1 Einleitung Optimiert man die Form einer Betonschale entsprechend den einwirkenden Lasten, so entsteht ein ästhetisches, freigeformtes und zugleich sehr ressourceneffizientes Tragwerk, das in der Lage ist, mit einer geringen Materialdicke große Lasten abzutragen und eine große Fläche zu überspannen. Nichtsdestotrotz werden, außer in einzelnen Ausnahmen, nach wie vor wenige Betonschalen gebaut. Ein Grund dafür ist die extravagante Form, die sich oft nur schwer in das gewohnte rechteckige Umfeld eingliedert. Ein weiterer entscheidender Grund sind die für die Errichtung erforderliche aufwendige Schalung sowie das notwendige Lehrgerüst zur Stützung der Schalung. An der TU Wien wurde ein neues Bauverfahren mit dem Namen Pneumatic Forming of Hardened Concrete (PFHC) entwickelt, das die Herstellung deutlich vereinfacht. Das Verfahren stellt eine ressourceneffiziente Alternative zu den konventionellen Schalenbauverfahren sowie auch zu in der Vergangenheit entwickelten pneumatischen Schalenbauverfahren dar [1]. Die Funktionsweise des Bauverfahrens ist wie folgt: Eine ebene ausgehärtete Betonplatte wird mithilfe eines darunter angeordneten Pneus und am Umfang verlaufenden Spannlitzen von einer ebenen Platte zu einer aus einfach gekrümmten Streifen bestehenden Betonschale verformt [2-4].

Es werden neue innovative Ansätze zur performancebasierten Zustandsbeurteilung und Lebensdauerprognose von Ingenieurkonstruktionen auf Grundlage eines hybriden und modellbasierten Zuverlässigkeitsindex vorgestellt. Die Methode beruht auf der Zusammenführung der Ergebnisse aus rein visuellen Zustandsprüfungen von Ingenieurkonstruktionen mit vorhandenem Expertenwissen aus Versuchen und Berechnungen. Mittels Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) werden die Zustandsklassen aus der heuristischen visuellen Inspektion und das vorhandene Expertenwissen zur verfeinerten Ermittlung des zustandsabhängigen Zuverlässigkeitsindex unter Berücksichtigung der entsprechenden Schadensfolgeklassen (CCn) bei einem bestimmten Lebensalter der Konstruktion herangezogen. Es werden vier unterschiedliche Modelle für die Prognose der zukünftig sich ergebenden Zustandsentwicklung/Degradation und der zu erwartenden Lebensdauer der betrachteten Ingenieurkonstruktion vorgestellt. Diese methodischen Ansätze werden am Beispiel einer bei Zugvorbeifahrt hochgradig dynamisch beanspruchten Lärmschutzwandkonstruktion der Bahn zur Zustandsbeurteilung und Lebensdauerprognose skizziert.

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Die Ermittlung der bei Zugvorbeifahrt auf Lärmschutzwänden (LSW) entlang von Hochgeschwindigkeitsstrecken der Bahn einwirkenden aerodynamischen Druck-/Sog-Belastungen ist in unterschiedlichen Normen und Richtlinien geregelt. Neben EN 1991–2 existiert die UIC 779–1 und die prEN 16727–2–2. In Deutschland werden die Ril 804.5501 und in Österreich die RVE 04.01.01 angewandt. Die vorliegende Arbeit behandelt alle derzeit in Anwendung befindlichen Normen und Regelwerke und stellt die sich ergebenden Unterschiede bei der Ermittlung der aerodynamischen Druck-/Sog-Belastungen sowie der Verformungsreaktion der LSW-Steher dar. Neben der Darstellung der Unterschiede werden Hintergrundinformationen zu den verwendeten Parametern, Variablen und Lasterhöhungsfaktoren erläutert. Für einen allgemeinen und einen konkret ausgeführten Fall einer Lärmschutzwand auf freier Strecke, wird die Anwendung der unterschiedlichen Normen und Regelwerke zur Ermittlung der aerodynamischen Druck-/Sog-Belastungen demonstriert und die Unterschiede in den Ergebnissen werden diskutiert. Es wird dargelegt, bei welcher Norm sich in welchem Betrachtungsbereich Unterschiede ergeben und insbesondere wird auch eine Begründung für die Unterschiede angegeben. Bei einer konkret ausgeführten Lärmschutzwand wurde von 2012 bis 2014 eine Dauermessstelle betrieben. Neben den tatsächlich bei Zugvorbeifahrt auftretenden Druck-/Sog-Belastungen (Einwirkungsseite) wurde auch die Reaktion der Lärmschutzwand (Widerstandseite) bei jeder Zugvorbeifahrt gemessen. Am Lärmschutzwandsteher wurden Dehnmessstreifen instrumentiert und die Spannungsschwingbreiten ermittelt. Die Ergebnisse der Dauermessstelle werden mit den Ergebnissen, die sich gemäß den unterschiedlichen Normen und Regelwerken ergeben, verglichen und diskutiert.

Eine Brandeinwirkung auf ungeschützte Elastomer-Brückenlager bewirkt eine thermische Zersetzung des Elastomers und damit einhergehend eine Änderung des mechanischen Verhaltens des gesamten Lagers. Die Abnahme der effektiven Steifigkeit des Lagers führt zu Setzungen mit möglichen Auswirkungen auf das gesamte statische System, welche im Rahmen dieses Beitrags beispielhaft anhand eines bestehenden Brückenbauwerkes mittels neuerer Modellierungsansätze untersucht und diskutiert werden. Hierfür wird zunächst die thermo-chemo-mechanische Modellierung von Elastomerlagern unter Brandeinwirkung erläutert. Mittels numerischer (Finite Elemente) Simulationen kann damit der zeitliche Verlauf der Degradation eines Lagers in Abhängigkeit der Eingangsparameter (thermische Beanspruchung und Lagergeometrie) bestimmt werden. Die damit ermittelte Abnahme der Lagersteifigkeit findet in einem Berechnungsmodell zur Analyse eines Dreifeld-Brückentragwerkes Eingang. Auf diesem Wege wird die zeitliche Entwicklung der Schnittgrößen aufgezeigt und einhergehende Risiken bezüglich der Tragsicherheit der Brücke werden bewertet.