Experimentelle Untersuchungen zum Trag‐ und Verformungsverhalten brandbeanspruchter Tunnelschalen

Abstract Ereignisse wie der Brand im Eurotunnel, bei dem über eine Länge von 500 m Betonabplatzungen von bis zu 30 cm Tiefe auftraten, resultierten in der Einführung unterschiedlicher Anforderungen, um das Abplatzen sowohl in Bezug auf die Abplatztiefe als auch die betroffene Fläche auf ein verträgliches Maß zu begrenzen. Im Vergleich zu Bränden im Hochbau ist bei Tunnelbränden mit hohen Aufheizraten der brandbeanspruchten Bauteile zu rechnen. Aus diesem Grund kommt bei der versuchstechnischen Bewertung von Tunnelbauteilen für Eisenbahntunnel in Deutschland die sogenannte EBA‐Tunnelbrandkurve zum Einsatz, die anhand von Großversuchen an Eisenbahnwaggons abgeleitet wurde. Das Tragverhalten von Tunnelbauteilen unter Brandbeanspruchung wurde in den vergangenen Jahren im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben untersucht. Die in diesem Beitrag vorgestellten Ergebnisse basieren auf einem von der Deutschen Bahn beauftragten Vorhaben zur Untersuchung und Überprüfung von zwei Betonrezepturen sowie dem Nachweis der Standsicherheit der Tunnelinnenschale im Brandfall mithilfe von Großversuchen. Für diese Versuche wurden maßstabsgetreue Tunnelsegmente abgeleitet, die hinsichtlich ihrer Abmessungen, Konstruktion und Bewehrungsführung der maßgebenden Stelle eines real existierenden Eisenbahntunnels entsprachen. Vor dem Start der Beflammung wurden die Probekörper mithilfe von horizontal und vertikal angeordneten hydraulischen Pressen belastet. Die Prüfkräfte wurden in Vorberechnungen bestimmt und berücksichtigen die gebettete Lagerung der Tunnelinnenschale, den Boden‐ und Wasserdruck, das Eigengewicht sowie die thermisch induzierten Zwangkräfte aufgrund Brandbeanspruchung. Um weitere Zwangkräfte während des Versuchs zu verhindern, wurde der Probekörper statisch bestimmt gelagert und die Versuchslasten kraftgesteuert eingeleitet.