Auswirkung aerodynamischer Zugsbelastungen verschiedener Tunnelkonfigurationen auf Tunnelnotausgangstüren

Abstract

Zugsdurchfahrten in Eisenbahntunneln verursachen aerodynamische Belastungen durch Druck/Sogwellen, welche Fahrzeug, Tunnelausrüstung und den Fahrkomfort beeinträchtigen können. Im Rahmen eines kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekts wurde die aerodynamische Auswirkung bei Zugsdurchfahrten von Hochgeschwindigkeitszügen mittels strömungsmechanischen Berechnungen untersucht und mit der in ihrer Art weltweit einzigartigen und innovativen Tunnelsimulationsanlage (TSG) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Göttingen versuchstechnisch bestätigt. Der Beitrag umfasst die Untersuchung von Tunnelausrüstungsgegenständen am Beispiel einer Notausgangstür mit unterschiedlichen aerodynamischen Belastungen bei Zugsdurchfahrten. Mittels numerischen Analysen im Zeitbereich wurden unterschiedliche Türkonfigurationen (Variation der Eigenfrequenzen) mit den errechneten bzw. gemessenen Drucksignaturen belastet, und auf dynamische Erhöhung und Zusatzschwingungen untersucht. Anschließend wurde die Schädigungssumme mittels linearer Schadensakkummulation nach der Hypothese von Palmgren-Miner auf Ermüdung bewertet und die theoretische Lebensdauer ermittelt. Es konnte unter den getroffenen Annahmen exemplarisch gezeigt werden, welche Parameter positive Effekte auf die theoretische Lebensdauer von Ausrüstungsbauteilen aufgrund der Belastungsänderung haben. Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des VIF 2014 Projekts OPTUNAMIK durchgeführt und von der ÖBB-Infrastruktur AG sowie der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft finanziell unterstützt.