Zweifel an den Ausführungen... (Allgemeines Forum)

ICE-T-Fan, Sonntag, 21.02.2010, 23:33 (vor 5999 Tagen) @ Sese

Man wird eine Brücke jedenfalls so bauen, dass sie den maximal wirkenden Kräften standhält und nicht einer durchschnittlichen Belastung, von der ich ehrlich gesagt immer noch nicht verstehe, wie sie überhaupt Einfluss haben soll (was interessiert die Brücke, welche Energie ein Zug über ihr abbaut? Das entscheidende ist die Lasteinleitung in Form von Längskräften, Querkärften und Biegemomenten die Lager, Träger usw. ).

Natürlich baut man die Brücke so, dass sie der maximalen Amplitude standhält, aber die ist auf einer SFS für Personenverkehr mit 300 km/h halt immer noch größer als bei einer SFS für Personenverkehr mit 200 oder 250 km/h ;)

Und wieso kommst du zu dieser Annahme? Genau das würde mich nämlich interessieren. Und was genau ist bei einer 300-km/h-Fahrt so viel größer als bei 250? Die Gleiskräfte sind es jedenfalls nicht, es sei denn mein Professor für die Gestaltung von Bahnanlagen hat mir was Falsches erzählt.

Naja, ich stelle mir das mit meinem physikalischen Wissen ungefähr so vor:

Punkt 1:
Zug bremst auf Brücke -> Wie bei jedem Bremsvorgang verlagert sich aufgrund der Massenträgheit das Gewicht des Zuges nach vorne, d.h. es drückt ihn vorne leicht nach unten.

Die Druckkraft auf die Brücke hängt also neben der Fallbeschleunigung (die aber für den gleichen Betrachtungsort konstant ist) noch von der Zugmasse und der Verzögerung des Zuges ab.
Die Zugmasse soll in unserer Betrachtung gleich groß sein, also hängt diese Kraft alleine vom Parameter Bremsverzögerung ab.

Die Bremsverzögerung hängt von der Bremsanlage ab, welche bei schnelleren Zügen etwas stärker dimensioniert ist, wie bei langsameren Zügen.

Die Kraftwirkzeit hängt von der Ausgangsgeschwindigkeit ab, d.h. je schneller der bremsende Zug auf der Brücke ist, desto länger dauert es, bis die Geschwindigkeit herunter gebremst wurde und desto länger wirkt diese Kraft auf die Brücke.

Punkt 2:
Bei einer Verzögerung werden die Schienen in Fahrtrichtung belastet, d.h. der Zug versucht sozusagen die Schienen zusammen zu schieben. Diese Kraft hängt über die Verzögerungsbeschleunigung von der Bremskraft des Zuges und von der Haftreibung und Gleitreibung ab.
Bei ähnlichen Materialien und ähnlicher Zugmasse (und damit Schienenandruck) sind Haft- und Gleitreibung konstant, d.h. diese Kraft hängt alleine von Bremskraft des Zuges ab.

Der Rest der Argumentation siehe Punkt 1.

Punkt 3:
Eventuelle Schwingungen der Brücke hängen von dynamischen Kräften und diese wiederum von der Geschwindigkeit des Zuges ab. Wobei hier nicht gleich schneller stärkere Schwingung bedeutet, sondern es hier auf Resonanzeffekte ankommt.
Hier kann sicherlich das Gleisbett einiges abfangen.

Punkt 4:
Befindet sich auf der Brücke ein Gleisbogen, hängt die auftretende Radialkraft von dem Kurvenradius und der Zuggeschwindigkeit ab. Bei schnelleren Strecken sind die Kurvenradien größer. Hier ist halt die Frage in welchem Verhältnis Kurvenradius zu Geschwindigkeit steht.

Problematisch sind wohl nur die Punkte 2 und 4, wobei Punkt 2 nur indirekt von der gefahrenen Höchstgeschwindigkeit abhängt, da hier primär die Bremsverzögerung des Zuges eine gewichtige Rolle spielt.

Wie groß die Unterschiede zwischen 160, 200, 250, 300 oder 300+ km/h nun genau sind, kann ich dir jetzt auch nicht gleich vorrechnen, da ich dafür erstmal die passenden Formeln aufstellen müsste.
Riesengroße Unterschiede sind es sicherlich nicht, aber wie schon geschrieben sind auch kleine Unterschiede Unterschiede. ;)