Temperatureinwirkungen sind für die wirtschaftliche Dimensionierung von Lager‐ und Fahrbahnübergangskonstruktionen sehr relevant. Zusätzlich führen größere Bemessungseinwirkungen, die zufolge Temperatur entstehen, auch bei integralen Brücken zu einer Erhöhung der Zwangsbeanspruchung. Die Entwicklung möglichst realistischer Temperaturansätze ist daher von großer technischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Im Rahmen des Projekts „Modifiziertes Temperaturlastmodell für Eisenbahnbrücken (MTE 2.0)“, das von den Österreichischen Bundesbahnen initiiert wurde, konnten an sechs Massivbrücken Langzeittemperatur‐ und Verformungsmessungen durchgeführt werden. Zusätzlich erfolgten numerische instationäre Simulationen und Vergleichsrechnungen zur Untersuchung der thermischen Beanspruchungen, des Temperaturgradienten sowie zeitabhängiger Effekte (Kriechen, Schwinden). Schließlich wurden Temperaturdaten der Österreichischen Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) probabilistisch analysiert, um die Korrelation zwischen maximaler Außenlufttemperatur und konstantem Temperaturanteil für Brücken zu optimieren. Anhand dieser Langzeitmessungen, Simulationen und Analysen konnte die Basis für ein optimiertes Temperaturlastmodell für Massivbrücken geschaffen werden, das vor allem bei Tragwerken mit geringer Schlankheit und massigen Querschnitten von großer Bedeutung ist und wirtschaftliche Vorteile im Entwurf bringt, ohne die Zuverlässigkeit der Konstruktion negativ zu beeinflussen.
Im Rahmen des durch die ÖBB‐Infrastruktur AG initiierten Forschungsprojekts im Zuge der Errichtung einer Straßenbrücke beim Neubau des Semmering‐Basistunnels in Österreich wurden umfangreiche Langzeitmessungen des tatsächlichen Bauwerksverhaltens ab Herstellung einer Brücke im Jahr 2014 durchgeführt. Bei der vorliegenden Brücke handelt es sich um eine integrale vorgespannte Rahmenbrücke mit Betongelenken. Bei der Errichtung der Brücke wurden zur Langzeitmessung der Verformungen, Verdrehungen, Temperaturänderungen und Erddruckspannungen unterschiedliche Messsensoren sowohl innerhalb der Betonquerschnitte vor Betonage als auch an der Oberfläche der Betontragstruktur installiert. Die Messungen laufen nun seit der Errichtung der Brücke im Jahr 2014 bzw. der Absenkung des Lehrgerüsts über einen Zeitraum von acht Jahren permanent und stellen damit eine umfassende Grundlage zur Gegenüberstellung von Messung, numerischer Simulation und ingenieurpraktischen Ansätzen auf der Einwirkungs‐ und Widerstandseite dar. Im vorliegenden Beitrag wird die Konstruktion der Brücke einschließlich Herstellungsmethode und Installation der Messtechnik beschrieben. Über den Zeitraum von acht Jahren werden die Messergebnisse in ihrer Gesamtheit sowie auch in einzelnen ausgewählten Detailmessperioden dargestellt und den rechnerisch ermittelten Werten gegenübergestellt. Weiterhin erfolgt auch eine Gegenüberstellung der Ergebnisse der numerischen Simulationen der Betongelenke mit den in situ gemessenen Verformungen und analytisch errechneten Beanspruchungen. Die Ergebnisse über den Messzeitraum zeigen ein sehr träges Temperaturverhalten und sehr geringe Verdrehungen an den Betongelenken. Des Weiteren sind anhand der Messergebnisse zeitabhängige Verformungen des Betons deutlich erkennbar.
Im Rahmen des durch die ÖBB‐Infrastruktur AG initiierten Forschungsprojekts MTE 2.0 wurden umfangreiche Untersuchungen zur tatsächlichen Temperaturbeanspruchung von Eisenbahnbrücken durchgeführt. Hierbei wurden Messungen an Brückentragwerken sowie Auswertungen von statistischen meteorologischen Klimadaten über einen Zeitraum von 50 Jahren, probabilistische Auswertungen und sowohl analytische als auch numerische Berechnungen durchgeführt. Auf Basis der Ergebnisse wurde das normative Bemessungsmodell für Temperatureinwirkungen gemäß Eurocode 1 an die Randbedingungen für Eisenbahnbrücken (Beton‐ und Verbundkonstruktionen) angepasst und ein Vorschlag für ein optimiertes Bemessungsmodell neu entwickelt, das im folgenden Beitrag vorgestellt wird. Vergleichsrechnungen an Eisenbahnbrücken haben gezeigt, dass die Längenänderungen von Massivbrücken im Grenzzustand der Tragfähigkeit gemäß dem optimierten Bemessungsmodell gegenüber den Ansätzen der ÖNORM EN 1991‐1‐5 bzw. der ÖNORM B 1991‐1‐5 um 25 % bis 45 % geringere Werte aufweisen können. Mithilfe dieses neu entwickelten Bemessungsmodells können somit die tatsächlich gemessenen Längenänderungen an bestehenden Brücken unter Berücksichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte und der charakteristischen Eingangswerte wesentlich realistischer abgebildet werden. Der vorliegende Beitrag soll als Diskussionsgrundlage für die Arbeit in dem entsprechenden Normengremium verwendet werden.
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