Simulationstool erkennt Sicherheitsniveau von Tunnels

TU-Wien leistet Beitrag zum Strukturverhalten im
Brandfall

Unter der Leitung der Technischen Universität Wien (TU-Wien) http://www.tuwien.ac.at entwickeln Experten ein neues Simulationstool zur Feststellung der Standsicherheit von brandgeschädigten Tunnels. Tunnelbrände der vergangenen Jahre haben gezeigt, dass es bei sehr hoher Brandlast zu einer starken Schädigung der Tunneltragstruktur kommt.

"In einigen Tunnels wurden bis zu zwei Drittel der Tunnelinnenschale explosionsartig weggeschleudert. Was vom Beton übrig bleibt, ist thermisch schwer

geschädigt", so Matthias Zeiml vom Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen (IMWS) der TU Wien gegenüber pressetext. Diese Kombination könne bei oberflächennahen, einschaligen Tunnels bis zum Einsturz der Struktur führen, meint der Experte. "Das Wegsprengen der Betonstücke ist eine Folge der thermischen Zwängungen und des Dampfdrucks, der im erhitzten Beton entsteht und nicht entweichen kann. Diese Abplatzungen reichen mitunter bis weit hinter den Bewehrungsstahl." Gemeinsam mit seinem Münchner Kollegen Roman Lackner arbeitete Zeiml an dem dreijährigen FWF-Projekt "Transportprozesse im Beton bei hohen Temperaturen".

Parallel dazu untersuchten auch Ulrich Schneider, Professor am Institut für Hochbau und Technologie und das Forschungsinstitut der Österreichischen Zementindustrie (VÖZFI) die Wirkung von winzigen Teppichfasern aus Polypropylen, die dem Beton beigemengt werden. "Wenn diese nur einige Millimeter langen Fasern dem Beton zugegeben werden, entstehen bei der Erwärmung des Betons Kanäle, durch die der Wasserdampf entweichen kann. In der Folge können Abplatzungen dadurch wirkungsvoll verhindert werden", erklärt Zeiml. "Solche Polypropylenfasern können auch nachträglich aufgebracht werden, zum Beispiel als Faserspritzbeton."

Die Ergebnisse der Grundlagenforschung nutzen die Forscher nun für das im Juni bewilligte KIRAS-Projekt, das im Rahmen des Österreichischen Förderungsprogrammes für die Sicherheitsforschung des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie http://www.bmvit.gv.at durchgeführt wird. In diesem Forschungsprojekt arbeitet ein Konsortium bestehend aus Universitätsinstituten der TU Wien und der Universität für Bodenkultur, Infrastrukturbauträgern wie ÖBB, ASFiNAG und Wiener Linien sowie Ingenieurbüros und Forschungslabors. Im Vordergrund steht die Entwicklung eines neuartigen Berechnungsschemas, das erstmals die Prognose der wesentlichen, das Tragverhalten der Strukturbeeinflussenden Prozesse ermöglicht. "Es geht vor allem darum, die Bemessungen genauer und realitätsnäher zu gestalten. Das Potenzial dafür ist vorhanden", so Zeiml abschließend gegenüber pressetext. Drei Wiener Bauprojekte werden mit dem entwickelten Berechnungsverfahren untersucht.