SYMPOSIUM - MixedMedia-Konzepts

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Brücke im Grundriss von einem Radius im
Bereich Achse 10–130 über eine Klothoide
in eine Gerade übergeht. Die unterschiedlichen
Stützweiten zwischen Bogenständer
und Pfeilern bedeuteten zudem
eine besondere Heraus forderung bei der
Bestimmung der einzelnen Taktlängen,
zumal durch den Vorbauschnabel und
die Hub-Schub-Anlagen das maximale
Gewicht des zu schiebenden Überbaues
ebenfalls eingeschränkt war. Dies führte
dazu, dass zuerst der gerade Abschnitt
mit einem Teil der Klothoide auf einer Ersatzachse
vom nördlichen Widerlager her
einge schoben wurde und nach Versetzen
des Taktkellers zum Widerlager Süd von
dort aus der Bau des ge krümmten Bereiches
erfolgte; die hierdurch entstehende
Lücke im Übergangsbogens wird durch
feldweise Errichtung des Überbaus mit
einem bodengestützten Traggerüst geschlossen.
Neben den zwischen 15 m und 29 m
schwankenden Taktlängen musste bei
der Planung beachtet werden, dass für
jede Verschubrichtung jeweils zwei im
Endzustand voneinander getrennte
Durchlaufträger existieren. Dazu werden
die ein zelnen Überbauten im Bauzustand
durch im Querschnitt liegende
verbundlose Spannglieder zug- und
druckfest zusammengespannt, wobei
die Querkraftübertragung durch eine
entsprechende Verzahnung der Überbauenden
gewährleistet ist. Nach Erreichen
der planmäßigen Endlage werden die
Spannglieder dann wieder gelöst und die
einzelnen Überbauabschnitte mittels
horizontal dazwischenliegender Pressen
über ihren jeweiligen Längsfestpunkt
im Bogenscheitel ausgerichtet. Nicht
weniger Kopfzerbrechen bereitete das
Überschieben der Bögen: Durch die unsymmetrische
Belastung beim Auffahren
auf den Bogen treten für diesen unverträgliche
Beanspruchungen auf, so dass
Zusatzmaßnahmen ergriffen werden
mussten. Die Überlegung, das Traggerüst
bis zur abschließenden Bogenüberfahrt
(symmetrische Belastung!) stehen zu
lassen oder durch Hilfsstützen in den
Ständerachsen zu ersetzen, wurde aus
Kostengründen verworfen. Als optimale
Lösung kristallisierte sich heraus, die
un symmetrische Belastung durch Herunterspannen
des Bogens auf der gegenüberliegenden
Seite zu kompen sieren.
Für jeden Verschubzustand wurden daher
die erforderlichen Abspannkräfte und
Verformungen vor, während und nach
dem Schie ben ermittelt. Die auftretenden
Bogenverformungen werden durch höhenverstellbare
Verschiebelager so ausgeglichen,
dass die Unterkante des Überbaus
immer auf Soll höhe bleibt; während
des Schiebevor gangs muss die Ein haltung
der Kräfte und Verformungen auf der
Baustelle kontinuierlich kontrolliert und
gegebenenfalls korrigiert werden.
5 Dynamik
Bereits durch die Ausschreibung wurde
festgelegt, dass die Ilmtal brücke dynamisch
zu untersuchen ist. Diese Anforderung
steht in Übereinstimmung mit
der Richtlinie 804 »Eisenbahnbrücken:
Dynamische Effekte bei Resonanzrisiko«
der Deutsche Bahn AG, welche die
einschlägigen Eurocodes ergänzt und
unter anderem verlangt, dass für Brücken
mit einer Entwurfsgeschwindigkeit von
mehr als 200 km/h eine dynamische
Berechnung durchgeführt werden muss.
Eurocode und Richtlinie 804 defi nieren
auch die generelle Vorgehensweise und
die verschiedenen Anforderungen an eine
solche dynamische Berechnung.
Die dynamische Berechnung soll zeigen,
ob aus der Wechselwirkung zwischen
dem fahrenden Hochgeschwindigkeitszug
und dem Tragwerk weitergehende
Anforderungen an die Bemessung resultieren.
Dazu sind Berechnungen zur Simulation
der Überfahrten für die Zugkonfi -
gurationen HSLM A1–A 10 nach Eurocode
1998/2 vorzunehmen und entsprechend
auszuwerten.
12 Lastbild für HSLM-Züge
© IT Services in Civil Engineering
S Y M P O S I U M
Bei der Auswertung der Rechenergebnisse
ist zu überprüfen, ob die vertikale
Beschleunigung des Tragwerkes im Bereich
der Gleise unter dem für die »Feste
Fahrbahn« vorgeschriebenen Grenzwert
von 5 m/s² bleibt. Außerdem ist zu untersuchen,
ob die Schnittkräfte, die sich
unter Berücksichtigung der baudynamischen
Effekte für diese Überfahrten
ergeben, unterhalb jener Werte bleiben,
die im Rahmen der üblichen statischen
Berechnung für die LM71 (Lastmodelle
unter Benutzung eines »dynamischen
Beiwertes«) ermittelt wurden.
Für das vorliegende statische System
ergibt sich eine Vielzahl von Eigenfrequenzen
für Biegung, Torsion und Längsverschiebung
der verschiedenen Trägerstützweiten,
des Bogens, der Stützen
und der Bogenständer. Es ist daher nicht
möglich, die dynamische Berechnung
auf einzelne »Resonanzgeschwindigkeiten«
einzuschränken, somit notwendig,
tatsächlich den gesamten Geschwindigkeitsbereich
mit einer ausreichend engen
Schrittweite von 5 km/h zu erfassen. Für
jede der zehn HSLM-A-Konfi gurationen
sind also ca. 50 Zugüberfahrten zu simulieren
und aus den Resultaten dieser
insgesamt ca. 500 Zugüberfahrten für
alle relevanten Daten (Beschleunigung,
Schnittkräfte, Verformungen) die maximalen
und minimalen Werte zu ermitteln.
Die Verwendung der für die Bearbeitung
derartiger Berechnungsprobleme sonst
üblichen Verfahren (Zeitschrittberechnung
auf Basis expliziter oder impliziter
Differenzenmethode) würde für die
Simulation einer einzelnen Zugüberfahrt
BRÜCKENBAU | Februar 2010