Temperaturentwicklung und Beanspruchung von Tunnelschalen im Brandfall

Brand ist im Tunnelbau einer der maßgebenden Lastfälle. Nachweisverfahren und Rechenmodelle sind derzeit noch in der Entwicklung. In diesem Aufsatz soll auf analytische Weise gezeigt werden, zu welchen Temperaturen es beim Brand an der Innenseite der Tunnelschale kommen kann und wie diese abschätzbar sind. Erlangt man so Kenntnis über eine zutreffende Temperaturzeitkurve, kann, unter bestimmten Randbedingungen, die instationäre Wärmeleitungsgleichung gelöst werden. Dadurch ist der Temperaturverlauf im Querschnitt zu jeder Zeit in jeder Tiefe analytisch gegeben und wird für einige Beispiele berechnet. Die Ergebnisse werden mit Messergebnissen realer Brandversuche verglichen und die Gültigkeit der dem analytischen Lösungsweg geschuldeten Vereinfachungen verifiziert. Anschließend wird das Lösungsmodell verwendet, um zeitabhängige Dehnungen und Krümmungen in Beispielquerschnitten (Schichtenmodell aus [1]) zu ermitteln und dort den Einfluss etwa der Temperaturleitfähigkeit aufzuzeigen.