Untersuchungen zur tatsächlichen Temperaturbeanspruchung von Massivbrücken - Ermittlung dehnungswirksamer Temperaturen

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.

Investigation of actual temperature loads on concrete bridges - Determination of thermal strains
Temperature loads are very relevant for the economic dimensioning of structural bearings and expansion joints. In addition, higher temperature loads lead to an increase in restraints when designing integral bridges. The development of a realistic temperature load model is therefore of great technical and economic importance. As part of the project “Modified Temperature Load Model for Railway Bridges (MTE 2.0)”, which was initiated by the Austrian Federal Railways, long-time temperature and deformation measurements were carried out on six concrete bridges. In addition, numerical transient simulations and comparative calculations were performed to investigate the thermal stresses, the temperature gradient and time-dependent effects (creep, shrinkage). Finally, temperature data from the last 50 years of the Austrian Central Institute for Meteorology and Geodynamics were analyzed using probabilistic methods in order to optimize the correlation between shade air temperature and bridge temperature. These long-term measurements, simulations and analyzes are the bases for an optimized temperature load model for concrete bridges, which is especially relevant for structures with low slenderness and massive cross-sections without compromising the reliability of the structure.