Langzeitverhalten einer 170 m langen integralen Eisenbahnbrücke - Messungen und Modellbildung zur Interaktion Boden/Bauwerk/lückenloses Gleis am Beispiel der Rednitztalbrücke

Die Rednitztalbrücke ist eine 170 m lange Eisenbahnbrücke. Die Pfeiler und die Widerlager sind monolithisch mit dem Überbau verbunden. Die im Jahr 1999 gebaute Brücke stellt für das Netz der DB AG wegen der Konstruktionsart und ihrer integralen Länge eine Besonderheit dar. Die Bauweise hat sich jedoch in den letzten 18 Jahren durch den sehr geringen Instandhaltungsaufwand bewährt. Um die Ansätze für die Berechnung langer integraler Brücken im Vergleich zu den heute üblichen Regeln zu verbessern, wurden am Bauwerk ein Langzeitmonitoring sowie rechnerische Untersuchungen vorgenommen. Das tatsächliche Verformungsverhalten des integralen Tragwerks und die Beanspruchung des darauf liegenden, durchgängigen Schotteroberbaus mit lückenlos verschweißter Schiene wurden mittels einer einjährigen Langzeitmessung erfasst. Im Anschluss erfolgte ein Vergleich zu einem numerischen Modell. Es konnten aus den Betrachtungen Rückschlüsse zur Aktivierung des Erdkörpers hinter dem Widerlager und zur Funktionsweise der Schleppplatte gezogen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Schienenbeanspruchung durch die Interaktion des Bauwerks mit dem Damm und durch das Verhalten des Schotterbetts günstig beeinflusst wird, sodass die zusätzlichen Schienenspannungen am Bauwerksende trotz der Bauwerkslänge von 170 m weit unterhalb der Grenzwerte bleiben. Die Ergebnisse zeigen in vieler Hinsicht ein vielversprechendes Potenzial für den Einsatz langer integraler Bauwerke für die Eisenbahn.

Long-term structural behaviour of a 170 m long integral railway bridge - monitoring and modelling of the soil-structure-CWR interaction
The Rednitz valley bridge is a 170 m long railway viaduct. The piers and the abutments are connected to the superstructure monolithically. Because of its construction type and its integral length, this bridge is an exception in the railway network of the DB AG. The low maintenance effort needed since its construction in 1999 shows the advantages of this construction type. A long-term monitoring as well as numerical analyses have been performed on the bridge in order to improve the calculation approach for long integral bridges compared to the actual standards. In a first step, the real deformation behaviour of the integral structure as well as the stresses in the continuous welded rail track have been characterised based on the measurement results. Subsequently the results were compared to the results of the numerical models. Conclusions about the activation of the backfill of the abutment and about the function of the transition plate could be drawn from the investigations. Furthermore, it could be shown, that the interaction between the bridge end and the backfill as well as the behaviour of the ballasted track have a favourable influence on the rail stresses in the transition area. Despite the considerable bridge length of about 170 m, the additional rail stresses remain small compared to the allowable stresses and to the expectations.