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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.
Vehicle, track and ground vibration as well as their interaction are considered in a combined finite-element boundary-element (FEBEM) approach. The layered soil is calculated in frequency wavenumber domain and the solution for fixed or moving point or track loads follow as wavenumber integrals. The soil results from the measurements and the detailed models are approximated by simple formula which are used for the prediction of train-induced ground vibration. The influence of the track and the soil on the train induced ground vibration is analysed by the detailed models. The ground vibrations strongly depend on the regular and random inhomogeneity of the soil. The regular layering of the soil yields a cut-on and resonance phenomenon while the random inhomogeneity yields a scattering of the axle impulses which proved to be important for high-speed trains. The attenuation with distance of the ground vibration due to the point-like excitations such as vibrator or hammer excitations and the train-track excitation are investigated and compared. All theoretical results are compared with measurements at conventional and high-speed railway lines.