Forschungsarbeiten des Fraunhofer EMI zur Bedrohung durch Terroranschläge: Bauteilverhalten bei Explosionen
Das Fraunhofer EMI untersuchte im Speziellen die Bedrohung infolge terroristischer Ereignisse. Zunächst wurden unter Zuhilfenahme der Terrorereignisdatenbank (TED) Auslegungsszenarien definiert. Im nächsten Schritt wurde geprüft, wie sich diese Szenarien auf ausgewählte Tunnel- und Brückenkomponenten auswirken und mit welchen Maßnahmen die Größe der Schädigung vermindert werden kann. Erkenntnisse zur lokalen Schädigung bildeten wiederum die Grundlage für andere Projektpartner, in deren Fokus das Tragverhalten des Gesamtbauwerks stand.
Brücken- und Tunnelbauteile unter hochdynamischer Belastung in Simulation und Experiment
Im Einzelnen untersuchte das Fraunhofer EMI die Brückenelemente Fahrbahn und Pfeiler aus Stahlbeton, Brückenhohlkästen aus Stahlbeton oder Stahl, vorgespannte Brückenkabel und Seilverankerungen sowie Tunnelbauteile. Dabei wurden in Simulation und Experiment Szenarien wie Kontaktdetonation oder Nahbereichsdetonation betrachtet, wie sie zum Beispiel bei Platzierung einer Kofferbombe gegeben wären.
Besonders bei der Untersuchung von Tunnelbauteilen konnte das EMI auf seine Expertise bezüglich Innenraumdetonation zurückgreifen. Im Gegensatz zu Freifelddetonationen tritt bei Innenraumdetonationen eine kombinierte Beanspruchung ein: Einer kurzzeitig einwirkenden Schockbelastung im Bereich von Mikrosekunden folgt ein länger anhaltender Gasdruck im Bereich von Millisekunden. Durch die Begrenzungen des Innenraums treten Mehrfachreflexionen auf, und der Druck baut sich langsamer ab.
Zur Simulation der dynamischen Vorgänge bei Explosionen entwickelt das Fraunhofer EMI eigene Tools, um das Bauteilverhalten bewerten zu können. Zu komplexen Blastausbreitungen findet sich aktuell zum Beispiel der APOLLO Blastsimulator als kommerzielle Software im Angebot des EMI: Apollo – Fraunhofer EMI
Wirksame Schutzmaßnahmen an Brücken und Tunneln
Die vom EMI identifizierten Schutzmaßnahmen gegen Explosionseinwirkung teilen sich in primäre, sekundäre und tertiäre Maßnahmen. Primäre Schutzmaßnahmen, wie der Einsatz von Sicherheitspersonal, sollen bereits im Vorfeld die Entstehung einer potenziellen Explosionslast verhindern. Sekundäre Maßnahmen sind beispielsweise Schutzabstände, mit denen sich ein Sicherheitsabstand und eine Minderung der Stoßwelle realisieren lassen. Unter tertiären Maßnahmen werden schließlich bauliche Maßnahmen verstanden, die nachträglich am zu schützenden Bauwerk angebracht werden und das Widerstandsverhalten verbessern. Hierzu zählen innovative Materialien, die zum Teil am EMI entwickelt wurden. So wurden mit Hochleistungsbeton Umhausungen um Kabel oder Pfeiler angebracht, um den Schädigungsgrad der Bauteile zu mindern.
FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMI
