Einfluss der brandinduzierten Abnahme der Steifigkeit von Elastomerlagern auf die Struktursicherheit von Brückentragwerken/Influence of fire-induced stiffness reduction of elastomeric bearings on the structural safety of bridge structures

Abstract

Eine Brandeinwirkung auf ungeschützte Elastomer-Brückenlager bewirkt eine thermische Zersetzung des Elastomers und damit einhergehend eine Änderung des mechanischen Verhaltens des gesamten Lagers. Die Abnahme der effektiven Steifigkeit des Lagers führt zu Setzungen mit möglichen Auswirkungen auf das gesamte statische System, welche im Rahmen dieses Beitrags beispielhaft anhand eines bestehenden Brückenbauwerkes mittels neuerer Modellierungsansätze untersucht und diskutiert werden. Hierfür wird zunächst die thermo-chemo-mechanische Modellierung von Elastomerlagern unter Brandeinwirkung erläutert. Mittels numerischer (Finite Elemente) Simulationen kann damit der zeitliche Verlauf der Degradation eines Lagers in Abhängigkeit der Eingangsparameter (thermische Beanspruchung und Lagergeometrie) bestimmt werden. Die damit ermittelte Abnahme der Lagersteifigkeit findet in einem Berechnungsmodell zur Analyse eines Dreifeld-Brückentragwerkes Eingang. Auf diesem Wege wird die zeitliche Entwicklung der Schnittgrößen aufgezeigt und einhergehende Risiken bezüglich der Tragsicherheit der Brücke werden bewertet.