Schutzdach

Was auf den ersten Blick nicht spektakulär klingt, entpuppte sich als echte Herausforderung für einen Statiker: Für ein Tiefbauprojekt ist am Rathenauplatz in Dresden der ungestörte Betrieb des Verkehrs aufrechtzuerhalten. Der Grund für die ungewöhnliche Aufgabenstellung ist, dass wegen eingeschränkter Platzverhältnisse die Bauteile über die viel befahrene Straßenbahntrasse gehoben werden müssen, da sie nicht direkt von ihrem Lagerbereich zum vorgesehenen Einbauort auf der Baustelle transportiert werden können. Daher ist es notwendig, die Gleise durch eine Schutzdachkonstruktion zu sichern.

Für die Erstellung der Statik einer solchen Stahlkonstruktion wurde ein Ingenieurbüro beauftragt. In den ersten Berechnungen wurde aber deutlich, dass die klassischen statischen Ersatzlastannahmen für die Berücksichtigung eines Aufpralls durch herabfallende Lasten zu deutlich zu hohen Beanspruchungen führten. Daher mussten realistische Ersatzlasten ermittelt werden. Die Ableitung der statischen Ersatzlast erfolgt im Allgemeinen aus der elastischen Reaktion des beanspruchten Bereiches des Tragwerkes. Durch energetische Gegenüberstellung ergeben sich bei bekannter Fallhöhe und mit den entsprechenden Maßen Lasten, die proportional zur Verformbarkeit der Struktur sind.

Eine weitere Aufgabe war, eine geeignete Struktur zu entwickeln und zu realisieren, die die Kräfte, die durch herabfallende Bauteile entstehen, durch einen möglichst hohen Verzögerungsweg dämpfen kann. Ausgangspunkt war eine mehrlagige Trapezblechkonstruktion, die die eingetragene Energie durch plastische Verformung absorbieren kann. In einem ersten Schritt wurden numerische Berechnungen der exemplarischen Tragstruktur durchgeführt, aus welchen die experimentellen Fallversuche abgeleitet werden konnten. Nach den erfolgreich durchgeführten Versuchen erfolgten weitere Berechnungen zur Abschätzung des realen Tragverhaltens eines solchen Schutztragwerks und die Übertragung der gewonnen Erkenntnisse auf die reale Konstruktion.

Das Ergebnis der Untersuchungen ist, dass die numerische Abbildung des Versuches eine sehr gute Übereinstimmung mit den durchgeführten Experimenten ergab und mit Hilfe dieser gut validiert werden konnte. Die anschließende rein numerische Dimensionierung führte zu einer Konstruktion, die eine aus einer Fallhöhe von 4 m auf das Bauwerk einschlagende Masse von ca. 1000 kg so weit abfängt, dass keine Gefährdung für den darunter fahrenden Straßenbahnverkehr besteht.