Brücken wurden Achslasten zugrundegelegt, die hinsichtlich des damaligen Güterverkehrs mehr als ausreichten. Heutige Wagenladungen haben aber die Lasten, für die die Brücken bemessen wurden, bereits längst überschritten.

Dieser Beitrag befaßt sich aus der Sicht einer Planungs- und Beratungsfirma mit dem Brückenbau und der damit im Zusammenhang stehenden Modernisierung des auf dem Gebiet der Tschechischen Republik liegenden Teils des Eisenbahnkorridors Berlin-Prag-Wien. Der Brückenbau ist in das gesamte Investitionsvorhaben "Ausbau des Korridors" eingegliedert. Es werden Gesichtpunkte zur Entscheidungsfindung einzelner Brückenobjekte dargelegt, d. h. reparieren, sanieren oder insgesamt umbauen. Beschrieben werden die am meisten angewandten Sanierungsmethoden und die am häufigsten vorgesehenen Konstruktionen für den Umbau solcher Objekte. Die größte Aufmerksamkeit wird Brücken in Stahl- oder Verbundbauweise gewidmet.

Die Schweizerischen Bundesbahnen haben einige kleine Brücken durch einfache dicke Stahlplatten ersetzt. Solche Konstruktionen sind dort zweckmäßig, wo die zur Verfügung stehenden Bauhöhen knapp sind. Die Auflagerbänke und Randborde aus Stahlbeton werden vorgefertigt, so daß der Ersatz einer Brücke in einer nächtlilchen Zugpause erfolgen kann.

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Die Schweizerischen Bundesbahnen SBB haben in den Jahren 1994 bis 1996 verschiedene Bahnbrücken mit dicken Stahlblechen als Tragelemente erstellt. Prüfkörper aus diesen Blechen wurden am Institut für Stahlbau (ICOM) an der ETH Lausanne auf ihr Ermüdungsverhalten hin untersucht. Basierend auf den Resultaten dieser ersten abklärenden Versuche können die Bleche in die Kerbgruppe Delta Sigma C = 100 N/mm² nach eingeordnet werden. Angesichts dieser Ermüdungsfestigkeit und der niedrigen Spannungen im Betrieb ist die Ermüdungssicherheit der Bleche gewährleistet. Ermüdungsrelevante Mängel wie zum Beispiel Schlackeneinschlüsse und Steigerungen konnten nicht festgestellt werden. Aufgrund der Untersuchungen wird jedoch von Schweißungen abgeraten. Erste Plastifizierungen am Druckrand konnten schon bei nomineller Spannung von 149 N/mm² festgestellt werden, was auf hohe Eigenspannungen hinweist.

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Das Steuerstabsystem Meyer/Wunstorf verteilt die Temperaturdrehungen von Eisenbahnbrücken auf die beiden Brückenenden, so daß bei stählernen Brücken zwischen 60 und 120 m Länge auf den sonst erforderlichen Schienenauszug verzichtet werden kann. Es wird über zwei Großversuche an Eisenbahnbrücken berichtet. Neben der Auswertung der Versuche wird auf Wirkungsweise, Detailausbildung und Berechnung des Steuerstabsystems eingegangen.

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