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Karlsruhe und Kyoto starten Kooperationsprojekt

09.12.1997 - (idw) Universität Fridericiana Karlsruhe (T.H.)

Nr. 117 / 10. Dezember 1997 / gu

Karlsruhe und Kyoto starten Kooperationsprojekt

Wellenbildung im Gleisoberbau bei hohen Zuggeschwindigkeiten

Zum Gleisoberbau gehoert, was unter den Schienen liegt: Schwellen oder Platten, darunter meist Schotter, darunter eine gut verdichtete und manchmal vermoertelte Sandschicht, darunter moeglichst gut verdichteter Baugrund. Wie bei einer Riffelpiste bilden sich mit dem Zugbetrieb allmaehlich zunehmende Wellen von einigen Metern bis einigen Dekametern Laenge aus, die den Fahrkomfort beeintraechtigen koennen, und zwar verstaerkt mit zunehmender Zuggeschwindigkeit. Daher musste vor dreissig Jahren der Schotter fuer den Shinkansen in Japan jede Nacht gestopft und die Geschwindigkeit von zunaechst 250 auf 200 km/h reduziert werden. Seit etwa fuenfzehn Jahren leistet eine Matte aus Autoreifenschnitzeln unter dem Schotter den Japanern gute Dienste. In Deutschland konnte man die Ungleichmaessigkeiten des Schotteroberbaus lange Zeit durch Verbesserung der Baustoffe und Einbauverfahren sowie durch Nachstopfen meistern. Mit der Einfuehrung des ICE nahmen die Schwierigkeiten jedoch auch bei uns zu. (Die Feste Fahrbahn mit durchgehender Betonplatte hat diese Probleme nicht, wird aber erst jetzt auf Neubaustrecken eingebaut.) Wie bei einem Schlagloch verstaerkt sich die unvermeidliche Delle des Oberbaus am UEbergang von einem Tunnel oder einer Bruecke zu einem Damm. Scheinbar aus dem Nichts entstehen jedoch auch woanders sogenannte weisse Stellen, in denen der Schotter allmaehlich pulverisiert wird und Mulden bildet. Diese Probleme belasten zunehmend die Japanische Bahn und die Deutsche Bahn (JR und DB), aber auch die Franzoesische Bahn mit dem TGV und andere.

Die Wellenbildung ist jetzt Gegenstand einer gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsarbeit der Lehrstuehle fuer Bodenmechanik und Grundbau an der Kaiserlichen Universitaet in Kyoto (Prof. Toshihisa Adachi) und an der Universitaet Fridericiana in Karlsruhe (Prof. Gerd Gudehus). Auftraggeber und Partner sind die Technologiezentren von JR bzw. DB. Auf der Basis zwanzigjaehriger einschlaegiger Erfahrung fuehrt der Karlsruher Lehrstuhl jetzt eine internationale Bestandsaufnahme durch und bereitet Arbeitsplaene fuer die naechsten Jahre vor. Bei einem Treffen Anfang Oktober 1997 in Japan ist eine Verstaerkung der seit etwa zwanzig Jahren bestehenden Zusammenarbeit vereinbart worden. Auch die Kontakte des Karlsruher Lehrstuhls mit Instituten in Frankreich und in anderen Laendern werden zu diesem Zweck intensiviert.

Den Ausgangspunkt der Untersuchungen bilden Sackungen durch Umlagerungen der Schotterkoerner. Dafuer wird ein in Karlsruhe entwickeltes Computer-Simulationsverfahren verwendet und mit Hilfe sogenannter Resonanzsaeulenversuche mit 1 m hohen Schotterproben ertuechtigt. Anschliessend steht die Abrasion der Schotterkoerner durch Druckspitzen und Verdrehung auf dem Programm. Des weiteren soll untersucht werden, warum und inwieweit die japanische Unterschottermatte so gute Dienste leistet, und mit welchen anderen Technologien man den Schotter schonend und gut federnd einpacken kann. Fuer den Bahndamm und den Untergrund unter dem Schotter kommt ein in Karlsruhe entwickeltes Bauverfahren in Betracht, bei dem mit einer Schnecke nachtraeglich Sand eingestopft wird. In Hinblick auf UEbergaenge zwischen Bruecke oder Tunnel und Damm oder Boden sollen Verklebungen weiterentwickelt werden, die sich auch nachtraeglich einbringen lassen.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprogramm erfordert modernste physikalische und numerische Methoden im Labor und im Gelaende. In Zusammenarbeit mit den Technologiezentren in Japan und in Deutschland sowie mit Spezialbaufirmen sind Pilotanwendungenvorgesehen.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Gerd Gudehus Institut fuer Bodenmechanik und Felsmechanik Tel.: 608-2220, Fax: 696096


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