Steinschlagtests unter realitätsnahen Bedingungen

Bereits Ende der 1980er-, Anfang der 1990er-Jahre fanden die ersten Tests mit Steinschlagbarrieren statt, wobei damals teilweise noch auf die «natürliche Variante» gesetzt wurde: Man liess Steine einen Hang hinunter in eine Barriere rollen und auf eine Barriere treffen. Dabei änderten die Testblöcke abhängig vom Gelände immer wieder die Bahn, sprangen und schlugen folglich unkontrolliert irgendwo im Netz ein. Aus diesen Tests konnten zwar wertvolle grundsätzliche Erkenntnis-se über die Leistungsfähigkeit derartiger Systeme gewonnen werden, allerdings wurde bald klar, dass die Aussagekraft solcher Tests sehr begrenzt war. Sie liessen keine wirklichen Vergleiche zwischen den verschiedenen Schutzsystemen zu, da zu viele unterschiedliche Parameter hineinspielten.

Die logische Konsequenz war, eine Testmethode zu entwickeln, die aufgrund vordefinierter, kontrollierbarer Parameter einen echten Vergleich der verschiedenen Systeme ermöglichte. Man einigte sich auf die bis heute etablierte Methode, bei der durch einen Treffer ins Mittelfeld (MEL, Maximum Energy Level) bzw. durch zwei aufeinanderfolgende Schüsse ins Mittelfeld (SEL, Service Energy Level) eine Barriere getestet wird.

Steinschlagbarrieren mit hochfesten Stahldrahtnetzen

In den letzten Jahrzehnten haben sich flexible Steinschlagbar-rieren mit hochfesten Stahldrahtnetzen als effiziente und zuverlässige Schutzmassnahme weltweit etabliert. Gleichzeitig haben sich die Energieaufnahmefähigkeiten von damals 1500 kJ auf bis zu 10 000 kJ erhöht. Bei derart hohen Energien und teils höheren Verbauungen stellt sich zwangsläufig wieder die Frage, was «natürliche» Einschläge bewirken, also Einschläge von Felsblöcken, die an einer beliebigen Stelle ins Netz einschlagen und dabei möglicherweise auch noch rotieren. In einem For-schungsprojekt des WSL-Instituts für Schnee-und Lawinenfor-schung SLF gemeinsam mit dem Industriepartner Geobrugg AG werden seit 2019 in diversen Feldtests die Einflüsse von unterschiedlichen Lastfällen ermittelt. Zu diesem Zweck wird am Flüelapass in natürlichem Gelände eine ausgedehnte Feld-test-Serie durchgeführt, bei der verschiedene Steinformen und -grössen in eine Steinschlagbarriere abgeworfen werden.

Mit Sensoren ausgerüstet

Sowohl Steine als auch die Barriere selbst sind mit diversen Sensoren ausgerüstet, um die Belastung auf unterschiedliche Elemente des Schutzsystems zu messen. So wird beispiels-weise untersucht, wie sich Treffer an verschiedensten Aufprall-positionen, die Rotation der Testblöcke sowie die verschiedenen Aufprallgeschwindigkeiten auf das Verhalten der Barriere auswirken. Zusätzlich sind auch die Testblöcke selbst mit Sensoren versehen, die die Rotation und Beschleunigung des Steines während des Sturzes und beim Aufprall auf die Barriere messen. In Kombination mit hochauflösenden Drohnenauf-nahmen und Videoaufnahmen aus verschiedenen Blickrichtun-gen können dadurch die Flugbahnen und Geschwindigkeiten der einzelnen Blöcke detailliert rekonstruiert werden, was den Forschenden ermöglicht, weitere Erkenntnisse über das Zusammenspiel aller Parameter zu gewinnen.

Schutz vor Steinschlägen laufend optimieren

Die Auswertung der Daten hat gezeigt, dass es heute möglich ist, Zusatztests, wie sie schon in den 1990er-Jahren angedacht, aber aufgrund des damaligen massiv tieferen Entwicklungsstandes der Sensor-und Computertechnik einfach noch nicht möglich waren, als Ergänzung zu den vorgeschriebenen Tests durchzu-führen. Ziel dabei ist für das SLF, deren Steinschlag-Simulations-modelle weiter zu verfeinern. Für Geobrugg steht im Vorder-grund, die Barrieren – neben bereits durchgeführten Versuchen auf dem Testgelände – noch besser für Steinschläge zu optimie-ren, wie sie unter natürlichen Bedingungen vorkommen.

Geobrugg als Teil der Brugg Gruppe

Geobrugg als eigenständige Firmengruppe innerhalb der Brugg Gruppe ist spezialisiert auf die Verarbeitung von hochfestem Stahldraht zu Schutzsystemen. Diese schützen vor Naturgefah-ren wie Steinschlag, Erdrutsch, Murgang oder Lawinen, gewährleisten Sicherheit im Berg-und Tunnelbau sowie auf Motorsportstrecken. Mehr als 65 Jahre Erfahrung sowie eine enge Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten und Univer-sitäten machen Geobrugg zum Pionier und führenden Experten in diesen Segmenten. ■