Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 8

 Bahnmagistrale Nürnberg–Berlin

DyStaFiT - Großversuch zum Nachweis der dynamischen Stabilität des Eisenbahnunterbaus im Bereich Tunnel Eierberge

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(Grafik: DB AG)

Grundlagen

Nach den aktuellen Richtlinien der DB Netz AG im Erdbau (Ril 836 in der 1. Aktualisierung mit Stand von 10 /2008) sind für Strecken mit Fester Fahrbahn oder mit Schotteroberbau die mit Geschwindigkeiten von mehr als 200 km/h befahren werden sollen Nachweise der dynamischen Stabilität des Unterbaus der Strecke zu führen.

Zum Nachweis der dynamischen Stabilität des Eisenbahnunterbaus auf Hochgeschwindigkeitsstrecken (HGV) wurde bereits 1996 ein Gerät mit der Bezeichnung DyStaFiT (Dynamic Stability Field Test) entwickelt.

Nach Einsätzen auf der VDE 8.2 NBS Erfurt- Leipzig/Halle, NBS Köln-Rhein/Main Los B, Mitte, im internationalen Einsatz auf HGV- Eisenbahnstrecken in den Niederlanden und Spanien wurde dieses Gerät im Juli 2011 im Vergabepaket Eierberge der VDE 8.1 NBS Ebensfeld- Erfurt an drei Versuchsfeldern zwischen NBS Bau-km 1,6+60 bis 2,0+45 eingesetzt.

DyStaFiT-Versuchsfelder
DyStaFiT-Versuchsfelder (Grafik: DB AG)

Die Verwendung dieses Gerätes wurde für das Vergabepaket Eierberge am Streckenanfang der NBS Ebensfeld- Erfurt deshalb gewählt, da hier im Untergrund der Mainaue weiche bis steife, setzungs- und schwingungsempfindliche Auelehme anstehen, welche aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht im Untergrund verbleiben.

Aufbau des DyStaFiT-Gerätes

Das DyStaFiT-Gerät besteht aus drei Hauptkomponenten:

  • Trägergerät RG 20 S (Starrmäklergerät), Gewicht: 56 t, Höhe: 22 m
  • Vibrator (Müller –Vibrator) MS-24 HFV, Gewichte: statisch 5,0 t, dynamisch 2,9 t, variabel einstellbare Schwingungsfrequenz bis 39,2 Hz
  • Stahlplatte, Durchmesser: 2,5 m, Gewicht: ca. 5,0 t
Nahaufnahme DyStaFiT-Gerät
Nahaufnahme DyStaFiT-Gerät (Foto: DB AG)
DyStaFiT Geraet im betriebsbereiten Zustand
DyStaFiT Geraet im betriebsbereiten Zustand (Foto: DB AG)
DyStaFiT-Platte im angehobenen Zustand
DyStaFiT-Platte im angehobenen Zustand (Foto: DB AG)

Auswertung

Durch die Wahl der o.g. Einzelkomponenten des DyStaFiT-Gerätes können in einem maßstabsgerechten 1:1 Versuch reale Zugbelastungen (Lastmodell LM 71 gemäß DIN Fachbericht 101), Schwinggeschwindigkeiten und -frequenzen einer ICE 3-Zugüberfahrt mit 300 km/h ebenso wie die Überfahrt eines Lok gezogenen Güterzuges mit 100 km/h simuliert werden. Die auftretenden Schwingungen und Schwinggeschwindigkeiten, die Setzungen an Oberkante der Planumsschutzschicht (PSS) sowie die Untergrundsetzungen werden durch umfangreich eingebaute Messinstrumente mit spezieller Software erfasst und ausgewertet.

Blick auf den Versuchsstand zur Datenerfassung
Blick auf den Versuchsstand zur Datenerfassung (Foto: DB AG)

Mit den eingetragenen ca. 700.000 Lastwechseln (= Zugüberfahrten) während des Großversuches wurden an einem Arbeitstag rund 14 Jahre Streckenbelastung der NBS Ebensfeld- Erfurt durch Mischverkehr, d.h. ca. 1/4 der erwarteten Lebensdauer des Oberbaus (60 Jahre bei Fester Fahrbahn), simuliert.

Die gemessenen Untergrundsetzungen im Auelehm liegen durch die Wahl einer ausreichend dimensionierten, mit Bindemitteln verbesserten Bodenschicht (Tragschicht) im Eisenbahnunterbau nach den o.g. Lastwechseln im Bereich kleiner 1 mm.


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