TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Fundamentschwingungen und Wellenausbreitung bei inhomogenen Böden – Beiträge zur Dynamik der Verkehrssysteme N2 - Dieser Bericht gliedert sich in drei Abschnitte, in denen der Einfluß inhomogener Böden auf die Dynamik von Verkehrssystemen untersucht wird. In erster Linie werden dabei geschichtete Böden behandelt, für die ein Rechenverfahren entwickelt wurde. Als elementares Ergebnis werden die Wellenfelder geschichteter Böden bei einer punktförmigen Belastung dargestellt. Mit diesen Punktlastlösungen können dann die Schwingungen von starren oder flexiblen Strukturen auf geschichteten Böden berechnet werden. Es wird die dynamische Steifigkeit und Dämpfung starrer Fundamentflächen dargestellt, an der das stark frequenzabhängige Verhalten geschichteter Böden besonders deutlich wird. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 226 KW - Dynamik KW - Fundamentschwingungen KW - Wellenausbreitung KW - Geschichter Boden KW - Schichtresonanz KW - Schiffstoß KW - Brückenpfeiler KW - Schienenverkehr KW - Gleisschwingungen KW - Achslasten KW - Erschütterungen PY - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-2246 SN - 978-3-89701-161-1 SN - 0938-5533 VL - 226 SP - 1 EP - 69 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-224 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Zur Entstehung und Ausbreitung von Schienenverkehrserschütterungen: Theoretische Untersuchungen und Messungen am Hochgeschwindigkeitszug Intercity Experimental N2 - Neuere Ergebnisse insbesondere zur Erschütterungsproblematik, damit verbunden auch Ergebnisse zur Fahrzeugdynamik und zur Fahrweg- und Untergrundbelastung. Theorie und Praxis ergeben übereinstimmend wichtige Folgerungen für Hochgeschwindigkeitsverkehr. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 155 KW - Erschütterungen KW - Schienenverkehr KW - Hochgeschwindigkeitszüge KW - Fahrzeugdynamik KW - Fahrwegdynamik KW - Bodendynamik KW - Wellenausbreitung KW - Kopplung des Fahrzeug-Fahrweg-Untergrund-Systems KW - Schwellenabstandsanregung KW - Parametererregung PY - 1988 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-2951 SN - 978-3-88314-825-3 SN - 0938-5533 VL - 155 SP - 1 EP - 194 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-295 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Wechselwirkung starrer und flexibler Strukturen mit dem Baugrund insbesondere bei Anregung durch Bodenerschütterungen N2 - Es wird ein Rechenverfahren vorgestellt, das die Randelementmethode zur Beschreibung des Bodens mit der Finite-Element-Methode für das Bauwerk verbindet. Am Grundproblem der Bauwerk-Boden-Wechselwirkung, der dynamischen Steifigkeit starrer Fundamente auf dem Baugrund, werden diese Verfahren und einige Verfahrensvarianten erprobt und miteinander verglichen. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 151 KW - Bauwerk-Boden-Wechselwirkung KW - Baudynamik KW - Erschütterungen KW - Wellenfeld KW - Fundamente KW - Randelementmethode PY - 1988 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-2990 SN - 978-3-88314-785-0 SN - 0938-5533 VL - 151 SP - 1 EP - 132 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-299 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Durch Bodenerschütterungen angeregte Gebäudeschwingungen - Ergebnisse von Modellrechnungen N2 - Beschreibung von Modellrechnungen zur Übertragung von Erschütterungen vom Boden in Gebäuden und zum Schwingungsverhalten von Gebäuden. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 108 KW - Schwingung KW - Stockwerkrahmen KW - Schienenverkehr KW - Modell PY - 1984 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-3423 SN - 978-3-88314-363-4 SN - 0938-5533 VL - 108 SP - 1 EP - 36 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-342 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Ausbreitung von Erschütterungen durch den Boden N2 - Modellrechnungen zur Ausbreitung der Erschütterungen im Boden, mit denen der Einfluss des Bodenaufbaus, der Materialeigenschaften des Bodens und der Geometrie der Erschütterungsquelle auf die Stärke der Erschütterungen untersucht wurde. Ergebnisse sind auch auf andere Erschütterungsquellen, wie Maschinen, Rammungen oder Sprengungen, übertragbar. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 92 KW - Schienenverkehr KW - Finite-Element-Methode KW - Boden KW - Schwingung PY - 1983 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-3589 SN - 978-3-88314-266-2 SN - 0938-5533 VL - 92 SP - 1 EP - 92 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-358 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Praxisgerechtes Prognoseverfahren für Schienenverkehrserschütterungen N2 - Im Forschungsvorhaben „Praxisgerechtes Prognoseverfahren für Schienenverkehrserschütterungen“ wurde ein Prognoseprogramm entwickelt, das die Erschütterungsemission, -transmission und –immission für verschiedene Bahnen, verschiedene Böden, verschiedene Gebäude und verschiedene Minderungsmaßnahmen prognostizieren und bewerten kann. Es ist gelungen, ein Prognoseverfahren zusammenzustellen, das sowohl wissenschaftlich fundiert als auch einfach handhabbar ist. Die besonderen Merkmale des Prognoseverfahrens sind folgende: - Das Prognoseprogramm basiert auf physikalischen Modellen. - Das Programm besitzt klar definierten Schnittstellen zwischen der Emission und der Transmission und zwischen der Transmission und der Immission. Im ersten Fall sind es die auf den Untergrund wirkenden Erregerkräfte von Fahrzeug und Fahrweg, im zweiten Fall sind es die Freifeldamplituden des Bodens. - Das Prognoseprogramm erlaubt es, Messdaten einzulesen und in physikalisch sinnvoller Weise weiter zu verarbeiten. Damit sind die gesetzten Ziele für das Prognoseverfahren erfüllt und mit der Implementierung in einem benutzerorientierten Programm übertroffen worden. Es ist gelungen, ausgehend von komplexen Modellen einfache Modelle zu finden und anzupassen. Hier ist einerseits die vereinfachte Berechnung der Wellenausbreitung im Boden zu nennen, die sowohl für kontinuierlich steifer werdende Böden als auch für geschichtete Böden zutreffende Ergebnisse liefert. Andererseits war die vereinfachte Berechnung der Fahrweg-Boden-Wechselwirkung ein besonderer Erfolg, da sowohl Standardgleise als auch Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) Seite 24 Praxisgerechtes Prognoseverfahren für Schienenverkehrserschütterungen Gleise mit Minderungsmaßnahmen (zum Beispiel mit Unterschottermatten) durch allgemeine Gesetzmäßigkeiten erfasst werden konnten. KW - Erschütterungen KW - Schienenverkehr KW - Prognoseprogramm KW - Theoretische Modelle KW - Messtechnische Ergebnisse KW - Verifikation PY - 2006 UR - https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT:521052653/Praxisgerechtes-Prognoseverfahren-f%C3%BCr-Schienenverkehrsersch%C3%BCtterungen?cHash=ae6365e413192da1dcf4ceeefa43e426 SP - 1 EP - 36 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-55247 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Prognosemethoden für die Erschütterungsausbreitung im Boden N2 - In diesem Bericht werden die Berechnungsmethoden für die Transmission der Erschütterungen dargelegt. Da es sich um die Wellenausbreitung im Boden handelt, sind drei große Abschnitte dem Einfluss und den Berechnungsmöglichkeiten verschiedener homogener und geschichteter Böden gewidmet. Dabei kommt ein exaktes aufwändiges Rechenverfahren und daraus abgeleitete einfachere Näherungsverfahren zum Einsatz. Zum Bodeneinfluss wurden verschiedene homogene und geschichtete Böden exakt berechnet. Daraus wird ein Näherungsverfahren abgeleitet, dass auf der Dispersionsbeziehung v(f) beruht. Die Dispersion einiger Fälle wird exakt berechnet und ein Näherungsverfahren gefunden, mit dem man aus dem Tiefenprofil v(z) die Dispersion v(f) ermitteln kann. Mitden Näherungsverfahren werden die Wellenfelder der verschiedenen Böden nachgerechnet. Es ergeben sich sehr gute Übereinstimmungen mit den exakten Ergebnissen. Die Zuganregung wird in erster Linie mit ortsfesten dynamischen Achslasten erfasst. Mit der Lastverteilung über die gesamte Zuglänge ergibt sich eine deutlich andere, nämlich schwächere Abnahmegesetzmäßigkeit als für die elementare Punktlast. Für die Prognose von Schienenverkehrserschütterungen wurden verschiedene Verfahren vorgestellt, die die theoretischen Methoden zur Wellenausbreitung im Boden auf der experimentellen Seite ergänzen. Dies beginnt bei der notwendigen Ermittlung der Bodenkennwerte für den Prognoseort, das führt weiter zur sehr hilfreichen Bestimmung der Übertragungsfunktion am Prognoseort, und schließlich zur kritischen Verwendung von gemessenen Spektren als Emissionsgröße. Die verschiedenen Verfahren werden anhand der Messungen der ICE 3-und Thalys-Versuchsfahrten bei Gardelegen vorgeführt. Die wichtigsten Aussagen dieser Untersuchung sind: – Die Ergebnisse der Schwinger- und Impulsmessungen, die Bodenkennwerte und die Übertragungsfunktionen, Theorie und Messungen stimmen alle sehr gut miteinander überein. – Es sind gute Prognosen der Schienenverkehrserschütterungen sowohl mit den theoretischen als auch den experimentellen Übertragungsfunktionen möglich (s. Bild 39 im Vergleich zu Bild 40). – Die Verwendung von gemessenen Schienenverkehrserschütterungen als Emissionsspektrum wird ermöglicht. Sie ist aber an die Kenntnis der Bodenkennwerte am Messort gekoppelt. Mit den Bodenkennwerten am Messort können dann bodenunabhängige Lastspektren als Emissionsgröße berechnet werden. Damit steht eine Vielfalt von theoretischen und messtechnischen Varianten für die Prognose der Erschütterungsausbreitung im Boden zur Verfügung. KW - Geschichter Boden KW - Wellengeschwindigkeit KW - Übertragungsfunktion KW - Wellenzahlmethode KW - Approximationsverfahren KW - Bodensteifigkeit KW - Bodendämpfung PY - 2006 SP - 1 EP - 83 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) AN - OPUS4-56222 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Prognosemethoden für die Erschütterungsübertragung in Gebäude N2 - Es wurde ein Prognosemodell für die Bauwerksschwingungen entwickelt. Es besteht aus einer Gesamtbauwerkswand, die alle Wände und Stützen eines Bauwerks repräsentiert, und aus den Decken in den einzelnen Stockwerken. Das Modell wird stockwerkweise mit Übertragungsmatrizen berechnet. Hinsichtlich der Decken besteht im Programm die Möglichkeit, die Deckeneigenfrequenz aus den Abmessungen und den Auflagerbedingungen berechnen zu lassen. Die Decken werden dann im Rechenprogramm als Modalmodelle realisiert und an den Deckenauflagern in die Übertragungsmatrizenkette eingebaut. Aus diesem Komplexmodell des Gebäudes wurde entsprechend den Messerfahrungen ein praxisnäheres Standardmodell abgeleitet. Dazu werden die Wandamplituden aller Stockwerke gemittelt und bei den Decken wird eine gewisse Bandbreite der vorhandenen Deckeneigenfrequenzen unterstellt. Entsprechend der hohen Bedeutung, den experimentelle Ergebnisse für die Prognose der Erschütterungsimmission haben, wurden sehr viele in der BAM vorhandene Messdaten erneut ausgewertet und darüber hinaus neue Gebäudemessungen durchgeführt. Die Messergebnisse wurden bei der Definition des Standardmodells herangezogen. Außerdem wurde die Auswahl der Fundamentparameter mit den Messerfahrungen abgeglichen. Schließlich geben die Messdaten von etwa 80 Decken wichtige Hinweise auf die richtige Wahl der Deckenparameter Eigenfrequenz und Dämpfung. Eine Parameterstudie gibt Auskunft über die praktisch vorkommende Bandbreite der einzelnen Parameter und deren Auswirkung auf die Bauwerksamplituden. Die wichtigsten Parameter sind die Bodensteifigkeit und die Deckeneigenfrequenz, die die Abminderung der Gesamtbauwerksamplituden einerseits und die Amplitudenverstärkungen in der Deckenresonanzen andererseits bestimmen. Für diese beiden Parameter ergaben die Untersuchungen wesentliche Hinweise: Für die Gebäudegründung sind die weicheren oberen Bodenschichten maßgeblich, und die Deckeneigenfrequenzen lassen sich in erster Näherung gut durch eine allseitig gelenkige Lagerung abbilden. Mit den theoretischen und experimentellen Arbeiten konnte somit ein praxisgerechter Immissionsteil für die Erschütterungsprognose erstellt werden. KW - Immissionsprognose KW - Bauwerk-Boden-Wechselwirkung KW - Deckenschwingungen KW - Decke-Wand-Boden-Modell KW - Übertragungsmatrizen PY - 2006 SP - 1 EP - 87 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) AN - OPUS4-56223 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Mitigation measures for ballasted tracks - sleepers, sleeper pads and substructure - Results from the finite element boundary element method N2 - The ground vibrations, which are generated by trains on different tracks, have been calculated by finite-element boundary-element models. The ballasted track is modelled in detail by the finite element method. The infinite soil is modelled by the boundary element method as a homogeneous or layered half-space. The track-soil system is coupled with a simple rigid mass model of the vehicle so that the vehicle-track interaction is completely included. Transfer functions are calculated in frequency domain without and with vehicle-track interaction, the compliance of the track and the mobilities of the soil at different distances from the track. Finally, the ratios between the ground vibration amplitudes with and without mitigation measure are calculated to quantify the effectiveness of the mitigation measure. Tracks with under sleeper pads have been investigated in a wide parameter study. The main parameters that influence the reduction of ground vibration are the stiffness of the under sleeper pad, the mass and the width of the sleeper. The softest sleeper pad yields the best reduction of the ground vibration. The influence of the sleeper mass is not as strong as the characteristic frequency is ruled by the mass of the sleeper and the mass of the wheelset as well. The influence of other parameters has been examined. The stiffness of the rail pads, the bending stiffness of the track, the stiffness of the ballast, the sub-soil, and the soil, and the layering of the soil. All these parameters show no or only a minor influence on the mitigation effect. As the standard isolated track, a track with an under sleeper pad of a stiffness of kS = 5 107 N/m has been chosen, which can also be expressed as a stiffness per area of kS ’’ = 7.4 107 N/m3 = 0.074 N/mm3. The resonance frequency for this pad stiffness is observed between 32 and 40 Hz. The reduction of the ground vibration is about vi,I /vi,U = 0.2 and 0.1 at 100 Hz. The reduction can be improved by softer sleeper pads. But the compliance of the track gets higher than tolerable. A possibility to use softer sleeper pads without increasing the static compliance of the track is their combination with wide sleepers. The softer sleeper pads under wider sleepers yield the same compliance of the track and a better reduction of the ground vibration. KW - Heavy sleeper KW - Under sleeper pad KW - Finite-element boundary-element method KW - Mitigation KW - Ground vibration KW - Ballasted track PY - 2011 SP - 1 EP - 81 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-56607 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Auersch, Lutz T1 - Mitigation measures for slab tracks - wide sleepers on soft pads and different slabs - Results from the finite element boundary element method N2 - The ground vibrations, which are generated by trains on different slab tracks, have been calculated by finite-element boundary-element models. The slab track is modelled in detail by the finite element method. The infinite soil is modelled by the boundary element method as a homogeneous half-space. The track-soil system is coupled with a simple rigid mass model of the vehicle so that the vehicle-track interaction is completely included. Transfer functions are calculated in frequency domain without and with vehicle-track interaction, the compliance of the track and the mobilities of the soil at different distances from the track. Finally, the ratios between the ground vibration amplitudes with and without mitigation measure are calculated to quantify the effectiveness of the mitigation measure. Tracks with under sleeper pads have been investigated in a parameter study. The main parameter that influences the reduction of ground vibration is the stiffness of the under sleeper pad. The softest sleeper pad yields the best reduction of the ground vibration. The influence of other parameters has been examined. The stiffness of the rail pads, the stiffness of the slab material, the stiffness of the sleeper material, and the distance of the sleepers. All these parameters show no or only a minor influence on the mitigation effect. As the standard isolated track, a track with an under sleeper pad of a stiffness of kS = 5 107 N/m has been chosen, which can also be expressed as a stiffness per area of kS ’’ = 3.7 107 N/m3 = 0.037 N/mm3. The resonance frequency for this pad stiffness is observed between 32 and 40 Hz. The reduction of the ground vibration is about vi,I /vi,U = 0.1 at 100 Hz. KW - Wide sleeper KW - Under sleeper pad KW - Finite-element boudnary-element method KW - Slab track KW - Mitigation KW - Ground vibration PY - 2012 SP - 1 EP - 50 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-56608 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -