Verkehrsinfrastruktur, MdZ 6. Ausschreibung (2015)

GRELL

GRundlagen zur Erweiterten Lebensdauerbewertung von Lärmschutzwandsystemen

Lärmschutzwände (LSW) stellen einen wichtigen Teil der sekundären Infrastruktur im Bereich von Schiene/Straße dar. Vor allem im Bereich der Schiene sind durch den Schienenaus- und Neubau und der Einrichtung von Hochgeschwindigkeitsstrecken hohe aerodynamische Belastungen vorhanden. Diesekönnen, vor allem im Bestand zu Dauerhaftigkeitsproblemen bei Lärmschutzwänden führen, da diese Konstruktionen noch nicht für die erhöhten Beanspruchungen ausgelegt wurden. Um dieses Problem zu adressieren ist eine genaue Erhaltungs- und Lebensdaueranalyse Voraussetzung.
Bisherige Untersuchungen an LSW konzentrierten sich auf die Quantifizierung der aerodynamischen Einwirkungen bei Zugsvorbeifahrt. Im Projekt GRELL liegt der Fokus in der Schaffung von Grundlagen für die Bewertung der Widerstandsseite (strukturellen Dauerhaftigkeit), der Möglichkeiten der Zustandserfassung als auch in der zeitlichen Entwicklung der akustischen Eigenschaften. Durch die dadurch ermöglichte verbesserte Zustandsbewertung und Lebensdauerprognose für Neu- und Bestandskonstruktionen wird einerseits die Sicherheit der sekundären und primären Verkehrsinfrastruktur erhöht, eine optimierte und kostenreduzierte Erhaltungsplanung für die Hochleistungsstrecken der Bahn, sowie eine effektive Bewertung nach Auftreten von Naturereignissen ermöglicht.

Die strukturelle Dauerhaftigkeit wird vor allem unter Berücksichtigung von Schwachstellen und Vorschädigungen an Bestandskonstruktionen, wie z.B. Ermüdungsrissen in Schweißnähten oder Vorspannungsverlust in Befestigungsschrauben, bewertet und analysiert. Basierend auf Grundlagenuntersuchungen mit Einbeziehung von Experten der ÖBB Streckenerhaltung sowie von Herstellerseite werden häufige Schäden analysiert, diese im Labor mittels Dauerschwingversuchen beurteilt und darauf aufbauend einer numerischen Parameterstudie unterzogen. Parallel zu den Versuchen werden Grundlagen für die messtechnische Zustandserfassung der für die Bewertung von LSW-Systemen wesentlichen Parameter geschaffen und im Rahmen der Laborversuche deren Anwendbarkeit getestet.

Nachdem der Hauptzweck von LSW in der Reduktion der Lärmemissionen bei Zugsvorbeifahrt liegt ist auch die zeitliche Entwicklung der lärmreduzierenden Eigenschaften maßgeblich für eine Bewertung der Konstruktionen. Um dies zu beurteilen werden in-situ Messungen an LSW Konstruktionen mit unterschiedlichen Eigenschaften (Konstruktionstyp, Alter, Verschmutzungsgrad etc.) durchgeführt und mittels Regressionsanalyse in Degradationskurven überführt.

Die Resultate des Forschungsprojektes GRELL werden somit grundlegende Bewertungskurven für die Schwingfestigkeit (Wöhlerlinien) zur Bewertung von LSW-Systemen unter Berücksichtigung von Vorschädigungen sein, sowie eine Prüf- und Inspektionsmethodik zur fundierten, messtechnisch unterstützten und vergleichbaren Bewertung von Bestandskonstruktionen unter Berücksichtigung von strukturellen und akustischen Eigenschaften.

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