Neue Brücke über den Stausee
Siegerprojekt des Scia-user-contests 2020
Eine renovierungsbedürftige Brücke zur Erneuerung um die eigene Längsachse drehen? Was im ersten Moment unmöglich scheint, setzte das tschechische Ingenieurbüro Contruss engineering bei der Erneuerung der Eisenbahnbrücke über den Hracholusky-stausee um – und gewann damit den SCIA User Contest 2020 in der Kategorie Civil Structures.
Der SCIA User Contest ist ein zweijährlich stattfindender internationaler Wettbewerb, der von der deutschen Nemetschek-tochter SCIA veranstaltet wird und außergewöhnliche Leistungen, technisches Wissen und Professionalität unter Softwarenutzern auszeichnet. Das Siegerprojekt in der Kategorie Civil Structures des letzten User Contests 2020 war die statische Analyse für die Erneuerung der eingleisigen Eisenbahnbrücke über den HracholuskyStausee nahe der Stadt Pilsen in der Tschechischen Republik. Die Brücke aus dem Baujahr 1901 verfügte über fünf Felder, wobei das erste und fünfte Feld Steinbögen, das zweite, dritte und vierte Feld identische, einfach abgestützte Stahl-bogenbinder mit einem oberen Brückendeck waren.
Aufgrund starker Korrosion mussten die Stahlfachwerke 2018 ersetzt werden. Der Austausch war eine Herausforderung, da die Brücke von unterhalb nur schwer zugänglich war. Dazu entwickelte das Ingenieurbüro Contruss engineering einen innovativen Ansatz: Die Spannfelder der Brücke mit einer Länge von je 57 Metern wurden einzeln ersetzt. Für jedes Feld wurde ein neues Fachwerk vormontiert und spiegelverkehrt auf das vorhandene geschoben. Anschlie
ßend wurden das neue und alte Fachwerk zusammengeklemmt und um die Längsachse gedreht. Mithilfe dieser Technologie konnt man die baufällige, über hundert Jahre alte, Brücke innerhalb von nur sechs Monaten erneuern. Die neue Stahlkonstruktion ist ebenfalls ein Stahlfachwerk mit einem oberen Brückendeck, das der ursprünglichen Brücke ähnelt.
„Die bestehende Brücke musste den Prozess der Drehung ohne Schaden überstehen, obwohl Brücken nicht für die Last ausgelegt sind, der sie ausgesetzt sind, wenn sie auf die Seite gelegt werden. Auch die Komplexität der Brückenkonstruktion war eine Herausforderung, da sie mit großer Genauigkeit modelliert werden musste, um die Sicherheit während der Drehung zu gewährleisten“, erklärt Ludvík Kolpaský, Geschäftsführer und leitender Bauingenieur des Ingenieurbüros Contruss engineering.
Der Weg zum Erfolg
Das Strukturmodell wurde aus einer detaillierten Tekla-datei erstellt, die nach einigen Änderungen in SCIA Engineer importiert wurde. Da das Projekt mit der sechsmona
Simulation der Brückenrotation in SCIA Engineer.
tigen Bauzeit von November 2018 bis April 2019 einen sehr engen Zeitrahmen hatte, wurde die Arbeit auf zwei Teams aufgeteilt: Während ein Team die Verbindung zwischen der ursprünglichen und der neuen Brücke entwarf, arbeitete das zweite Team an dem Rotationsmechanismus. Die Ergebnisse beider Teams wurden mithilfe der Tabelleneingabe von SCIA Engineer zusammengeführt. „SCIA Engineer war dank seiner Vielfältigkeit die beste Wahl“, sagt Ludvík Kolpaský, „Wir verwendeten fortschrittliche Funktionen für nicht lineares Verhalten, um den Rotationsmechanismus richtig auszulegen und führten alle erforderlichen Berechnungen von einer globalen Analyse bis zur Bewertung jeder einzelnen Versteifung durch. Der Rotationsprozess wurde mit fast 20 verschiedenen Konstruktionsstufen modelliert.“
Da das Projekt sehr komplex war, war es nicht nur eine Frage der Ästhetik, sondern auch des Zeitrahmens und der Umweltverträglichkeit, um den Stausee während des Baus nicht zu beeinträchtigen. RA