Projekt:
Auf der Bergstrecke zwischen Frutigen und Brig befinden sich zahlreiche Lehnenkonstruktionen und Stützmauern der BLS. Es handelt sich dabei um Normbauwerke, welche sich in gleicher oder ähnlicher Bauweise zahlreich auf der Strecke wiederholen und grösstenteils im Rahmen des Doppelspurausbaus in den Jahren 1970 bis 1990 errichtet wurden. Die ingenta ag wurde beauftragt, die Bauwerke hinsichtlich ihrer Erdbebensicherheit zu untersuchen und allfällige Ertüchtigungsmassnahmen zu skizzieren.
Leistungsbeschrieb:
Die Bauwerke wurden konzeptionell und konstruktiv hinsichtlich ihres Erdbebenverhaltens beurteilt. Aufgrund der grossen Anzahl an standardisierten Objekten wurde für die rechnerische Überprüfung eine vereinfachte parametrische Erdbebenberechnung aller Lehnenviadukte durchgeführt. Damit konnten die kritischen Objekte leicht identifiziert werden. Für die 2 massgebenden Objekte wurde anschliessend eine detaillierte rechnerische Überprüfung mittels 3D-Stab- und Schalenmodell durchgeführt, um die parametrische Berechnung zu verifizieren. Es zeigte sich, dass bei sämtlichen Lehnenkonstruktionen das Kippen einzelner Pfeiler oder das Versagen der Betongelenke in den Pfeilerscheiben massgebend wird.
In einem Folgeauftrag wurden die alten Naturstein-Schwergewichtsmauern, welche bereits beim Bau der 1. Gleistrasse von 1906 bis 1913 errichtet wurden, auf ihre Erdbebensicherheit untersucht. Auch dabei kam eine parametrisierte Berechnung zum Einsatz, da die Stützmauern ebenfalls nach Standardtypen ausgeführt wurden.
Herausforderung:
Ermittlung der Auflagersteifigkeiten mit nichtlinearer Momenten-Rotations-Beziehung, welche den Einfluss des in den Fels eingeschlitzten Auflagersporns und einer klaffenden Fuge der Fundamentsohle berücksichtigt. Nachweis der Betongelenke mittels Spannungsfelder und Fachwerk-modellen. Erddruckberechnung unter Erdbeben für die Schwergewichtsmauern nach dem oberem Grenzwertsatz der Plastizitätstheorie.
