Lärmschutzwandelemente im Test
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Experimentelle Untersuchungen zur Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit von Lärmschutzwandelementen | Experimental investigations on the load bearing capacity and fatigue resistance of noise barrier elements |
Bericht 2022
Lärmschutzwandelement im Versuchsstand
Im Rahmen der Beantragung einer Zulassung beim Eisenbahn-Bundesamt (EBA) für Lärmschutzwandelemente mit transparenten Einfassungen an Hochgeschwindigkeitsstrecken der Deutschen Bahn wurde das Institut für Massivbau der Technischen Universität Dresden von der Firma EUDUR-Bau GmbH & Co. KG mit den hierfür notwendigen experimentellen Untersuchungen als Grundlage für die Beurteilung der Wandelemente beauftragt.
Die wesentliche Beanspruchung der Wandelemente entsteht aus der Druck-Sog-Einwirkung aus dem Zugverkehr. Mit zunehmender Geschwindigkeit der Züge nimmt der zugehörige dynamische Überhöhungsfaktor überproportional zu, sodass daraus, in Verbindung mit sehr hohen Lastwechselzahlen, zu berücksichtigende ermüdungswirksame Beanspruchungen entstehen. Die rechnerischen Nachweise gegen Ermüdung sind für Stahlbetonbauteile grundsätzlich nach DIN-Fachbericht 102 zu führen. Allerdings ist dies im vorliegenden Fall nicht für alle erforderlichen Nachweise möglich. Daher wurde im Vorfeld mit dem Ingenieurbüro Prof. Dr.-Ing. Robert Hertle ein Versuchsprogramm abgestimmt, um den Nachweis für die Eignung der EUDUR-Wand-elemente für den vorgesehenen Verwendungszweck zu erbringen.
Im Otto-Mohr-Laboratorium wurden Versuche an kompletten Wandelementen durchgeführt. Neben einer statischen Prüfung bis zum Biegeversagen waren dies Eigenfrequenzuntersuchungen im ungeschädigten und gerissenen Zustand sowie ein Dauerschwingversuch, bei dem ein Wandelement der maßgebenden Druck-Sog-Einwirkung aus dem Zugverkehr für fünf Millionen Lastwechsel ausgesetzt war. Für die möglichst gleichmäßige Einleitung der erforderlichen Kräfte wurden spezielle Lastverteilungskonstruktionen entworfen. Für den statischen Versuch bestand diese aus gelenkig verbundenen Stahlprofilen und für den Ermüdungsversuch aus einer Aluminiumkonstruktion, die zur beidseitigen Einleitung der Wechsellast um das Wandelement herumreichte.
Die systematische Auswertung der Bauteiltests ist zusammen mit begleitend durchgeführten Kleinteilversuchen und analytischen und numerischen Nachrechnungen die Grundlage für die Zulassung des Wandelements.