Die Gaensebachtalbruecke, eine integrale Talbruecke der DB AG auf der Neubaustrecke Erfurt-Leipzig/Halle / The Gaensebach valley bridge, an integral valley bridge owned by the DB AG on the new railway Erfurt-Leipzig/Halle

Der Entwurf und die Ausfuehrungsplanung der Gaensebachtalbruecke, einer Eisenbahnbruecke, die sich auf der Neubaustrecke Erfurt-Leipzig/Halle noerdlich von Weimar befindet, werden vorgestellt. Bei dem Gaensebachtal handelt es sich um ein flaches, circa 1 km langes Tal. Der Ausschreibungsentwurf entsprach der bisherigen Rahmenplanung Talbruecken der DB AG. Da im Bieterverfahren Nebenangebote moeglich waren, kam es zur Vergabe eines Sondervorschlags der nach dem Leitfaden Gestaltung von der DB AG entworfen wurde. Grundgedanke des Entwurfs ist eine integrale Spannbetonbruecke mit einem einteiligen Ueberbau aus einem zweistegigen Plattenbalken fuer zwei Gleise. Der Ueberbau ist monolithisch mit den runden Stahlbetonstuetzen verbunden und in Abschnitte zu je 112 m unterteilt. Die Aufnahme der Brems- und Anfahrkraefte aus dem Zugverkehr erfolgt in Laengsrichtung fuer jeden Abschnitt in Abschnittsmitte durch einen umgedrehten Stahlbetonbock. Die Stabilisierung in Querrichtung wird durch Aussteifungen zwischen den Doppelstuetzen an den Abschnittsfugen erreicht. Da es sich um eine noch nicht hinreichend bewaehrte Bauweise handelt, musste eine Zustimmung im Einzelfall beim Eisenbahn-Bundesamt (EBA) beantragt werden, die mit verschiedenen Auflagen - spezifisch fuer Eisenbahnbruecken - erteilt wurde. Dazu gehoerten unter anderem die Untersuchungen des dynamischen Verhaltens und des Resonanzrisikos sowie der Eigenfrequenzen in Querrichtung und die Durchfuehrung einer Sensitivitaetsanalyse. Auf die Erfuellung dieser Auflagen wird im Einzelnen eingegangen. Schienenspannungen entstehen durch Laengsdehnungen des Ueberbaus. Aufgrund der erbrachten Nachweise konnte auf den Einbau von Schienenauszuegen verzichtet werden. Die Nachweise der Ueberbauverformungen betrafen im Wesentlichen die Begrenzung der vertikalen Verformungen aus Anforderungen an die Feste Fahrbahn, Begrenzung der Endtangentendrehwinkel sowie die Ueberbauverwindung. Die Ueberpruefung des Resonanzrisikos ergab bei den gegebenen Randbedingungen eine erste Eigenfrequenz von n0 = 3,6 Hz, die damit genau im resonanzgefaehrdeten Bereich lag. Aus diesem Grunde mussten dynamische Untersuchungen zum Verhalten der integralen Bruecke gefuehrt werden. Zahlreiche Zugueberfahrten wurden rechnerisch mittels FEM-Berechnungen und verschiedener Zeitintegrationsverfahren simuliert. Die einzelnen Untersuchungen und deren Ergebnisse werden detailliert vorgestellt. Hinsichtlich der Seitenstabilitaet von Eisenbahnbruecken gibt es derzeit noch keine geeigneten Lastmodelle oder Berechnungsverfahren. Zum Nachweis einer ausreichenden Seitenstabilitaet wurde daher ein Resonanzfall untersucht, bei dem die Erregerfrequenz der Schlingerbewegung mit der Eigenfrequenz der Querschwingungen der Bruecke uebereinstimmt. Im Rahmen der Sensitivitaetsanalyse wurden die Einfluesse spezifischer Parameter, die fuer Betonbauwerke typisch sind, auf die Nachweise und die Bemessung untersucht. Im Einzelnen waren dies: Streuung des E-Moduls, Streuung bei Kriechen und Schwinden, Rissbildung und Streuung der Gruendungssteifigkeit. Da bei integralen Bauwerken die Schnittgroessen von den Steifigkeiten des Bauwerks abhaengen, kommt einer solchen Sensitivitaetsanalyse eine besondere Bedeutung zu. ABSTRACT IN ENGLISH: The new railway between Erfurt and Leipzig/Halle, part of the transportation project Einheit Number 8.2, crosses the Gaensebach valley via an intregal (i.e. no bearings) prestressed concrete bridge. The bridge is designed for high-speed traffic of up to 300 km/h. The bridge is based on an alternative design in accordance with the guideline Design of Railway Bridges (Leitfaden: Gestalten von Eisenbahnbruecken) of the Deutsche Bahn AG. The Gaensebach valley bridge is designed as a frame bridge, a monolithical prestressed concrete double T-beam on circular columns. The example of the Gaensebach valley bridge proved that alternative design following the DB AG guideline are to be regarded as at least equivalent with regard to load bearing capacity, serviceability and traffic safety as well as cost efficiency and therefore suitable for high-speed traffic. The deviation from the original plan and the integral design required a separate approval and consequently various further tests, such as examining the dynamic behaviour under train crossing and possible resonance vibrations. These tests will described in detail in the paper. This alternative design will result in a bridge which is more robust and will be fit in more harmoniously with the shallow valley of the Gaensebach than the originally commissioned design would have. (A)