Kolkexperimente an Brückenpfeilern unter Sedimenttransportbedingungen mit Polystyrolgranulat

Brückenzerstörungen durch Auskolkungen erfolgen bei hohen Strömungsintensitäten, die im Wasserbaulabor nur schwierig nachzubilden sind. In einer hydraulischen Versuchsrinne mit Sedimentrückführung wurden physikalische Modellversuche zur Kolkbildung an Brückenpfeilern unter Klarwasserbedingungen, bei Geschiebetransport und Suspensionstransport durchgeführt. Als Sediment wurde das Kunststoffgranulat Polystyrol verwendet. Die Fließgeschwindigkeiten betrugen das 0,8- bis 8,5-fache der kritischen Geschwindigkeit des Sohlenmaterials. Die maximale Kolktiefe wurde kontinuierlich mit einer endoskopischen Kamera aus dem Inneren eines kreis-runden Plexiglaszylinders gemessen. Der Schwerpunkt der experimentellen Untersuchungen lag insbesondere darauf, die Kolkprozesse bei Sedimenttransport zu beobachten. Die Ergebnisse zeigten, dass die maximale Kolktiefe unter Klarwasserbedingungen einem Gleichgewichtszustand zustrebte, während bei Sedimenttransport die maximale Kolktiefe um einen Maximalwert schwankte. Dabei wurden die gemessenen Kolktiefen bei Geschiebetransport von durchwandernden Dünen beeinflusst und bei Suspensionstransport durch eine zunehmende flächenhafte Erosion überlagert. Die gemessenen Kolktiefen bei Sedimenttransport zeigten, dass die maximale Kolktiefe mit steigender Strömungsintensität v/v_krit kontinuierlich zunahm.