Ein Finite-Elemente-Modell zur Berechnung der Gleislagestabilität

Um die Gleislagestabilität für das lückenlos verschweißte Gleis auch bei hohen Temperaturen zu gewährleisten, sind in den Oberbaurichtlinien der Deutschen Bahn AG (DB AG) z. B. die Verspanntemperatur der Schienen, die Vorkopfeinschotterung der Schwellen und die nach Instandhaltungsmaßnahmen erforderlichen Geschwindigkeitsreduzierungen geregelt. Zur Berechnung der kritischen Schienentemperatur (Grenztemperatur, bei der das Gleis theoretisch ausknickt) wird bei der DB AG das Meier-Verfahren mit Anpassung durch Chatkeo verwendet. Dieses erfordert aufgrund seiner stark vereinfachten Modellierung des Gleises hohe Sicherheitszuschläge. Mittlerweile hat sich die Finite-Elemente-(FE-)
Methode zur Bemessung von Bauteilen in vielen Bereichen der Technik als wirtschaftlich sinnvoll erwiesen. Um auch auf dem Gebiet der Gleislagestabilität zu genaueren Aussagen zu kommen, wurde in einem ersten Schritt zur Berechnung der kritischen Schienentemperatur ein FE-Modell des Gleises entwickelt, anhand von Versuchen verifiziert und seine Ergebnisse mit denen anderer Rechenverfahren verglichen. Es zeigte sich, dass das FE-Modell auch in Grenzbereichen der Eingangsparameter robuste Ergebnisse liefert.