Messung der Kolkentwicklung an Brückenpfeilern in sandigem Boden

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Ulrich Zanke
• Subject Area: Geotechnics, Hydraulic Engineering
• Term: from 2005 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5448948

In vielen Fällen ist das Versagen von Brücken auf Kolke zurückzuführen. Kolke an kreiszylindrischen Pfeilern z.B. können Tiefen bis zum 2,5-fachen des Pfeilerdurchmessers erreichen. Bereits die bekannten empirischen Formeln zur Abschätzung der maximalen Kolktiefe am einzelnen kreiszylindrischen Pfeiler streuen ganz erheblich. Dies führt zur Anwendung größerer Sicherheitsfaktoren und bietet erhebliches Einsparpotential. Die verfügbaren Kolkformeln gelten überdies nur für konstante hydraulische Bedingungen und die Ansätze zur Abschätzung der zeitlichen Entwicklung der Kolktiefe sind durchweg unbefriedigend! Für die natürlich auftretenden instationären Verhältnisse wird die Vorhersage noch unsicherer. Zur Prognose der Kolkung an beliebigen Formen von Bauwerken oder Pfeilern kommen zukünftig nur dreidimensionale morphodynamisch-numerische Modelle in Frage. Für die Validierung dieser Modelle stehen jedoch nicht in ausreichendem Umfang gemessene Vergleichsdatensätze zur Verfügung. Insbesondere für einen breiten Bereich an Sohlmaterialien und hydraulischen Bedingungen ist die Durchführung von weiteren Experimenten daher geboten. Mit den modernen präzisen und kontaktlosen Meßverfahren ist eine Vermessung des instationären Kolkprozesses im laufenden Versuch möglich, mit einer Genauigkeit, die unterhalb eines Korndurchmessers liegt. In diesem Projekt wird für die Validierung der Modelle auch das dreidimensionale Strömungsfeld im Kolkbereich gemessen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Privatdozent Dr.-Ing. Peter Mewis