Berechnung einer Eisenbahnüberführung in Hamburg. Stahlmassenoptimierung mit Hilfe finiter Flächenelemente: Fid-Bau Portal

Berechnung einer Eisenbahnüberführung in Hamburg. Stahlmassenoptimierung mit Hilfe finiter Flächenelemente

Wiesmann, Jörg / Dinstühler, Markus

Im Zuge des Neubaus der S-Bahn-Linie zum Hamburger Flughafen ist die Fuhlsbüttler Straße durch einen eingleisigen Überbau zu überbrücken. Die beiden kreisförmigen Bögen des 59,10 m langen einfeldrigen Stabbogens mit einem Stich von etwa 9,50 m sind als spannungsreiche Stabbögen ausgeführt. Bei der Erstellung der prüfbaren statischen Berechnung des Überbaus durch das Ingenieurbüro Schülke und Wiesmann, Dortmund, war vor allem eine Gewichtsminimierung gefordert. Zur Berechnung wurde das Brückensystem als Ganzes, also inklusive orthotroper Platte, betrachtet und durch Stab- und Flächenelemente modelliert. Die Abbildung des Fahrbahnbleches als Scheibe/Platte erfaßt auch die Quersteifigkeit der Fahrbahn. Alle Lasten wurden als diskrete Lasten aufgebracht. Um den Betriebsfestigkeitsnachweis trotz der großen Zahl der Lastfälle exakt führen zu können, wurde er direkt innerhalb des FE-Programms bauteilweise mit sehr feinen 3D-Modellen geführt. Im Vergleich zum Amtsentwurf wurden letztlich folgende Veränderungen vorgenommen: neue Lage und Höhe der Längsrippen, verringerte Höhe der Querträger, geänderter Anschluß der Querträger an den Längsträger und Optimierung sämtlicher Blechdicken. Daraus ergab sich eine Gewichtsreduzierung von 255 t auf 225 t. In naher Zukunft können eine gesamte Brückenkonstruktion mit finiten Flächenelementen dargestellt und die Vielzahl von Einzelnachweisen durch einen Nachweis am Gesamtsystem ersetzt werden.