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Um die Erschütterungen infolge von Schienenverkehr zu reduzieren, werden elastische Elemente in den Eisenbahnfahrweg eingebaut: elastische Zwischenlagen zwischen Schiene und Schwelle, elastische Schwellensohlen zwischen Schwelle und Schotter und Unterschottermatten unterhalb des Schotters. Das elastische Element führt zu einer ausgeprägten Eigenfrequenz des Gesamtsystems bestehend aus Fahrzeug, Fahrweg und Untergrund. Die Wirkung der elastischen Elemente beruht darauf, dass die Frequenzen oberhalb dieser Eigenfrequenz abgemindert werden. Für die Ermittlung der Wirksamkeit der Minderungsmaßnahme werden das Gleis mit elastischem Element und das Gleis ohne elastisches Element berechnet. Beide Eisenbahnfahrwege werden mit der kombinierten Finite-Element- Randelement-Methode berechnet, wobei das Gleis einschließlich des Schotters mit der Finite-Element-Methode berechnet wird, der Gleisuntergrund hingegen mit der Randelementmethode. Für die erschütterungsmindernden Gleise erweist es sich als vorteilhaft, spezielle Gleisendelemente an den Seiten des FE-Modells anzufügen. Dadurch wird zusätzlich zur Unendlichkeit des Untergrundes auch die unendliche Länge des Gleises berücksichtigt. Für die Ermittlung der Minderungswirkung werden die frequenzabhängige Nachgiebigkeit des Gleise, die Kraftübertragung des Gleises, und die Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung berechnet. Schließlich werden die Kraftminderungen verschiedener Eisenbahnfahrwege dargestellt und der Einfluss der wesentlichen Parameter untersucht.
The dynamics of slab tracks and floating slab tracks are analyzed by multibeam models for the track and by integration in the wave-number domain for the soil, which is modeled as a layered half-space. Frequency-dependent compliances and force transfers are calculated for a great variety of track and soil parameters. The distribution of the load and the displacements along the track is investigated as well as the wave propagation perpendicular to the track and the ground vibration amplitudes. The floating slab track has a dominating plate-mat resonance and a strong high-frequency reduction. A track-soil resonance can also be recognized for an unisolated slab track in the case of layered soils. Generally, there is a strong damping of the track by the soil. The reduction effect of the slab mat is mainly owing to the elimination of this strong damping. The continuous soil yields slightly different rules for the displacements and force densities than those of a Winkler support. The total force transfer from the rail to the soil is the best criterion to judge the effectiveness of a floating slab track in reducing the ground vibration at some distance from the railway line. The total force transfer is easier to calculate than the double Fourier integrals of the ground vibration amplitudes, namely in the far field, and it has the best correlation with the reduction of the ground vibration.