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Verschiedene Feste Fahrbahnkonstruktionen - Modellierung und Spannungsberechnung

Feichter, Roland

Für die beiden Festen Fahrbahnsysteme ÖBB-PORR (Österreichische Bundesbahnen) und gummiummantelte Schwellen wurden FEM-Modelle (Finite Elemente Methode) generiert. Die Ergebnisse dieser Modelle und Messungen in einem engen Bogen mit diesen beiden Oberbausystemen zusammen ermöglichten die Berechnung von Spannungsverteilungen im Schienenkopf. Das System ÖBB-PORR entwickelt wesentlich tiefere und längere Schlupfwellen als das System mit gummiummantelten Schwellen. Beim Durchfahren der Resonanzfrequenzen entstehen kurzzeitig enorme Spannungsspitzen. Eine Beurteilung der Schlupfwellen nach Länge, Tiefe, Anzahl der Wellen und Verwellungsgrad allein reicht nicht aus, um die Spannungssituation im Schienenkopf zu beurteilen. Kurze und flache Schlupfwellen können nicht automatisch als Verbesserung gewertet werden. Es ist die Krümmung der Schlupfwellen und somit das Verhältnis der Parameter Länge und Tiefe ausschlaggebend für die Beurteilung der Spannungen. Die langen und tiefen Schlupfwellen des Systems ÖBB-PORR verursachen im Versuchsbogen wesentlich geringere Schubspannungen im Schienenkopf als die kurzen und flachen Schlupfwellen des Systems gummiummantelte Schwellen.

Finite-element models were generated for the ÖBB-PORR slab-track system (Österreichische Bundesbahnen) and for the one with rubber-cushioned sleepers. The model outputs were combined with real measurements made on a tight curve with each of these two slab-track systems to arrive at a computation of the distributions of stresses in the rail head.