720 m lange Brücke im Tunnel Masse-Feder-System Lainzer Tunnel. Brückentagung 2011, Mai 2011

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1 720 m lange Brücke im Tunnel Masse-Feder-System Lainzer Tunnel Brückentagung 2011, Mai 2011 Dipl.-Ing. Andreas PECHHACKER ÖBB Infrastruktur AG Dipl.-Ing. Dr.techn. Dieter PICHLER FCP Fritsch, Chiari & Partner ZT GmbH

2 Inhalt Instandhaltung 2

3 Übersichtslageplan 3

4 Übersichtslageplan V max = 160 km/h (100 km/h) 22 Weichen, 1 Kreuzungsweiche 4

5 Oberbausystem Spurführung und Lastansätze Lastansätze lt. RVE FF-System (FF-Dienstbehelf) Vertikallasten: UIC71, SW/2 mit α = 1,0 und Ф = 1,67 Achslast: P max, statisch = 250 kn Radlast: Q max, dyn = 261 kn Q min, dyn = 157 kn Q max, ex = 350 kn = 210 kn Q min, ex Seitenstoß: H = 100 kn mit Gleisverteilwirkung H 60 kn je Befestigungsachse MF-System (= Brücke: EN1992-2, FF-Dienstbehelf) Vertikallasten: UIC71, SW/2 mit α = 1,21 und Ф = 1,30 gleichmäßige Temperaturänderung: 10 K Temperaturgradient: 5 K Horizontallasten quer: Fliehkraft und Seitenstoß Horizontallasten längs: Bremsen und Anfahren 5

6 Oberbausystem Spurführung und Lastansätze Fahrdynamik lt. RVS FF-System Einsenkungsbedingung: w = 1,3 0,2 mm für Triebfahrzeug 1044 (bzw. 1116) c Stützpunkt = 19 kn/mm, C GTP = 0,5 N/mm³ Spurweite: mm Schienenneigung: 1:40 im Gleis, 1 : in Weichen bis V = 250 km/h MF-System Äquivalente Konizität 0,20 für Schienenprofil 60E1 (Grenzwert lt. TSI INS für Gleise mit V > 160 km/h) Einsenkungsbedingung: w max 10 mm Tangentenneigung: 2 Freiland, 3 Tunnel Verhältnis Einsenkung zu Biegelinienlänge: 0,4 Verwindung: 0,5 Rissbreitenbeschränkung: 0,25 mm 6

7 Oberbausystem Zusammenwirken FF MFS elastische Beschichtung Schienenstützpunkte IOARV 300/1, e = 650 mm Gleistragplatte 5,16 m x 2,40 m x 0,16 m Schienen UIC 60 Tunnelsohle Masseplatte MFS Einzellager Tunnelsohle 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 = Schienenstützpunkte IOARV 300/1, e = 650 mm elastische Beschichtung Gleistragplatte 5,16 m x 2,40 m x 0,16 m Schienen UIC Masseplatte 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 3,25 MFS Einzellager Tunnelsohle 7

8 Elastisch gelagerte Gleistragplatte Bauart ÖBB PORR Elastizitäten ohne Unterbau FF Gleistragplatte Besohlung 10% Schienenbefestigung Zwischenlagen 90% 8

9 Elastisch gelagerte Gleistragplatte Schienenbefestigung Ioarv Schwellenschraube Screw Spannklemme Skl 15 Clip Winkelführungsplatte Angled guide plate Betonschwelle/Platte Concrete sleeper/slab Schiene UIC 60 Rail Zwischenlage c=85 kn/mm Rail Pad Grundplatte Base plate Elast. Zwischenplatte c=21 kn/mm Elastic baseplate pad Kunststoffschraubdübel Plastic dowel 9

10 Masse-Feder-System Gebäude (Wohnhäuser,...) Erschütterungen und Sekundärschall 2.5 D=0 D= D=0 V... Vergrößerungsfunktion D... Lehr sches Dämpfungsmaß... Abstimmungsverhältnis P (t) 1.5 D= Schienenbahn k m (Rad, Schiene, Schwellen, Betontrog) F (t) c D=0 D=0.25 D=1.00 D= Masse Federn 10

11 Prognose Vorgangsweise Erschütterungen und Sekundärschall Festlegungen der Schutzziele Baudynamische Bewertung der Bebauung Geoseismik Datenbank Vorabschätzung Admittanz- und Ausbreitungsmessungen im Tunnel Feinabstimmung der Maßnahmen abgestimmt auf Betriebsprogramm 11

12 Erschütterungen und Sekundärschall Schutzziele sind abhängig von: Vorbelastung Gebietskategorie (Flächenwidmung, Bebauung) Zeit (Tag, Abend, Nacht, Wochenende) Grenzwerte/Anhaltswerte in ÖNORM S 9012 definiert (gemäß EB-Bescheid werden teilweise noch strengere Grenzwerte eingehalten) 12

13 Prognose Vorgangsweise Erschütterungen und Sekundärschall Festlegungen der Schutzziele Baudynamische Bewertung der Bebauung Geoseismik Datenbank Vorabschätzung Admittanz- und Ausbreitungsmessungen im Tunnel Feinabstimmung der Maßnahmen abgestimmt auf Betriebsprogramm 13

14 VibroScan Schwingungsgenerator Erschütterungen und Sekundärschall 14

15 Übersicht MFS und FF Lainzer Tunnel Mitte Erschütterungen und Sekundärschall 15

16 QS Lainzer Tunnel mit MFS Einzellagerung Erschütterungen und Sekundärschall 16

17 Längsschnitt mit Längsfesthaltung Erschütterungen und Sekundärschall 17

18 Querschnitt mit Querfesthaltung Erschütterungen und Sekundärschall 18

19 Einzellagerung Ausführung des Masse-Feder-Systems 19

20 Ausführung des Masse-Feder-Systems 20

21 Ausführung des Masse-Feder-Systems 21

22 Ausführung des Masse-Feder-Systems 22

23 Ausführung des Masse-Feder-Systems 23

24 Ausführung des Masse-Feder-Systems 24

25 Ausführung des Masse-Feder-Systems 25

26 Ausführung des Masse-Feder-Systems 26

27 Ausführung des Masse-Feder-Systems 27

28 Ausführung des Masse-Feder-Systems 28

29 Ausführung des Masse-Feder-Systems 29

30 Ausführung des Masse-Feder-Systems 30

31 Qualitätssicherung Masse-Feder-System Lager: Eignungsprüfung, Eigenüberwachung, Fremdüberwachung Eigenfrequenzen: Messungen während Bauphase Immissionen: Messungen nach Inbetriebnahme Qualitätssicherung Gleislage vor Betonage nach Betonage vor Inbetriebnahme (Gleismesswagen) Qualitätssicherung Feste Fahrbahn Verguss Betontechnologie Vergussversuche Endoskopie 31

32 Masse-Feder-System Prüfung einer Lagerprobe mit Auswertung Eigenfrequenzmessung Immissionsmessungen im Regelbetrieb 32

33 Gleislage Anforderungen Fehllage (Grenzwert = Sollwert ±5 mm) Fehlhöhe (Grenzwert = Sollwert ±5 mm) Spurweite (Grenzwert = 1437 mm +1 mm / -2 mm) Abweichung des Stützpunktabstandes (Grenzwert = 650 mm ±10 mm) Angabe des Richtungs- und Längshöhenverlaufs Verteilung der Fehler: Normalverteilung 33

34 Instandhaltung Inspektionstätigkeit und Inspektionshäufigkeit 0 Jahre 1 Jahr 7 Jahre 13 Jahre 19 Jahre Übernahme EF-Messung = Nullmessung EF-Messung + visuelle und manuelle Prüfung EF-Messung + visuelle und manuelle Prüfung EF-Messung + visuelle und manuelle Prüfung Die Eigenfrequenzmessungen sollen in Zusammenhang mit den vollständigen Tunnelscans durchgeführt werden (alle 6 Jahre). Alternativ zur Auswertung der Tunnelscan-Daten können für Beobachtungen von Setzungen und seitlichen Bewegungen der MFS-Tröge auch die Daten der Gleismessfahrzeuge der ÖBB eingesetzt werden. 34

35 720 m lange Brücke im Tunnel Masse-Feder-System Lainzer Tunnel Brückentagung 2011, Mai 2011 Dipl.-Ing. Andreas PECHHACKER ÖBB Infrastruktur AG Dipl.-Ing. Dr.techn. Dieter PICHLER FCP Fritsch, Chiari & Partner ZT GmbH