19.03.2018 | Ausgabe 03/2018

Grundinstandsetzung der Müngstener Talbrücke

RSTAB zum Erhalt eines Stahlbrückenbauwerks

Bild: PSP - Professor Sedlacek und Partner

Die im Jahr 1897 fertiggestellte Müngstener Talbrücke zählt bis heute, auch außerhalb Deutschlands, zu den bedeutendsten Bauwerken des Stahlbrückenbaus. Mit einer Höhe von 107 m über dem Fluss Wupper ist sie Deutschlands höchste Eisenbahnbrücke. Der Entwurf ist angelehnt an das 1884 fertiggestellte Garabit-Viadukt bei Saint-Flour in Südfrankreich, welches von Gustave Eiffel entworfen wurde.

Die Brücke verbindet die beiden Städte Solingen und Remscheid (Abb. 1). Etwa 120 Jahre Zugverkehr und Witterungseinflüsse haben zu diversen Schäden am Bauwerk geführt. Zudem ergaben sich durch die geänderten Anforderungen der aktuell gültigen Regelwerke Defizite in den Bauteilnachweisen. Dies erforderte eine Grundinstandsetzung des Bauwerks für eine weitere Nutzung von mindestens 30 Jahren. Die statische Nachrechnung der Brücke erfolgte durch IWS Ingenieure. Die Prüfung der Brückenberechnung führte PSP - Professor Sedlacek und Partner mit Hilfe von RSTAB durch.

Konstruktion
Die Brücke hat eine Gesamtlänge von 465 m. Sie besteht aus einer Bogenkonstruktion mit einer Systemspannweite von 170 m und beidseitig anschließenden Gerüstbrücken mit Einzellängen von 30 m und 45 m, die auf Rollenlagern auf Fachwerkpfeilern auflagern. Oberseitig befindet sich die als offener Trägerrost ausgebildete Fahrbahn und darauf ein 2-gleisiger Gleisoberbau.

3D-Modell der Müngstener Talbrücke in RSTAB
Bild: PSP - Professor Sedlacek und Partner

Nachrechnung
Die aufstellerseitige und auch die prüfseitige Berechnung wurde am 3D-Stabwerksmodell durchgeführt (Abb. 2). Die Modellierung erfolgte unter Berücksichtigung festgestellter Schäden. So wurde beispielsweise besonderes Augenmerk auf die Gelenkpunkte des Bauwerks gelegt, um eingeschränkt bewegliche Rollenlager realitätsnah abzubilden.
Ebenso wurden im Gegensatz zur Ursprungsstatik erstmalig 13 Montagelastfälle berücksichtigt. So zum Beispiel Lagemanipulationen des Fachwerkbogens. Dieser wurde seinerzeit im Freivorbau (erstmalig in Deutschland) mit bis zu 30 m Kraglänge montiert. Die Montagezustände haben einen signifikanten Einfluss auf den Spannungszustand im Lastfall Eigengewicht. Neben den üblichen veränderlichen Lasten aus Temperatur, Wind, Anfahren/Bremsen und Seitenstoß wurden 3 Zugbilder (Lastbild UIC71 usw.) angesetzt. Die Nachrechnung wurde u. a. mit durchgeführten Belastungsfahrten verifiziert und kalibriert.

Ergebnisse und Instandsetzung
Mit der Nachrechnung konnten am Bauwerk aufgetretene Schäden rechnerisch nachvollzogen werden. In einzelnen Bauteilen wie den Fahrbahnlängs-und -querträgern, Windverbänden und Ankerpfeilern ergaben sich Ausnutzungen von teilweise über 200 Prozent. Das führte zu der Entscheidung, die Brücke grundhaft zu sanieren. Der gravierendste Eingriff war der Austausch der Fahrbahnbrücke, der eine Vollsperrung der Bahnstrecke erforderte. Zudem musste das Lastniveau reduziert werden. Die Sanierung der Gerüstbrücken, Pfeiler, Gründungselemente sowie des Bogens kann bei eingeschränktem Bahnbetrieb stattfinden. Durch die Entscheidung, die Müngstener Talbrücke trotz hoher finanzieller Aufwendungen zu ertüchtigen, wird ein herausragendes Stahlbrückenbauwerk erhalten.

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