Tragfaehigkeitsbewertung gemauerter Brueckenbauwerke mit modernen Berechnungsmethoden am Beispiel der Goeltzschtalbruecke / Evaluation of the bearing capacity from masonry bridges with modern computation methods on example of the German Goeltzschtal-Bridge

Eine realitaetsnahe Berechnung der Tragfaehigkeit und Gebrauchstauglichkeit von historischen Mauerwerksstrukturen ist eine notwendige Voraussetzung zur sinnvollen Planung erforderlicher Sanierungsmassnahmen. Dementsprechend erfordert die Bewertung gemauerter Brueckenbauwerke ein Berechnungsmodell, welches in der Lage ist, den dreidimensionalen Mauerwerksverband mit allen wichtigen Eigenschaften hinsichtlich der Steifigkeit, Festigkeit und moeglicher Versagensszenarien zu beschreiben. Der Beitrag stellt die erstmalige Nachrechnung der 78 m hohen und 574 m langen Goeltzschtalbruecke als dreidimensionales Tragwerk unter Beruecksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens vor. Die 1846 bis 1851 erbaute Eisenbahnbruecke wurde durchgaengig in der dem roemischen Aquaedukt aehnlichen Form aus Natur- und Ziegelstein gemauert. Hierfuer wurde in ANSYS(R) ein detailliertes 3D-Geometriemodell, welches den Einbauort verschiedener Mauerwerkssteine und die Lage des Verbandes der unterschiedlichen Mauerwerksarten beinhaltet, erstellt. Das nichtlineare Materialverhalten wurde mit einem in ANSYS(R) implementierten elastoplastischen 3D-Materialmodell fuer Mauerwerk erfasst. Damit wurde es moeglich, den Spannungs- und Verformungszustand der Struktur sehr realistisch abzubilden und die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit des Gesamtbauwerks unter Einbeziehung der Lastgeschichte plausibel nachzuweisen. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: A realistic evaluation of the bearing capacity and serviceability is necessary for the determination of the stability and for a reasonable reconstruction design. Just the computation of masonry bridges needs a numerical model, which can describe the specific characteristics of the masonry assembly in respect of stiffness, strength and failure mechanism. For the first time the stability of the world largest masonry structure, the German Goeltschtalbruecke was proven by 3-dimensional elastoplastic FEM analysis. The famous railway bridge built from 1846 to 1851 is constructed like a Roman aqueduct. A detailed model of the geometry and the different materials was necessary. Non-linear load history analysis for load case combinations was performed. For realistic modelling of the masonry material a sophisticated 3-dimensional elastoplastic masonry material model was developed and implemented in ANSYS(R). Only by modelling the 3-dimensional non-linear effects realistic stress and strain fields were determined and the stability and serviceability of the bridge was comprehensively proven. (A)

• Authors:
  • SCHLEGEL, R
  • Will, Johannes
  • FISCHER, D
  • RAUTENSTRAUCH, K
• Publication Date: 2003

Language

• German

Media Info

• Pagination: 15-23
• Serial:
  • Bautechnik
  • Volume: 80
  • Issue Number: 1
  • Publisher: Ernst (Wilhelm) and Sohn

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Bearing capacity; Behavior; Brick; Bridges; Building materials; Calculation; Deformation; Evaluation; Masonry construction; Mathematical models; Nonlinear systems; Railroad traffic; Repairing; Rocks; Stability (Mechanics); Stresses; Structures
• ITRD Terms: 3635: Ausbesserung; 4555: Baustoff; 3355: Bauwerk; 6464: Berechnung; 9020: Bewertung; 3455: Brücke; 9080: Dreidimensional; 4529: Mauerwerk; 4154: Naturstein; 6482: Nichtlineares System; 6473: Rechenmodell; RECHENPROGRAMM; 771: Schienenverkehr; 5575: Spannung (Mater); 5930: Standsicherheit; 3085: Tragfähigkeit; 5595: Verformung; 9001: Verhalten; 4516: Ziegelstein
• Subject Areas: Bridges and other structures; Railroads; I53: Construction of Bridges and Retaining Walls; I61: Equipment and Maintenance Methods;

Filing Info

• Accession Number: 01191286
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Oct 7 2010 2:29PM