Zweifel an den Ausführungen... (Allgemeines Forum)

Sese, Montag, 22.02.2010, 09:35 (vor 5998 Tagen) @ ICE-T-Fan

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.

Du meinst, es gibt sozusagen ein Kippmoment für jedes Drehgestell? Es würde mich arg wundern, wenn hier letztlich nennenswerte Kräfte wirken, schließlich haben schnell fahrende Schienenfahrzeuge tiefangelenkte Drehgestelle (Zug-/Druckstange (ICE1/2, 101), tiefliegender Drehzapfen (ICE3, Taurus)).

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.

Siehe oben, es mag ein Kippmoment für jedes Drehgestell geben und somit eine gewisse Ungleichheit bei der Belastung der Radsätze, aber das ist so klein, dass für den Brückenbau keiner Betrachtung würdig ist.

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.

Es ist doch der Brücke egal, ob ihre zulässige Belastung für 10 oder 30 Sekunden überschritten wird.

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.

Öhm, ja, richtig. Und warum bremst ein 300-km/h-Zug jetzt stärker als ein 200-km/h-Zug? Die Verallgemeinerung, dass ein langsamerer Zug schlechter bremst als ein schneller zieht nicht, kein Mensch baut eine Strecke nur für einen einzigen, bestimmten Zugtyp. Schließlich will man ja bestimmt auch mit einem ICE3 über eine Strecke fahren, die nur für 250 gebaut wurde.

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.

Hier hat vielmehr das Gleisbett Einfluss auf diese Kräfte. Wie ich weiter oben schon schrieb, können dynamische Kräfte am Rad durchaus das Doppelte der Radaufstandskraft erreichen, allerdings sowohl bei 300 km/h wie auch bei 200 km/h oder 100 km/h. Das hängt nämlich vom Oberbau und vom Laufwerk des Fahrzeuges ab und ersteres ist sicher nicht über seinen gesamten Lebenszeitraum konstant und kann auch nicht stetig kontrolliert werden, sodass hier von vorn herein Sicherheiten einzurechnen sind. Egal ob 250 km/h oder 300 km/h.

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.

Wie sehr weit oben schon geschrieben wurde und du auch richtig ausgeführt hast, haben wir Grenzwerte für Kurvenbeschleunigungen und Überhöhungen. Diese kann ich durch Wahl des Kurvenradius sowohl bei 250 km/h als auch bei 300 km/h komplett ausreizen, sodass ich irgendwann einen minimalen Radius mit maximaler Überhöhung habe, in dem bei der jewiligen Geschwindigkeit auch die maximale Kraft erreicht wird. Egal ob 250 oder 300.

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. ;)

Hätte, hätte, Fahrradkette ;-)

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Grüße,
Sese