Geotechnische Problemstellungen bei der Sicherung bestehender Mainbrücken gegen Schiffsstoß: Fid-Bau Portal

Geotechnische Problemstellungen bei der Sicherung bestehender Mainbrücken gegen Schiffsstoß

Raithel, M. / Leusink, E. / Franke, H.J. / Haupt, R.

Mit der Einstufung des Mains in die europäische Wasserstraßenklasse Vb ist der Ansatz von höheren Schiffstoßklassen verbunden, wodurch die bestehende Brücke Eltmann ohne Ertüchtigungsmaßnahmen keine ausreichende Sicherheit bei einen Schiffsanprall aufweist. Die fünffeldrige Straßenbrücke steht mit beiden südlichen Pfeilern im Bereich der Fahrrinne. Der Spannbetonüberbau liegt auf Rundpfeilern mit 3,5 m Durchmessern auf, die flach auf den Einzelfundamenten gegründet sind. Die lichte Weite zwischen den Pfeilern beträgt 52 m. Zur Erkundung der Baugrundverhältnisse wurden an den beiden Flusspfeilern zwei Aufschlussbohrungen und an einem Pfeiler eine Rammsondierung zur Ermittlung der Festigkeit durchgeführt. Als Schiffstoßsicherung wurden vorgelagerte Schutzbauwerke vorgesehen. Die Schutzbauwerke bestehen jeweils aus einer Stahlbetonplatte, welche auf vier Bohrpfählen mit einem Durchmesser von 150 cm gegründet wird. Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Schutzbauwerk und Pfeiler wurde bewusst vermieden, um die Einleitung von Stoßkräften in das bestehende Bauwerk zu vermeiden. Da im Berechnungsmodell des Gesamttragwerkes der Baugrund nur über lineare Bettungsfedern erfasst wurde, kamen 2- und 3-dimensionale geotechnische Kontinuumsmodelle zur Ermittlung der Verformungen des Schutzbauwerkes und der Mitverformungen der Brückengründung zur Anwendung. Die Berechnungen mit dem FE-Modell zeigten, dass zeitabhängige Horizontalverschiebungen des Schutzbauwerkes in einer Größenordnung von 1,5 cm auftreten können. Weiter wurde festgestellt, dass aufgrund der zu erwartenden Verformung keine Vergrößerung des vorgesehenen Ringspalts von 10 cm zwischen dem verformten Schutzbauwerk und dem Pfeiler erforderlich ist.