Promotion Conrad Pelka

Am 20. April 2026 hat Conrad Pelka seine Dissertation 👨‍🎓 mit dem Titel „Wirksamkeit von Fahrbahnplatten auf Eisenbahngewölbebrücken“ erfolgreich verteidigt. Die Veranstaltung fand im Beyer-Bau der TU Dresden statt. 

Abstract:

Historische Gewölbebrücken bilden mit einem Anteil von ca. 23 % am Brückenbestand der Deutschen Bahn (DB) einen bedeutenden Anteil der Schieneninfrastruktur. Ihre außergewöhnlich hohe durchschnittliche Nutzungsdauer von etwa 111 Jahren übersteigt den Gesamtmittelwert aller Eisenbahnbrücken um rund 40 Jahre und verdeutlicht die strukturelle Robustheit und langfristige Leistungsfähigkeit dieser Bauwerksklasse. Gleichwohl führt ein in Teilen stark beeinträchtigtes äußeres Erscheinungsbild dieser Brücken infolge Feuchteeinwirkung, Aussinterungen, Bewuchs und Rissen in vielen Fällen zu einer negativen Bewertung mit einer schlechteren Zustandskategorie (ZK), sodass daraus ein Ersatzneubau abgeleitet wird.

Durch die Ergebnisse dieser Arbeit und der gutachterlichen Bewertung im Zuge des Forschungsvorhabens „Fahrbahnplatten auf Gewölbebrücken“ der Technischen Universität Dresden, Institut für Massivbau, DB InfraGO AG – Stiftungsprofessur für Ingenieurbau, konnte bei über 55 Brücken im Bestand der Schieneninfrastrukturbelegt werden, dass die Tragfähigkeit selbst bei optisch stark geschädigten Gewölbebrücken weit über den aktuellen Betriebsanforderungen liegt. Großbelastungsversuche an Brücken in der Zustandskategorie 4 wiesen Tragreserven bis zum Sechsfachen des Lastmodells LM71 auf.

Die meisten Schadensbilder sind primär durch Dauerhaftigkeitsdefizite infolge Feuchteeinwirkung geprägt und stehen in Verbindung mit rückstauender Nässe sowie unzureichend funktionierender Brückenentwässerung. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Anwendung von dauerhaften wie wasserundurchlässigen Systemen oberhalb des Gewölberückens mit lage- und höhenmäßig angepassten Brückenentwässerungssystemen an Bedeutung.

Eine in dieser Arbeit entwickelte angewandte Methodik zur systematischen Erfassung von Schäden und begleitenden Instandsetzungen an Eisenbahngewölbebrücken vor und nach Fahrbahnplatteneinbau zeigt, dass der Feuchtegehalt des Brückenmauerwerks signifikant und langfristig über Zeiträume von 50 bis 60 Jahren erheblich reduziert werden konnte. Zur Auswertung wurden die systemseitigen technischen Unterlagen von SAP R/3 Netz und digitale Planarchive der DB InfraGO AG sowie analoge Bauwerksbücher aus dem Regionalbereich Südost, Netz Dresden, herangezogen.

Auf dieser Grundlage konnten eine wissenschaftlich fundierte Analyse und konstruktive Optimierung von Fahrbahnplattensystemen auf Gewölbebrücken zur Reduzierung feuchteinduzierter Schadensprozesse, zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit sowie zur Schaffung eines funktionalen sowie baulich integrierten Querschnitts durchgeführt werden. Die Auswertungen zeigen, dass mechanisch induzierte Schäden (Risse, Abplatzungen) durch den Einbau einer Fahrbahnplatte allein nicht behoben werden, sondern dass Mauerwerksinstandsetzungen in den Unterbauten der Konstruktion ergänzend durchgeführt werden müssen. Ebenso ist eine erfolgreiche konstruktive Ausbildung der Stahlbetonfahrbahnplatte von der Geometrie, der materiellen Beschaffenheit, der Widerstandsfähigkeit gegen alle auftretenden Einwirkungen, der regelkonformen Einbringung der Auf-/Hinterfüllbaustoffe und von der Ausführungsqualität abhängig.

Der Einsatz von Fahrbahnplatten aus Ultra-Hochleistungs-Faserverbund-Baustoffen (UHFB) wird ebenfalls nach bautechnische und denkmalpflegerische Instandsetzungspotenzial für Gewölbebrücken beleuchtet. Dieser moderne Baustoff ist in Deutschland aktuell noch in der Pilotprojektphase. Er bietet insbesondere eine sehr schlanke, dauerhafte und gleichzeitig wasserundurchlässige Fahrbahnplatte bei gleichzeitig hoher mechanischer Leistungsfähigkeit.  Die Integration von FBP aus Stahlbeton als auch aus UHFB in das Erhaltungskonzept von Gewölbebrücken weist gegenüber einem Ersatzneubau signifikante Vorteile auf. Die Lebensdauer kann um mindestens 50 Jahre verlängert werden, die instandsetzungsbedingten CO₂-Emissionen reduzieren sich um bis zu 70 % gegenüber einem Neubau und durch den Einsatz vorgefertigter Plattenlösungen lassen sich Bauzeiten deutlich verkürzen. Die genannten quantifizierbaren Vorteile werden durch die denkmalgerechte Instandsetzung im Sinne des technischen Weiterbauens ergänzt, wodurch sowohl die kulturelle Resilienz als auch der denkmalpflegerische Wert erhaltenswerter Gewölbebrücken im Bestand gestärkt werden.

Die gewonnenen Erkenntnisse der Fahrbahnplattenausbildung wurden 2024 in die systemseitige Strategie der DB integriert, die eine prognostizierte Gesamtnutzungsdauer von bis zu 199 Jahren für instandgesetzte Gewölbebrücken vorsieht. Das methodische Vorgehen eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit einer Übertragung auf weitere historische Brückenkategorien und Viadukte. Perspektivisch sind eine umfassendere Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik sowie der Einsatz kontinuierlicher Monitoringverfahren vorgesehen, um die Prognosefähigkeit und Langzeitbeobachtung substanzschonender Instandsetzungskonzepte weiter zu verbessern. In einer abschließenden stochastischen Einschätzung wird darauf hingewiesen, dass ca. 75 % aller noch nicht mit einer Fahrbahnplatte ausgestatteten Gewölbebrücken mit einem Bogen kleiner 10 m lichte Weite als sogenannte Potenzialgewölbe eingestuft werden können und somit erhaltungswürdig sind. Insgesamt konnte auf diesem Wege das Verständnis für eine substanzschonende sowie nachhaltige Infrastruktur im Einklang mit kultureller Verantwortung gestärkt werden, indem historische Eisenbahngewölbebrücken nicht nur als funktionale Tragwerke, sondern auch als Zeugnisse ingenieurtechnischer Baukultur begriffen und durch integrative Erhaltungsstrategien in die heutige Netzinfrastruktur eingebunden werden.

Lieber Conrad, wir wünschen dir an dieser Stelle viel Erfolg für die weitere wissenschaftliche Karriere und alles Gute für deine Zukunft. 🥳 👍