Dynamisches Verfahren zur Berechnung der horizontalen Gleislagestabilität

Das horizontale Stabilitätsproblem des durchgehend verschweißten Gleises bei einer Schienenerwärmung wird bei dem von Meier entwickelten Rechenverfahren mit der Energie-Methode behandelt [1]. Dabei werden als grundlegende Parameter neben dem Querverschiebewiderstand (QVW), das Ersatzträgheitsmoment I_ers des Gleisrostes als Maß für die horizontale Rahmensteifigkeit und die infolge der Betriebsbelastung entstehenden Gleisrichtungsfehler definiert. Allerdings können die tatsächlichen Kraft-Verformungs-Verhältnisse des Gleises mit dem versuchstechnisch ermittelten diskreten Wert von I_ers nicht exakt nachgebildet werden. Auch der vom Verschiebeweg abhängige nichtlineare QVW geht als konstanter Wert in die Formeln von Meier ein. Ein weiterer Nachteil der Energie-Methode liegt darin, dass die dynamische Auswirkung des Zugverkehrs auf die horizontale Gleislagestabilität nicht berücksichtigt wird. Auf Initiative der DB Netz AG sollten neue Wege und Festlegungen erarbeitet werden, um insbesondere im Bereich von weißen Schotterstellen eine Aussage zu potentiellen Geschwindigkeitsreduktionen machen zu können. Im Rahmen dieser Veröffentlichung sollen Berechnungen der horizontalen Gleislagestabilität mit einem neuentwickelten dynamischen Verfahren durchgeführt werden [2]. Hierzu sind diverse Rechenannahmen erforderlich, welche die Realität entsprechend berücksichtigen sollen. Die Berechnungen erfolgen mit der Finite Elemente Methode auf Basis von der DB AG vorgegebenen Randbedingungen.