Projekt:
Bei der 1980 erstellten Schwarzwasserbrücke der BLS handelt es sich um eine Betonbogenbrücke, die in Spannbeton im Freivorbau erstellt wurde. Sie ist Teil der von der BLS betriebene Bahnlinie Bern – Schwarzenburg und überquert den Schwarzwassergraben in einer Höhe von 65 m. Sie weist eine Gesamtlänge von 180 m auf und besitzt Spannweiten von 10.30 m bis 14.30 m. Der Fahrbahnträger ist als 2.65 m hoher Plattenbalken mit Schottertrog monolithisch ohne Längsfugen ausgebildet. Die Spannweite des eleganten Stahlbetonbogens beträgt 114 m, seine Pfeilhöhe 25 m. Die Bogenkämpfer sowie die ausserhalb des Bogens liegenden Stützen wurden in Schachtfundamenten flach im Fels fundiert.
Seit dem Bau der Brücke haben sich die Kenntnisse und normativen Vorgaben der Erdbebensicherheit von Brücken stark weiterentwickelt. Die ingenta ag wurde beauftragt, das Bauwerk hinsichtlich der Erdbebensicherheit zu untersuchen, allfällige Massnahmen zu empfehlen und deren Verhältnismässigkeit zu beurteilen.
Leistungsbeschrieb:
Die Brücke wurde konzeptionell und konstruktiv hinsichtlich ihres Verhaltens bei Erdbeben beurteilt. Die Brückenkonstruktion wurde als Trägerrostmodell 3D modelliert und mit dem Antwortspektrenverfahren analysiert. Im Rahmen der Erdbebenüberprüfung wurden folgende Punkte untersucht: Absturzsicherung des Brückenträgers, Tragsicherheit der Lager, Tragsicherheit der Stützen, Bogenelemente und des Fahrbahnträgers, geotechnische Nachweise der Fundamente.
Herausforderung:
Realistische Modellierung des Erdbebenverhaltens des im Scheitelbereich mit dem Fahrbahnträger verschmolzenen parabelförmigen Bogens mit Hohlkörper-Einlagen variabler Grösse. Realitätsnahe Abschätzung der Querschnitts- und Auflagersteifigkeiten.
Die Tragsicherheit der Brücke unter Erdbebenbeanspruchung konnte nachgewiesen werden, so dass keine Ertüchtigungsmassnahmen notwendig sind.
