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Bärbel Siegel
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FAKULTÄT V Verkehrs- und Maschinensysteme Institut für Land- und

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31/ 2014 Bestimmung der indirekten Radrauheiten Bearbeitet von

1 FAKULTÄT V Verkehrs- und Maschinensysteme Institut für Land- und Seeverkehr Prof. Dr.-Ing. Markus Hecht Dipl.-Ing. Sascha Nesterow TEL.: +49 (0) FAX: +49 (0) sascha.nesterow@tu-berlin.de Bericht Nr. 31/ 2014 Bestimmung der indirekten Radrauheiten Bearbeitet von Prof. Dr.-Ing. Markus Hecht Dipl.-Ing. Sascha Nesterow Berlin, 17. November 2014 Änderung 2

2 I Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Mess- und Berechnungsdurchführung Messergebnisse Quellenverzeichnis Änderungsverzeichnis... 8 II Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Indirekte Radrauheiten bei 20 km/h... 5 Abbildung 2: Indirekte Radrauheiten bei 40 km/h... 6 Abbildung 3: Indirekte Radrauheiten bei 60 km/h... 7 Indirekte Radrauheiten Münstertalbahn 2

3 1 Einleitung Im Zusammenhang mit dem Projekt Breisgau-S-Bahn 2020 wurde in den Jahren 2012/2013 die Münstertalbahn Bad Krozingen Münstertal (Schwarzwald) ausgebaut. Das Betriebsangebot wurde deutlich erweitert. Vor dem Umbau erfolgte der Betrieb mit Dieseltriebwagen des Typs Regio-Shuttle (RS1) in Einfach- und Doppeltraktion. Seit der Wiederinbetriebnahme werden Elektrotriebwagen des Typs Talent 2 eingesetzt. Die Wiederaufnahme des Verkehrs nach dem Ausbau der Strecke führte zu Beschwerden von Anliegern über eine deutliche Zunahme von Schall- und Erschütterungsimmissionen. Aus Sicht der Anlieger führt das neue Fahrzeug zu den erhöhten Immissionen. Die I.B.U. GmbH und die TU Berlin wurden nun mit der Durchführung einer umfangreichen Schall- und Schwingungstechnischen Untersuchung beauftragt. Die Untersuchung beinhaltet die Durchführung von umfangreichen Messungen am Gleis und am Fahrzeug sowie eine vergleichende Bewertung der Emissionen beider Fahrzeuge und die Zusammenstellung möglicher Maßnahmen zur Minderung der Emissionen. Im vorliegenden Bericht werden die Messdurchführung und die Ergebnisse der durchgeführten Messungen der indirekten Radrauheit detailliert beschrieben. 2 Mess- und Berechnungsdurchführung Über Beschleunigungsaufnehmer, die an der Schiene befestigt werden, werden die verursachten Schwingungen bei einer Vorbeifahrt in vertikaler Richtung gemessen. Die Schwingungen sind hauptsächlich von der Beschaffenheit der Radlauffläche (Radrauheit), der Schienenfahrfläche (Schienenrauheit) und dem Schwingungsverhalten des Gleises abhängig. Das Schwingungsverhalten oder auch Abklingverhalten, wird durch die Track Decay Rate-Messung bestimmt. Die Schienenbeschleunigungen und die TDR wurden von I.B.U. gemessen. Im Bericht Schwingungs- und Schalltechnische Untersuchung- Teil 2: Messung der Gleisabklingrate (TDR) sind die Ergebnisse der TDR-Messung zusammengetragen. Die benötigten Schienenrauheiten wurden von der TU Berlin gemessen und die Ergebnisse sind im Bericht Messung der Schienenrauheit und profile auf der Münstertalbahn enthalten. Aus den gemessenen Beschleunigungen am Schienenfuß wird der Gesamtrauheitspegel nach [1] berechnet. Durch die Überlagerung der Rauheiten kann bei Kenntnis der Schienenrauheit, die Radrauheit einzelner Räder bestimmt werden. Indirekte Radrauheiten Münstertalbahn 3

4 Die effektive Gesamtrauheit Lr,tot,i(fi) wird mit der Formel (1) berechnet, die sich aus dem berechneten Beschleunigungspegel Laeq,i(fi), der effektiven Gesamtrauheit A2, aus der Achsdichte Nac, aus der Länge des Fahrzeuges lveh und der vertikal gemessenen Track Decay Rate Ds,i zusammensetzt. Der Faktor 8,686 kommt aus der Berechnung der TDR, da die Abklingrate (TDR) mit D=20 lg e β definiert ist und β gleich der Dämpfungsterm ist. L r,tot,i (f i ) = L aeq,i (f i ) A 2 40 lg(2πd) 10 lg (8.686 ) [db re m] (1) l veh D s,i N ac 3 Messergebnisse Für die Bestimmung der indirekten Radrauheit ist es notwendig, dass verwendete Schienenschwingungen hauptsächlich durch die Rauheit verursacht werden. Bei der Bogenfahrt können zusätzliche Schwingungen, die über die Anregung durch die Rauheit hinausgehen, in vertikaler Richtung ins Gleis eingeleitet werden. Deshalb werden nur aus den Messergebnissen vom Messquerschnitt 2 die indirekten Radrauheiten berechnet. In den unteren Abbildungen sind die berechneten Gesamtradrauheiten für die Fahrzeuge Talent 2 und RS1 für die verschieden Geschwindigkeiten dargestellt. Für die Radrauheit gibt es keine Normung und damit auch keine Grenzwerte. Die Radrauheiten zeigen bei allen Geschwindigkeiten einen ähnlichen Verlauf bei beiden Fahrzeugen. Damit ist davon auszugehen, dass der Zustand der Radlauffläche keinen Einfluss auf unterschiedliche Vorbeifahrpegel der Fahrzeuge haben kann. Indirekte Radrauheiten Münstertalbahn 4

5 25 Talent 2 20 RS 1 15 Terzrauheitspegel in db re 1µm Wellenlänge in Meter Abbildung 1: Indirekte Radrauheiten bei 20 km/h Indirekte Radrauheiten Münstertalbahn 5

6 25 Talent 2 20 RS 1 15 Terzrauheitspegel in db re 1µm Wellenlänge in Meter Abbildung 2: Indirekte Radrauheiten bei 40 km/h Indirekte Radrauheiten Münstertalbahn 6

7 25 Talent 2 20 RS 1 15 Terzrauheitspegel in db re 1µm Wellenlänge in Meter Abbildung 3: Indirekte Radrauheiten bei 60 km/h Indirekte Radrauheiten Münstertalbahn 7

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