In situ-Versuche zur Ermittlung der Unterbausteifigkeit an zwei Pfeilern der Sinntalbrücke Schaippach

Forschungsauftrag: Deutsche Bundesbahn
Forschungsnummer: Ing. Vertrag 4 1801 10047 / 4 1801 10019
Zeitraum: 1981 - 1990
Sachbearbeiter: Kempfert, H-G. ; Schwarz, P.

Die Trassenführung der im Bau befindlichen Neubaustrecke der Deutschen Bundesbahn von Hannover nach Würzburg bzw. von Mannheim nach Stuttgart erfordert zahlreiche Eisenbahn- und Straßenbrücken.
Die Wechselwirkung zwischen Gleis und Brückenbauwerk gewinnt bei einfeldrigen Systemen mit durchlaufend geschweißter Schiene besonderen Einfluß. Die auftretenden Schienenlängskräfte werden um so wirksamer in den Unterbau (Pfeiler, Gründung) abgeleitet, je steifer dieser reagiert. Die Unterbausteifigkeit ist somit ein wichtiger Faktor für die Realisierung des einfeldrigen Brückensystems mit durchgehend geschweißter Schiene. Sie darf bestimmte Grenzwerte nicht unterschreiten, damit die Schienenbeanspruchung nicht unzulässig groß wird.

Zur Untersuchung des Problems der Unterbausteifigkeit hat das Bundesbahnzentralamt München das Prüfamt für Grundbau, Bodenmechanik und Felsmechanik der Technischen Universität München im Jahr 1981 mit Messungen an der ca. 23 m hohen Sinntalbrücke bei Schaippach beauftragt, die im Zuge der Neubaustrecke als eines der ersten Bauwerke mit einfeldrigem Tragwerkssystem ausgeführt worden ist (Länge ca. 442 m mit 10 Feldern). Der Brückenüberbau besteht aus einem einzelligen Spannbeton-Hohlkasten, hergestellt im Taktschiebeverfahren.

An den Pfeilern 7 und 8 wurden statische und dynamische Belastungsversuche vorgenommen, um die Systemsteifigkeit Unterbau - Baugrund zu ermitteln. Zu diesem Zweck erfolgte über ein Spannglied am Pfeilerkopf in ca. 18 m Höhe über Oberkante Fundament eine Horizontalbelastung. Die Messungen erfaßten die Kraftänderungs- und Verschiebungsgrößen, die Druckänderungen in der Sohlfuge mittels pneumatischer Druckkissen und DMS-Druckmeßdosen, die Bewegung der Fundamente mittels Feinnivellement und Stangenextensometern sowie die Dehnungen und Stauchungen im Beton des Pfeilerschaftes. Die Auslenkung des Pfeilerkopfes wurde mit mehreren Meßsystemen vergleichend untersucht. Zur Anwendung kamen Wegmeßuhren und geodätische Methoden, ein in zwei Achsen messendes Neigungsmeßgerät zur Ermittlung der räumlichen Biegelinie sowie ein Laser- Meßsystem.

Die aufgrund der Meßergebnisse ermittelten Unterbausteifigkeiten der unbelasteten Pfeiler lagen rd. 20% unter den ursprünglichen Berechnungsannahmen und werden bezüglich der zulässigen Schienenspannungen als ausreichend angesehen.