Nachrechnung von Gewölbebrücken
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title Nachrechnung von Gewölbebrücken | Recalculation of arched bridges Förderer | Funding |
Bericht aus dem Jahrbuch 2023
Tragverhalten von Eisenbahn-Gewölbebrücken
Probebelastung der Eisenbahnüberführung Schöninger Straße in Helmstedt
Brücken aus steinernen Bögen werden bereits seit Jahrhunderten gebaut und gehören damit zu den ältesten Brückenbauformen. Das vergleichsweise hohe Durchschnittsalter der Gewölbebrücken spricht für die Dauerhaftigkeit dieser Konstruktionsart. Sie macht auch heute noch einen großen Anteil am Brückenbestand der Deutschen Bahn aus: etwa ein Viertel der 26.000 Brückenbauwerke der DB sind Gewölbebrücken. Obwohl diese Tragwerke teils noch über eine große Resttragfähigkeit verfügen, werden sie häufig trotzdem durch Rahmenbauwerke aus Stahlbeton ersetzt. Grund dafür ist meist ein schlechter Zustand aufgrund äußerer Schäden.
Auch wenn die Bauwerke für weitaus geringere Verkehrslasten bemessen wurden, können sie auch den Anforderungen des heutigen und zukünftigen Verkehrs gerecht werden. Dazu sind häufig konstruktive Maßnahmen, wie die Vergrößerung des Sicherheitsraums, und auch statische Nachweise der Tragfähigkeit erforderlich. Aufgrund der Vielzahl der Bauwerke kann ein maximaler Substanzerhalt nicht in Einzellösungen für jedes Bauwerk liegen. Deswegen ist das Ziel des Forschungsprojektes die Ableitung standardisierter Nachrechnungskonzepte für Eisenbahngewölbebrücken, sodass der Erhalt dieser Bauwerke vereinfacht werden kann. So können einerseits Baukultur erhalten und Kosten reduziert sowie andererseits ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden.
Dazu erfolgte im ersten Schritt die Auswertung des Bestandes, um Bauwerkstypen, welche besonders häufig vorkommen, identifizieren zu können. Im Zuge einer geometrischen Klassifizierung anhand von Bestandsplänen konnte eine starke Abhängigkeit der Geometrie einer Gewölbebrücke vom Verhältnis Bogenstich zu lichter Weite nachgewiesen werden. Auf dieser Grundlage können die Bauwerke in drei Cluster mit zugehörigen geometrischen Parametern eingeteilt werden. Eine Validierung anhand aufgetretener Schäden bestätigte unterschiedliche Schadensmechanismen je Cluster, welche wiederum auf verschiedene Arten des Tragverhaltens deuten.
Im nächsten Schritt soll das Tragverhalten von typischen Gewölbebrücken analysiert werden. Dazu erfolgen komplexe Finite-Elemente-Simulationen, welche mit Belastungstests an realen Bauwerken kalibriert werden können.