1 Einführung

1.1 Motivation

1.2 Zielstellung

1.3 Aufbau der Arbeit

1.4 Begriffsklärung

1.4.1 Vom Bogen bis zur Mauerwerksgewölbebrücke

1.4.2 Natursteinmauerwerk

1.4.3 Schädigungsarten bei Mauerwerksgewölbebrücken

2 Stand des Wissens

2.1 Berechnungsmethoden für Gewölbetragwerke

2.1.1 Historische Modellvorstellungen

2.1.2 Stützlinientheorie

2.1.3 Elastizitätstheorie

2.1.4 Traglastverfahren

2.1.5 Empirische Methoden

2.1.6 Numerische Methoden

2.1.7 Zum Vergleich verschiedener Berechnungsmethoden

2.2 Normen und Sicherheitskonzepte für die Tragsicherheitsbewertung bestehender Gewölbebrücken

2.2.1 Relevante Normen

2.2.2 Bewertungsstufen für die Tragsicherheitsbewertung

2.2.3 Notwendigkeit und Umfang von Tragsicherheitsbewertungen

2.2.4 Grenzzustände

2.2.5 Sicherheitskonzepte

2.2.6 Teilsicherheitsbeiwerte

2.2.7 Lastannahmen

2.3 Experimentelle Tragsicherheitsbewertung von Mauerwerksgewölbebrücken

2.4 Zusammenfassung der Auswertung des Wissensstandes

3 Vorschlag eines Konzeptes für den Tragsicherheitsnachweis von Mauerwerksgewölbebrücken

3.1 Bestandsaufnahme

3.2 Zur Modellbildung in 3D

3.3 Bauwerk-Boden-Interaktion

3.4 Materialverhalten des Mauerwerks

3.5 Materialverhalten des Bodens

3.6 Versagenskriterien und Sicherheitskonzept

3.7 Berücksichtigung von Vorschädigungen und Bauzuständen

3.8 Experimentelle Unterstützung des Tragsicherheitsnachweises

4 Numerische Simulationen unter Anwendung des vorgeschlagenen Nachweiskonzeptes

4.1 Vergleich und Bewertung ausgewählter Berechnungsmethoden anhand eines Beispiels

4.2 Untersuchungen zur Objektivität der Rechenergebnisse

4.2.1 Untersuchungen zur Bodenmodellgröße

4.2.2 Vergleich von 2D- und 3D-Modellen

4.2.3 Untersuchungen zur Netzabhängigkeit

4.2.4 Untersuchungen zur Berücksichtigung von Bauzuständen

4.2.5 Zusammenfassung zur Objektivität der Rechenergebnisse

4.3 Untersuchung von Einflussgrößen auf die ermittelte Tragsicherheit

4.3.1 Einfluss der Gewölbegeometrie

4.3.2 Einfluss von Stirnmauern und Füllung

4.3.3 Einfluss der Mauerwerkseigenschaften

4.3.4 Einfluss der Bodeneigenschaften

4.3.5 Beanspruchung durch Temperaturänderung

4.3.6 Beanspruchung durch Anfahren, Bremsen und Wind

4.3.7 Zur Berücksichtigung von Vorschädigungen

4.3.8 Zusammenfassung zu den Einflussgrößen auf die Tragsicherheit

4.4 Nachbildung von Schäden an Mauerwerksgewölbebrücken

4.5 Validierung von Simulationsergebnissen durch Messungen am Bauwerk

5 Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis