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Vorwort
1 Beschreibung des Gesamtbauwerks
1.1 Allgemeines
1.2 Überbau
1.3 Lagerung
1.4 Widerlager
1.6 Herstellung und Bauverfahren
2 Überbau
2.1 Baustoffe
2.2 Lastannahmen
2.3 Schnitt-, Stütz- und Weggrößen
2.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
2.5 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
3 Lager und Fahrbahnübergangskonstruktion
3.1 Lagerschema und Allgemeines
3.2 Bestimmung der Verschiebungen für Lager und Übergangskonstruktion
3.3 Zusammenstellung der Lagerverdrehungen
3.4 Zusammenstellung der Lagerkräfte
4 Pfeiler
4.1 Baustoffe
4.2 System
4.3 Belastung
4.4 Abklärung, ob Nachweis nachTheorie II. Ordnung erforderlich
4.5 Ermittlung der Schnittgrößen
4.6 Äußere Standsicherheit der Pfahlgründung
4.7 Nachweis der inneren Pfahltragfähigkeit
4.8 Bemessung der Pfahlkopfplatte
4.9 Pfeilerbemessung
4.10 Bemessung lokale Lasteinleitungen am Pfeilerkopf
4.11 Fundament Pfeiler Achse 50
5 Widerlager
5.1 Baustoffe
5.2 Geometrie und Modellbildung
5.3 Lastannahmen
5.4 Lastfallüberlagerung
5.5 Schnitt- und Stützgrößen
5.6 Nachweise der äußeren Standsicherheit
5.7 Nachweise der inneren Standsicherheit
6 Bewehrungsskizzen
6.1 Überbau
6.2 Unterbauten: Bewehrungsskizzen
ReferenzenLiteratur
End User License Agreement
List of Tables
1 Beschreibung des Gesamtbauwerks
Tabelle 1-1 Bauwerksdaten
2 Überbau
Tabelle 2-1 Anzahl und Breite von Fahrstreifen (▶ DIN EN 1991-2, Tab. 4.1)
Tabelle 2-2 Lastmodell 1: charakteristische Werte (▶ DIN EN 1991-2, Tab. 4.2)
Tabelle 2-3 Anpassungsfaktoren und angepasste Grundwerte für LM 1 (▶ DIN EN 1991-2, Tab. 4.2; FB 101, IV, Tab. 4.2)
Tabelle 2-4 Charakteristischer Wert der Fliehkräfte (▶ DIN EN 1991-2, Tab. 4.3)
Tabelle 2-5 Ermittlung der Windeinwirkungen nach (▶ DIN EN 1991-1-4/NA, Tab. NA.N.5)
Tabelle 2-6 Windeinwirkungen w in kN/m2 auf Brücken für Windzone 1 und 2 (Binnenland) (▶ DIN EN 1991-1-4/NA, Tabelle NA.N.5)
Tabelle 2-7 Temperaturunterschiede für Betonstraßenbrücken (▶ DIN DIN EN 1991-1-5, Tabelle 6.1)
Tabelle 2-8 Faktoren ksur zur Berücksichtigung verschiedener Belagsdicken für Betonstraßenbrücken in Anlehnung an DIN EN 1991-1-5, Tabelle 6.2 und (▶ ARS 22/2012, Anlage 3, B) (2))
Tabelle 2-9 Verkehrslastgruppen (▶ DIN EN 1991-2, Tab. 4.4a inkl. DIN EN 1991-2/NA)
Tabelle 2-10 Bemessungswerte der Einwirkungen (▶ DIN EN 1990/NA/A1, NDP zu A2.3.1 (1) Anmerkung Tabelle NA.A2.4)
Tabelle 2-11 Kombinationsbeiwerte und zu untersuchende Kombinationen für die Bemessung im ULS in Brückenlängsrichtung im Rahmen des behandelten Beispiels
Tabelle 2-12 Kombinationsbeiwerte und zu untersuchende Kombinationen für die Bemessung im SLS in Brückenlängsrichtung nach (▶ DIN EN 1990, Tabelle A2.1)
Tabelle 2-13 Ergebnisse der errechneten Kriech- und Schwindbeiwerte
Tabelle 2-14 Bestimmung der Querschnittswerte
Tabelle 2-15 Brutto-, Netto- und ideelle Querschnittswerte
Tabelle 2-16 Bestimmung der mitwirkenden Breiten
Tabelle 2-17 Mindestmaß und Nennmaß der Betondeckung (▶ DIN-HB Bb, Tab. 4.3.1DE)
Tabelle 2-18 Bestimmung der Robustheitsbewehrung nach Variante b
Tabelle 2-19 Bestimmung der Mindestbewehrung zur Beschränkung der Rissbreite – unten
Tabelle 2-20 Bestimmung der Mindestbewehrung zur Beschränkung der Rissbreite – oben
Tabelle 2-21 Bestimmung der Mindestbewehrung zur Beschränkung der Rissbreite – Koppelfugen
Tabelle 2-22 Ermittlung der Spannstahlspannungen während des Vorspannens mit κ = 1,5
Tabelle 2-23 Kontrolle der Spannkraftverluste amFestanker
Tabelle 2-24 Ermittlung der Spannkräfte und Spannwege
Tabelle 2-25 Relaxationswerte für 7-drähtige Spannstahllitzen St 1660/1860
Tabelle 2-26 Schnittgrößen für den Bereich des 1. Bauabschnitts in Achse 10
Tabelle 2-27 Schnittgrößen für den Bereich des 1. Bauabschnitts in Feld 1
Tabelle 2-28 Schnittgrößen für den Bereich des 1. Bauabschnitts in Achse 20
Tabelle 2-29 Schnittgrößen für den Bereich des 1. Bauabschnitts in KF 1
Tabelle 2-30 Schnittgrößen für den Bereich des 2. Bauabschnitts in Feld 2
Tabelle 2-31 Schnittgrößen für den Bereich des 2. Bauabschnitts in Achse 30
Tabelle 2-32 Schnittgrößen für den Bereich des 2. Bauabschnitts in Achse 30
Tabelle 2-33 Schnittgrößen für den Bereich des 2. Bauabschnitts in KF 2
Tabelle 2-34 Schnittgrößen für den Bereich des 3. Bauabschnitts in Feld 3
Tabelle 2-35 Schnittgrößen für den Bereich des 3. Bauabschnitts in Achse 40
Tabelle 2-36 Schnittgrößen für den Bereich des 3. Bauabschnitts in KF 3
Tabelle 2-38 Schnittgrößen für den Bereich des 4. Bauabschnitts für Achse 50
Tabelle 2-39 Schnittgrößen für den Bereich des 4. Bauabschnitts für Feld 5
Tabelle 2-40 Schnittgrößen für den Bereich des 4. Bauabschnitts für Achse 60
Tabelle 2-41 Stützgrößen Widerlager Achse 10
Tabelle 2-42 Stützgrößen Pfeiler Achse 20
Tabelle 2-43 Stützgrößen Pfeiler Achse 30
Tabelle 2-44 Stützgrößen Pfeiler Achse 40
Tabelle 2-45 Stützgrößen Pfeiler Achse 50
Tabelle 2-46 Stützgrößen Widerlager Achse 60
Tabelle 2-47 Weggrößen Widerlager Achse 10
Tabelle 2-48 Weggrößen Pfeiler Achse 20
Tabelle 2-49 Weggrößen Pfeiler Achse 30
Tabelle 2-50 Weggrößen Pfeiler Achse 40
Tabelle 2-51 Weggrößen Pfeiler Achse 50
Tabelle 2-52 Weggrößen Pfeiler Achse 60
Tabelle 2-53 Weggrößen – ÜKO Verschiebungen Widerlager Achse 10 und 60
Tabelle 2-54 Teilsicherheitsbeiwerte der Baustoffe im Grenzzustand der Tragfähigkeit
Tabelle 2-55 Berechnung der Spaltzugbewehrung
Tabelle 2-56 Spannungsermittlung
Tabelle 2-57 Spannungsermittlung im Feld 1 unter Berücksichtigung der ideellen Querschnittswerte und der Betonstahlbewehrung
Tabelle 2-58 Transformation der Verformungen auf tatsächlichen Traggerüstverlauf für BA3
3 Lager und Fahrbahnübergangskonstrupagektion
Tabelle 3-1 Charakteristische Knotenverdrehungen
Tabelle 3-2 Charakteristische Auflagerkräfte sowie Bemessungsgrößen
4 Pfeiler
Tabelle 4-1 Anpassung der Abschirmfaktoren
Tabelle 4-2 Ermittlung der Pfahlfußfedern
Tabelle 4-3 Auflagerkräfte aus dem Überbau am Pfeilerkopf im Endzustand – charakteristische Werte der Einzellastfälle für Pfeiler Achse 30
Tabelle 4-4 Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Beanspruchungen (▶ DIN 1054:2010-12, Tabelle A 2.1)
Tabelle 4-5 Teilsicherheitsbeiwerte für geotechnische Kenngrößen (▶ DIN 1054:2010-12, Tabelle A 2.2)
Tabelle 4-6 Teilsicherheitsbeiwerte für Widerstände (▶ DIN 1054:2010-12, Tabelle A 2.3)
Tabelle 4-7 Charakteristische Werte der Pfahlfußkräfte unter Berücksichtigung Theorie II. Ordnung
Tabelle 4-8 Bemessungswerte der Pfahlfußkräfte unter Berücksichtigung Theorie II. Ordnung
Tabelle 4-9 Ermittlung der Pfahlmantelwiderstände
Tabelle 4-10 Ermittlung der Pfahlfußwiderstände
Tabelle 4-11 Ermittlung der Pfahlmantelwiderstände
Tabelle 4-12 Ermittlung des passiven Erdruckes
Tabelle 4-13 Bemessungswerte und charakteristische Werte der horizontalen Bodenreaktionen
Tabelle 4-14 Pfahlschnittgrößen für Pfahl 6 im ULS am Pfahlkopf
Tabelle 4-15 Pfahlschnittgrößen für Pfahl 1 im ULS am Pfahlkopf
Tabelle 4-16 Schnittgrößen Pfeiler Achse 30 (ULS – ständig und vorübergehend)
Tabelle 4-17 Modifizierte σ-ε-Linien des Betonstahls für verschiedene Bewehrungsgrade
Tabelle 4-18 Erzielte Traglastfaktoren
Tabelle 4-19 Auflagerkräfte aus dem Überbau am Pfeilerkopf im Endzustand – charakteristische Werte der Einzellastfälle für Pfeiler Achse 50
5 Widerlager
Tabelle 5-1 Abminderungsfaktoren für die horizontale Bettung infolge Gruppenwirkung
Tabelle 5-2 Ermittlung der Pfahlmantelwiderstände
Tabelle 5-3 Ermittlung der Pfahlfußwiderstände
Tabelle 5-4 Ermittlung der Pfahlmantelwiderstände
Tabelle 5-5 Ermittlung der Pfahlfußfedern
Tabelle 5-6 Auflagerkräfte aus dem Überbau im Endzustand – charakteristische Werte der Einzellastfälle für Widerlager Achse 10
Tabelle 5-7 Erdruhedruck bei unterschiedlicher Tiefen
Tabelle 5-8 Kräfte auf der Oberkante der Flügelwände
Tabelle 5-9 Auflagerkräfte infolge K + S + R
Tabelle 5-10 Auflagerkräfte infolge Stützensenkung
Tabelle 5-11 Auflagerkräfte infolge Verkehr auf Überbau
Tabelle 5-12 Verteilung der Erddruckkräfte infolge des Verkehrs TS auf Hinterfüllung an Widerlager- und Flügelwand
Tabelle 5-13 Verteilung der Erddruckkräfte infolge des Verkehrs TS auf Hinterfüllung an Widerlager- und Flügelwand
Tabelle 5-14 Auflagerkräfte infolge Windeinwirkungen
Tabelle 5-15 Auflagerkräfte infolge Temperatureinwirkungen
Tabelle 5-16 Kombinationsbeiwerte und zu untersuchende Kombinationen für die Bemessung im ULS
Tabelle 5-17 Kombinationsbeiwerte und zu untersuchende Kombination für die außergewöhnliche Bemessungssituation
Tabelle 5-18 Kombinationsbeiwerte und zu untersuchende Kombinationen in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit
Tabelle 5-19 Maßgebende Biegemomente und Querkräfte in Bohrpfählen am Anschnitt zur Pfahlkopfplatte im Grenzzustand der Tragfähigkeit ULS – ständige und vorübergehende Einwirkungskombination
Tabelle 5-20 Maßgebende Biegemomente und zugehörige Schnittgrößen in den Bohrpfählen am Anschnitt zur Pfahlkopfplatte im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit SLS – häufige Einwirkungskombination
Tabelle 5-21 Pfahlfußkräfte im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie unter der charakteristischen Einwirkungskombination
Tabelle 5-22 Grenzwerte der Betonstahlspannungen je Bauteil zur Begrenzung der Rissbreiten
List of Illustrations
1 Beschreibung des Gesamtbauwerks
Bild 1-1 Längsschnitt Bauwerk
Bild 1-2 Regelquerschnitt Feldbereich
Bild 1-3 Regelquerschnitt Stützbereich
Bild 1-4 Lagerungsschema
Bild 1-5 a) Widerlager Achse 10, b) Widerlager Achse 60
Bild 1-6 Bauabschnitte
2 Überbau
Bild 2-1 Eigengewicht
Bild 2-2 Regelanordnung des Lastmodells 1 (angepasster Grundwert) (▶ DIN EN 1991-2 Bild 4.2)
Bild 2-3 LM 1 – Laststellung 1
Bild 2-4 Tandem-System – Laststellung 2
Bild 2-5 Tandem-System – Laststellung 3
Bild 2-6 Tandem-System – Laststellung 4
Bild 2-7 LM 1 – Laststellung 5
Bild 2-8 Lastausbreitung TS-Einzellast
Bild 2-9 Anordnung der Achslast auf der Kappe bei deformierbarer Schutzeinrichtung
Bild 2-10 Anpralllast an Schrammbord und Lastausbreitung
Bild 2-11 Anpralllast an die Schutzeinrichtung
Bild 2-12 Zerlegung des Temperaturprofils in Einzelanteile
Bild 2-13 Häufigkeitsverteilung der Fahrzeugachsen in Brückenquerrichtung
Bild 2-14 Zusätzlicher Erhöhungsfaktor Δφfat
Bild 2-15 Ermüdungslastmodell 3
Bild 2-16 Visualisierung statisches System
Bild 2-17 Rechenmodell
Bild 2-18 Bauabschnitte, Systemwechsel und Lastzustände (hier ohne Vorspannung)
Bild 2-19 Verlauf der Querschnittshöhen über die Brückenlängsrichtung
Bild 2-20 Querschnitt mit Teilquerschnitten und Lage Querschnittskoordinatensystem
Bild 2-21 Definition von l0 zur Bestimmung der mitwirkenden Gurtbreite nach DIN-HB Bb
Bild 2-22 Verlauf der mitwirkenden Breite in Brückenlängsrichtung
Bild 2-23 Qualitativer Verlauf der Eigenspannungen bei unterschiedlichen Bauteildicken
Bild 2-24 Betonspannungen im Endzustand unten, selten, max My , t = ∞, γinf = 0,9
Bild 2-25 Betonspannungen im Endzustand unten, selten, max My , t = 0, γinf = 1,1
Bild 2-26 Betonspannungen im Endzustand oben, selten, min My , t = 0, γsup = 1,1
Bild 2-27 Betonspannungen im Endzustand oben, selten, min
Bild 2-29 Wirkungsbereich der Bewehrung hc,ef mit zunehmender Bauteilhöhe
Bild 2-30 Erforderliche konstruktive Mindestbewehrung im Feldbereich
Bild 2-31 Erforderliche konstruktive Mindestbewehrung im Stützbereich
Bild 2-32 Erforderliche konstruktive Mindestbewehrung im Koppelfugenbereich
Bild 2-33 Spanngliedschema
Bild 2-34 Anker- und Spanngliedlage jeweils in Feldmitte, im Stützbereich und der Koppelfuge
Bild 2-35 Spannkraftverlauf Strang 11/12
Bild 2-36 Spannkraftverlauf Strang 21
Bild 2-37 Spannkraftverlauf Strang 22
Bild 2-38 Spannkraftverlauf Strang 31
Bild 2-39 Spannkraftverlauf Strang 32
Bild 2-40 Spannkraftverlauf Strang 41
Bild 2-41 Spannkraftverlauf Strang 42
Bild 2-42 Spanngliednummerierung WL Achse 10
Bild 2-43 Erläuterung des Aktivierungsfaktors αG
Bild 2-44 Schnittkraftverlauf M [kNm] für g1 aus BA1
Bild 2-45 Schnittkraftverlauf Q [kN] für g1 aus BA1
Bild 2-46 Schnittkraftverlauf M [kNm] für P aus BA1
Bild 2-47 Schnittkraftverlauf Q [kN] für P aus BA1
Bild 2-48 Schnittkraftverlauf N [kN] für P aus BA1
Bild 2-49 Schnittkraftverlauf N [kN] für K + S aus BA1
Bild 2-50 Schnittkraftverlauf M[kNm] für g1 aus BA2
Bild 2-51 Schnittkraftverlauf Q [kN] für g1 aus BA2
Bild 2-52 Schnittkraftverlauf M [kNm] für P aus BA2
Bild 2-53 Schnittkraftverlauf Q [kN] für P aus BA2
Bild 2-54 Schnittkraftverlauf N [kN] für P aus BA2
Bild 2-55 Schnittkraftverlauf M [kNm] für K + S aus BA2
Bild 2-56 Schnittkraftverlauf Q [kN] für K + S aus BA2
Bild 2-57 Schnittkraftverlauf N [kN] für K + S aus BA2
Bild 2-58 Schnittkraftverlauf M [kNm] für g1 aus BA3
Bild 2-59 Schnittkraftverlauf Q [kN] für g1 aus BA3
Bild 2-60 Schnittkraftverlauf M [kNm] für P aus BA3
Bild 2-61 Schnittkraftverlauf Q [kN] für P aus BA3
Bild 2-62 Schnittkraftverlauf N [kN] für P aus BA3
Bild 2-63 Schnittkraftverlauf M [kNm] für K + S aus BA3
Bild 2-64 Schnittkraftverlauf Q [kN] für K + S aus BA3
Bild 2-65 Schnittkraftverlauf N [kN] für K + S aus BA3
Bild 2-66 Schnittkraftverlauf M [kNm] für g1 aus BA4
Bild 2-67 Schnittkraftverlauf Q [kN] für g1 aus BA4
Bild 2-68 Schnittkraftverlauf M [kNm] für P aus BA4
Bild 2-69 Schnittkraftverlauf Q [kN] für P aus BA4
Bild 2-70 Schnittkraftverlauf N [kN] für P aus BA4
Bild 2-71 Schnittkraftverlauf M [kNm] für K + S aus BA4
Bild 2-72 Schnittkraftverlauf Q [kN] für K + S aus BA4
Bild 2-73 Schnittkraftverlauf N [kN] für K + S aus BA4
Bild 2-74 Schnittkraftverlauf M [kNm] für K + S bis Ausbau
Bild 2-75 Schnittkraftverlauf Q [kN] für K + S bis Ausbau
Bild 2-76 Schnittkraftverlauf N [kN] für K + S bis Ausbau
Bild 2-77 Schnittkraftverlauf M [kNm] für K + S bis ∞
Bild 2-78 Schnittkraftverlauf Q [kN] für K + S bis ∞
Bild 2-79 Schnittkraftverlauf N [kN] für K + S bis ∞
Bild 2-80 Schnittkraftverlauf M [kNm] für g1 Einguss
Bild 2-81 Schnittkraftverlauf M [kNm] für P Einguss
Bild 2-82 Schnittkraftverlauf M [kNm] für g2
Bild 2-83 Schnittkraftverlauf Q [kN] für g2
Bild 2-84 Schnittkraftverlauf M [kNm] für UDL
Bild 2-85 Schnittkraftverlauf Q [kN] für UDL
Bild 2-86 Schnittkraftverlauf M [kNm] für TS
Bild 2-87 Schnittkraftverlauf Q [kN] für TS
Bild 2-88 Schnittkraftverlauf M [kNm] für
Bild 2-89 Schnittkraftverlauf Q [kN] für
Bild 2-90 Schnittkraftverlauf M [kNm] für
Bild 2-91 Schnittkraftverlauf Q [kN] für ΔTM
Bild 2-92 Schnittkraftverlauf M [kNm] für ELM
Bild 2-93 Schnittkraftverlauf Q [kN] für ELM
Bild 2-94 Parabel-Rechteck-Diagramm des Betons für die Querschnittsbemessung
Bild 2-95 Spannungs-Dehnungs-Linie für die Bemessung a) Betonstahl (Zug und Druck), b) Spannstahl (Zug)
Bild 2-96 Dehnungsebene im Stützbereich Achse 50
Bild 2-97 Dehnungsebene im Feldbereich Achse 50/60
Bild 2-98 Dehnungsebene in KF 3
Bild 2-100 Querkrafttragkomponenten am untersuchten Nachweisschnitt
Bild 2-101 Modell und Bezeichnungen für den Anschluss zwischen Gurt und Steg
Bild 2-102 Biegemomentenverlauf im ULS aus der Lastkombination für min My in Achse 50
Bild 2-103 Modellbildung Torsion – Ersatzhohlkasten und passiver Kern
Bild 2-104 Überlagerung der Schubspannungen in den Wänden eines Kastenquerschnitts
Bild 2-105 Dehnungsebene im Bereich KF 3 für M freq,max Nachweisstufe 1
Bild 2-106 Dehnungsebene für Mfreq,max , Lage und Gewichtung der Spannstahlstränge in KF 3
Bild 2-107 Allgemeine Form der charakteristischen Ermüdungskurve
Bild 2-108 Qualitative Dehnungsverteilung für Mfreq,max
Bild 2-109 Qualitative Dehnungsverteilung für Mfreq,min
Bild 2-110 Dehnungsebene im Bereich KF 3 für M freq,max Nachweisstufe 2
Bild 2-111 Dehnungsebene für Mfreq,max und Lage der Spannstränge in KF 3
Bild 2-112 Maßgebende Laststellung für die ständige und vorübergehende Beanspruchung im Kragarmanschnitt
Bild 2-113 Laststellung und rechnerische mitwirkende Lastverteilungsbreite
Bild 2-114 Lastausbreitung in der Kappe infolge einer abirrenden Radlast auf der Kappenkante
Bild 2-115 FEM-Analyse Biegemomente aus Tandemachse mq,TS [kNm/m]
Bild 2-116 Spannungs-Dehnungs-Linie des Betonstahls für die Bemessung mit Verfestigung
Bild 2-117 Statisches System und Belastung des Endquerträgers
Bild 2-118 Statisches System und Belastung des Endquerträgers
Bild 2-119 Statisches System und Belastung des Endquerträgers
Bild 2-120 Anordnung und Lage der Spannanker in Achse 60
Bild 2-121 Stabwerkmodell für eine exzentrische Lasteinleitung
Bild 2-122 Definition Ersatzprisma zur Bestimmung der Spaltzugbewehrung [Leonhardt 1986]
Bild 2-123 Größe und Lage der resultierenden Spaltzugkraft [Leonhardt 1986]
Bild 2-124 Lager- und Pressenanordnung unter Endquerträger
Bild 2-125 Betonspannungen im Endzustand unten, selten, max My , t = ∞, γinf = 0,9
Bild 2-126 Betonspannungen im Endzustand oben, selten, min My , t = 0, γsup = 1,1
Bild 2-127 Betonspannungen im Endzustand oben, selten, min
Bild 2-128 Betonspannungen im Endzustand unten, selten, max
Bild 2-129 Extremale Betonspannungen im Bauzustand 1 Ober- und Unterseite, selten
Bild 2-130 Extremale Betonspannungen im Bauzustand 2 Ober- und Unterseite, selten
Bild 2-131 Extremale Betonspannungen im Bauzustand 3 Ober- und Unterseite, selten
Bild 2-132 Extremale Betonspannungen im Bauzustand 4 Ober- und Unterseite, selten
Bild 2-133 Druckspannungen für die quasi-ständige LK im Endzustand an der Oberseite für max My , t = 0 und
Bild 2-134 Druckspannungen für die quasi-ständige LK im Endzustand an der Unterseite für min My , t = 0 un
Bild 2-135 Druckspannungen für die charakteristische LK im Endzustand an der Oberseite für max My , t = 0 und
Bild 2-136 Druckspannungen für die charakteristische LK im Endzustand an der Unterseite für min My , t = 0 und
Bild 2-137 Dehnungsebene im Feldbereich 1 bei x = 17,6 m von Achse 10 entfernt
Bild 2-138 Druckspannungen für die seltene LK in den Bauzuständen 1 bis 4 (hier angehängtes Lehrgerüst mit Frischbetonlasten, Betonalter 14 Tage) an der Unterseite für min My , t = 14 Tage, γsup = 1,1
Bild 2-139 Druckspannungen für die quasi-ständige LK in den Bauzuständen 1 bis 4 (hier angehängtes Lehrgerüst mit Frischbetonlasten, Betonalter 14 Tage) an der Unterseite für min My , t = 14 Tage, γsup = 1,1
Bild 2-140 Geometrie und Dehnungsebene unter der quasi-ständigen Kombination
Bild 2-141 Spannungs-Dehnungs-Linie zur Spannungsberechnung im SLS
Bild 2-142 Geometrie und Dehnungsebene unter der charakteristischen Kombination
Bild 2-143 Spannstahlspannungen im Endzustand für die quasi-ständige LK für min My , t = ∞, γ = 1,0
Bild 2-144 Spannstahlspannungen im Endzustand für die quasi-ständige LK für max My , t = ∞, γ = 1,0
Bild 2-145 Spannungen auf der Trägerunterseite im Endzustand für die quasi-ständige LK für max My ,
Bild 2-146 Spannungen auf der Trägeroberseite im Endzustand für die quasi-ständige LK für min My ,
Bild 2-147 Spannungen auf der Trägeroberseite im Endzustand für die quasi-ständige LK für min M y,
Bild 2-148 Spannungen auf der Trägerunterseite im Endzustand für die quasi-ständige LK für max M y,
Bild 2-149 Spannungen auf der Trägerunterseite für die Bauzustände 1 bis 4 für die quasi-ständige LK für
Bild 2-150 Spannungen auf der Trägeroberseite für die Bauzustände 1 bis 4 für die quasi-ständige LK für min
Bild 2-151 Spannungen auf der Trägerunterseite im Endzustand für die häufige LK für max My , t = ∞, γ = 0,90
Bild 2-152 Spannungen auf der Trägerunterseite im Endzustand für die häufige LK für max My , t = 0, γ = 1,1
Bild 2-153 Spannungen auf der Trägeroberseite im Endzustand für die häufige LK für min My , t = 0, γ = 1,1
Bild 2-154 Spannungen auf der Trägeroberseite im Endzustand für die häufige LK für min My , t = ∞, γ = 0,9
Bild 2-155 Spannungen auf der Trägeroberseite im Bauzustand für die häufige LK für min My , t = ∞, γ = 0,9
Bild 2-156 Verformung BA1 aus g1 , P, K + S + R
Bild 2-157 Verformung BA2 aus g1 , P, K + S + R
Bild 2-158 Verformung BA3 aus g1 , P, K + S + R
Bild 2-159 Verformung BA4 aus g1 , P, K + S + R
Bild 2-160 Verformung g2 sowie K + S + R in zwei Stufen bis t = ∞
Bild 2-161 Summenkurve der Verformungen aus ständigen Lasten vor Aufbringen der Ausbaulasten
Bild 2-162 Verformung aus ständigen Lasten für t = ∞ jedoch ohne g2 und Verkehrslastanteil
Bild 2-163 Vorgehensweise zur Ermittlung der realen Verformungen
Bild 2-164 Max/Min-Verformung aus charakteristischem LM 1 UDL
Bild 2-165 Max/Min-Verformung aus charakteristischem LM 1 TS
Bild 2-166 Maßgebende Laststellung für die ständige und vorübergehende Beanspruchung im Kragarmanschnitt
Bild 2-167 Laststellung und rechnerische mitwirkende Lastverteilungsbreite
Bild 2-168 Höhenlinien der Biegemomente aus der FEM-Analyse für die Tandemachse
3 Lager und Fahrbahnübergangskonstruktion
Bild 3-1 Lagerungsschema und Achskonventionen
Bild 3-2 Statisches System zur Bestimmung der Lage des Verformungsruhepunktes und der Verschiebungen
4 Pfeiler
Bild 4-1 Abmessungen des Pfeilers und der Pfahlkopfplatte
Bild 4-2 Pfahlnummerierung für die Bemessung
Bild 4-3 Modellierung des Pfeilers
Bild 4-4 Bestimmung der Abschirmfaktoren gemäß EA-Pfähle (▶ 8.2.3, Bild 8.12 und 8.13)
Bild 4-5 Abschirmfaktoren für Einwirkung in Brückenlängsrichtung
Bild 4-6 Abschirmfaktoren für Einwirkung in Brückenquerrichtung
Bild 4-7 Bodenkenngrößen und Bodenschichten (Einheit für ks in MN/m3 )
Bild 4-8 Idealisierung der Bettung zur Bestimmung der charakteristischen Länge
Bild 4-9 Windbelastung auf den Pfeiler
Bild 4-10 Beispiel zur Bestimmung der Endkriechzahl mit t0 = 21 Tage
Bild 4-11 Widerstands-Setzungs-Linie
Bild 4-12 Gegenüberstellung charakteristische Bettungsreaktion und passiver Erddruckverlauf
Bild 4-13 Ergebnisse der Pfahlbiegebemessung aus der EDV-Berechnung [cm2 ]
Bild 4-14 Bemessungsnomogramm für den symmetrisch bewehrten Vollkreisquerschnitt [Schmitz 2004]
Bild 4-15 Ergebnisse der Querkraft-bemessung aus der EDV-Berechnung [cm2 /m]
Bild 4-16 Lage der Druckresultierenden und Schwerpunkt der Zugbewehrung im Kreisquerschnitt
Bild 4-17 Dehnungsebene im maßgebenden Bohrpfahl (Eckpfahl)
Bild 4-18 Dehnungsebene im Pfeilerfuß
Bild 4-19 Geometrie des Stabwerkmodells für den Fall maximale Belastung auf Eckpfahl
Bild 4-20 Druck-Zug-Knoten mit Bewehrung in einer Richtung
Bild 4-21 Geometrische Größen und effektive Breiten zur Bestimmung der Querzugkräfte in Druckfeldern a) begrenzte Ausbreitung der Druckspannungen, b) unbegrenzte Ausbreitung der Druckspannungen
Bild 4-22 Äquivalente Ersatzfläche der Betondruckzone des Pfahls
Bild 4-23 Dehnungsebene im maßgebenden Bohrpfahl (Mittelpfahl)
Bild 4-24 Geometrie des Stabwerkmodells für den Fall maximale Belastung auf Mittelpfahl
Bild 4-25 Beispiele für Knickfiguren und deren Knicklängen verschiedener Einzelstützen nach DIN EN 1992-1-1
Bild 4-26 Interaktionsdiagramm für den symmetrisch bewehrten Rechteckquerschnitt (bis C50/60; d1 /h = 0,05; BSt 500; γs = 1,15) [Schmitz 2004]
Bild 4-27 Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen
Bild 4-28 Spannungs-Dehnungs-Linie C30/37 für nichtlineare Berechnungen
Bild 4-29 Spannungs-Dehnungs-Linie des Betons für nichtlineare Berechnungen mit Berücksichtigung des Kriechens
Bild 4-30 Spannungs-Dehnungs-Linie des Betonstahls für nichtlineare Berechnungen
Bild 4-31 Modifizierte σ-ε-Linien des Betonstahls für verschiedene Bewehrungsgrade
Bild 4-32 Längsbewehrung über die Pfeilerhöhe – Bewehrungsgrad für lange Seite
Bild 4-33 Wirkungsbereich der Bewehrung bei zunehmender Bauteildicke – Linie 1: zentrischer Zug, Linie 2: Biegung
Bild 4-34 a) Last-Verformungs-Pfad mit TSE und Kriechen, b) Auswirkungen des Tension-Stiffenings und des Kriechens auf die Verformungen für Lastfall „Q mit wx min NEd “, γR = 1,16
Bild 4-35 Abmessungen Pfeiler Achse 50
5 Widerlager
Bild 5-1 Widerlagergeometrie Achse 10
Bild 5-2 Widerlagergeometrie Achse 60
Bild 5-3 Visualisierung des statischen Systems, Achse 10 links, Achse 60 rechts
Bild 5-4 Rechenmodell: FE-Diskretisierung ohne Volumendarstellung der Elemente
Bild 5-5 Definition der lokalen Achsen sowie Lage Ober-/Unterseiten – Widerlager Achse 10
Bild 5-6 Definition der lokalen Achsen sowie Lage Ober-/Unterseiten – Widerlager Achse 60
Bild 5-7 Bodenkenngrößen und Verteilung der Bettung
Bild 5-8 Abschirmfaktoren für Einwirkung in Brückenlängsrichtung
Bild 5-9 Horizontale Pfahlbettung
Bild 5-10 Widerstands-Setzungs-Linie
Bild 5-11 Steifigkeit der Pfahlfußfeder [kN/m]
Bild 5-12 Bettungsmodul für das Fundament in Achse 60
Bild 5-13 Eigengewicht
Bild 5-14 Erdruhedruck
Bild 5-15 Ansatz des Verdichtungserddrucks
Bild 5-16 Erddruckbeiwert Kpgh für gekrümmte Gleitflächen aus DIN 4085:2011-5, Bild B.7
Bild 5-17 Verdichtungserddruck
Bild 5-18 Ausbaulasten
Bild 5-19 Auflagekräfte infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation
Bild 5-20 Laststellungen der TS-Ersatzlasten auf der Hinterfüllung
Bild 5-21 Verkehr auf Hinterfüllung – TS 1. Laststellung
Bild 5-22 Verkehr auf Hinterfüllung – TS auf Flügelende rechts LF 24
Bild 5-23 Laststellungen der UDL-Lasten auf der Hinterfüllung
Bild 5-24 Verkehr auf Hinterfüllung – UDL Fahrspur 1 rechts LF 26
Bild 5-25 Lasten für Kammerwände
Bild 5-26 Anpralllast an Schrammbord und Lastausbreitung
Bild 5-27 Anpralllast an die Schutzeinrichtung
Bild 5-28 min/max My,Ed der Bohrpfähle im ULS [kNm]
Bild 5-29 min/max Vz,Ed der Bohrpfähle im ULS [kN]
Bild 5-30 max mxx,Ed der Widerlagerwand im ULS [kNm/m]
Bild 5-31 max myy,Ed der Widerlagerwand im ULS [kNm/m]
Bild 5-32 max mxx,Ed der Kammerwand im ULS [kNm/m]
Bild 5-33 max myy,Ed der Kammerwand im ULS [kNm/m]
Bild 5-34 max mxx,Ed der Bodenplatte im ULS [kNm/m]
Bild 5-35 min mxx,Ed der Bodenplatte im ULS [kNm/m]
Bild 5-36 max myy,Ed der Bodenplatte im ULS [kNm/m]
Bild 5-37 min myy,Ed der Bodenplatte im ULS [kNm/m]
Bild 5-38 max mxx,Ed der Flügelwand im ULS [kNm/m]
Bild 5-39 max myy,Ed der Flügelwand im ULS [kNm/m]
Bild 5-40 max mxx,Ad der Flügelwand außergewöhnliche Beanspruchung [kNm/m]
Bild 5-41 max myy,Ad der Flügelwand außergewöhnliche Beanspruchung [kNm/m]
Bild 5-42 min/max My,Ed der Bohrpfähle im SLS – häufig [kNm]
Bild 5-43 min/max Mz,Ed der Bohrpfähle im SLS – häufig [kNm]
Bild 5-44 max mxx,Ed der Widerlagerwand im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-45 max myy,Ed der Widerlagerwand im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-46 max mxx,Ed der Kammerwand im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-47 max myy,Ed der Kammerwand im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-48 max mxx,Ed der Bodenplatte im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-49 max myy,Ed der Bodenplatte im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-50 max mxx,Ed der Flügelwand im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-51 max myy,Ed der Flügelwand im SLS – häufig [kNm/m]
Bild 5-52 Maximale und minimale Bettungsreaktion im ULS in lokal y [kN/m]
Bild 5-53 Maximale und minimale Bettungsreaktion im ULS in lokal z [kN/m]
Bild 5-54 Maximale und minimale charakteristische Bettungsreaktion in lokal z [kN/m]
Bild 5-55 Charakteristische Pfahlverschiebungen in lokal z [mm]
Bild 5-56 Ergebnisse Pfahllängsbewehrung [cm2 ]
Bild 5-57 Ergebnisse Pfahlschubbewehrung [cm2 /m]
Bild 5-58 Vorgegebene Eingangsparameter Bewehrung – Schwerpunktabstand der Bewehrung vom Bauteilrand [mm]. a) obere bzw. luftseitige Hauptbewehrung, b) obere bzw. luftseitige Querbewehrung (2. Lage), c) untere bzw. erdseitige Hauptbewehrung, d) untere bzw. erdseitige Querbewehrung (2. Lage)
Bild 5-59 Biegebewehrung Fundament Hauptbewehrung 1. Lage oben [cm2 /m]
Bild 5-60 Biegebewehrung Fundament Querbewehrung 2. Lage oben [cm2 /m]
Bild 5-61 Biegebewehrung Fundament Hauptbewehrung 1. Lage unten [cm2 /m]
Bild 5-62 Biegebewehrung Fundament Querbewehrung 2. Lage unten [cm2 /m]
Bild 5-63 Biegebewehrung Widerlagerwand Hauptbewehrung 1. Lage luftseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-64 Biegebewehrung Widerlagerwand Querbewehrung 2. Lage luftseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-65 Biegebewehrung Widerlagerwand Hauptbewehrung 1. Lage erdseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-66 Biegebewehrung Widerlagerwand Querbewehrung 2. Lage unten – erdseitig vertikal [cm2 /m]
Bild 5-67 Biegebewehrung Kammerwand Hauptbewehrung 1. Lage luftseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-68 Biegebewehrung Kammerwand Querbewehrung 2. Lage luftseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-69 Biegebewehrung Kammerwand Hauptbewehrung 1. Lage erdseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-70 Biegebewehrung Kammerwand Querbewehrung 2. Lage erdseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-71 Biegebewehrung Flügelwand Hauptbewehrung 1. Lage luftseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-72 Biegebewehrung Flügelwand Querbewehrung 2. Lage luftseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-73 Biegebewehrung Flügelwand Hauptbewehrung 1. Lage erdseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-74 Biegebewehrung Flügelwand Querbewehrung 2. Lage erdseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-75 Schubbewehrung Fundament [cm2 /m2 ]
Bild 5-76 Schubbewehrung Widerlagerwand [cm2 /m2 ]
Bild 5-77 Schubbewehrung Kammerwand [cm2 /m2 ]
Bild 5-78 Schubbewehrung Flügelwand [cm2 /m2 ]
Bild 5-79 max VEd /VRd,max Fundament
Bild 5-80 max VEd /VRd,max Widerlagerwand
Bild 5-81 max VEd /VRd,max Kammerwand
Bild 5-82 max VEd /VRd,max Flügelwand
Bild 5-83 Ausnutzungsgrade der Rissweiten wk,cal /0,2 mm
Bild 5-84 Stahlspannung in der Längsbewehrung [MN/m2 ]
Bild 5-85 In der EDV-Bemessung verwendete Stoffgesetze für den Beton
Bild 5-86 Betonstahlspannung unter der charakteristischen Lastkombination [MN/m2 ]
Bild 5-87 Betondruckspannungen unter der charakteristischen Lastkombination [MN/m2 ]
Bild 5-88 Betonspannung unter der charakteristischen Lastkombination mit Erhöhung der Längsbewehrung im oberen Pfahlbereich [MN/m2 ]
Bild 5-89 Betonspannung unter der quasi-ständigen Lastkombination [MN/m2 ]
Bild 5-90 Betonspannung unter der quasi-ständigen Lastkombination mit Erhöhung der Längsbewehrung im oberen Pfahlbereich [MN/m2 ]
Bild 5-91 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Fundament Hauptbewehrung 1. Lage oben [cm2 /m]
Bild 5-92 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Fundament Querbewehrung 2. Lage oben [cm2 /m]
Bild 5-93 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Fundament Hauptbewehrung 1. Lage unten [cm2 /m]
Bild 5-94 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Fundament Querbewehrung 2. Lage unten [cm2 /m]
Bild 5-95 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Widerlagerwand Hauptbewehrung 1. Lage luftseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-96 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Widerlagerwand Querbewehrung 2. Lage luftseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-97 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Widerlagerwand Hauptbewehrung 1. Lage erdseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-98 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Widerlagerwand Querbewehrung 2. Lage unten – erdseitig vertikal [cm2 /m]
Bild 5-99 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Kammerwand Hauptbewehrung 1. Lage luftseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-100 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Kammerwand Querbewehrung 2. Lage luftseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-101 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Kammerwand Hauptbewehrung 1. Lage erdseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-102 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Kammerwand Querbewehrung 2. Lage erdseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-103 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Flügelwand Hauptbewehrung 1. Lage luftseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-104 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Flügelwand Querbewehrung 2. Lage luftseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-105 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Flügelwand Hauptbewehrung 1. Lage erdseitig – horizontal [cm2 /m]
Bild 5-106 Bewehrung zur Beschränkung der Rissbreite aus Last – Flügelwand Querbewehrung 2. Lage erdseitig – vertikal [cm2 /m]
Bild 5-107 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Fundament oben [MN/m2 ]
Bild 5-108 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Fundament unten [MN/m2 ]
Bild 5-109 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Fundament oben [MN/m2 ]
Bild 5-110 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Fundament unten [MN/m2 ]
Bild 5-111 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Widerlagerwand luftseitig [MN/m2 ]
Bild 5-112 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Widerlagerwand erdseitig [MN/m2 ]
Bild 5-113 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Widerlagerwand luftseitig [MN/m2 ]
Bild 5-114 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Widerlagerwand erdseitig [MN/m2 ]
Bild 5-115 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Kammerwand luftseitig [MN/m2 ]
Bild 5-116 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Kammerwand erdseitig [MN/m2 ]
Bild 5-117 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Kammerwand luftseitig [MN/m2 ]
Bild 5-118 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Kammerwand erdseitig [MN/m2 ]
Bild 5-119 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Flügelwand luftseitig [MN/m2 ]
Bild 5-120 Bewehrungsspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Flügelwand erdseitig [MN/m2 ]
Bild 5-121 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Flügelwand luftseitig [MN/m2 ]
Bild 5-122 Betondruckspannung unter der charakteristischen Lastkombination – Flügelwand erdseitig [MN/m2 ]
Bild 5-123 Mindestbewehrung bei schwindbehinderten Bauteilen ( DIN-HB Bb, Bild NA.9.110.1DE)
6 Bewehrungsskizzen
Bild 6-1 BBewehrungsskizze Überbau Feld Achse 50/60, x = 165,2 m
Bild 6-2 Bewehrungsskizze Überbau Stütze Achse 50
Bild 6-3 Bewehrungsskizze Pfeiler Achse 30 – Verteilung der Längs- und Querbewehrung
Bild 6-4 Bewehrungsskizze Pfeiler Achse 30 – Schnitt Pfeilerfuß
Bild 6-5 Bewehrungsskizze Pfeiler Achse 30 – Schnitt Pfeilerkopf
Bild 6-6 Bewehrungsskizze Pfahlkopfplatte Achse 30
Bild 6-7 Bewehrungsskizze Ortbetonpfähle Achse 30
Bild 6-8 Bewehrungsskizze Widerlager Achse 10 – Ansicht Widerlager- und Kammerwand
Bild 6-9 Bewehrungsskizze Widerlager Achse 10 – Ansicht Flügelwand
Guide
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Berechnung und Bemessung von Betonbrücken Professor Dr.-Ing. habil. Nguyen Viet Tue Dr. techn. Dipl.-Ing. Michael Reichel Dipl.-Ing. Michael Fischer
König und Heunisch Planungsgesellschaft mbH Sebastian-Bach-Straße 4-6 04109 Leipzig
Titelbild: Straßenbrücke über die Pleiße und die Gleise der DB AG im Zuge der Nord-Ost-Anbindung Böhlen-Lippendorf Foto: König und Heunisch Planungsgesellschaft mbH Leipzig
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.
© 2015 Wilhelm Ernst & Sohn, Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Rotherstraße 21, 10245 Berlin, Germany
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Umschlaggestaltung: Sonja Frank, Berlin Herstellung: pp030 – Produktionsbüro Heike Praetor, Berlin Satz: Beltz Bad Langensalza GmbH, Bad Langensalza Druck und Bindung: Strauss GmbH, Mörlenbach
Print ISBN: 978-3-433-01866-8ePDF ISBN: 978-3-433-60311-6ePub ISBN: 978-3-433-60310-9eMobi ISBN: 978-3-433-60309-3oBook ISBN: 978-3-433-60308-6
Das vorliegende Buch entstand im Zuge unserer Tätigkeit als Tragwerksplaner bei der Planung von Brückenbauwerken im Ingenieurbüro König und Heunisch. In dieser Funktion müssen wir u. a. Regeln und Bemessungsmodelle in geltenden Normen und Richtlinien beachten und uns mit diesen kritisch auseinandersetzen, um prüffähige statische Berechnungen zu erstellen. Der zunehmende Umfang an Normen und Richtlinien stellt den Ingenieur immer wieder vor die Fragen „Wo finde ich was?“ und „Wie wende ich die einzelnen Regeln richtig an?“, was unter Berücksichtigung der zeitlichen Vorgabe im Zuge einer wirtschaftlichen Ausführungsplanung oftmals eine große Herausforderung darstellt. Einerseits ist die Einhaltung normativer Prinzipien die Garantie für den angestrebten einheitlichen Zuverlässigkeits- und Qualitätslevel unserer Bauwerke. Andererseits ist aber auch das kritische Hinterfragen der Fülle von Regeln und Begrenzungen für die Weiterentwicklung der Normen unerlässlich.
Aus diesem Grund wurde von uns eine gewöhnliche mehrfeldrige Spannbetonbrücke als Musterbeispiel entsprechend einer Ausführungsplanung von A bis Z durchgängig betrachtet. Angefangen von der Modellierung der einzelnen Bauphasen, über die Ermittlung der Schnittgrößen bis hin zu den Nachweisen der beiden Grenzzustände SLS und ULS für alle tragenden Bauteile einschließlich der Unterbauten sowohl für den Bau- als auch für den Endzustand. Hiermit wurden alle Arbeitsschritte im kausalen Zusammenhang für ein Brückenbauwerk dargestellt. Die Geometrie des Über- und Unterbaus wurde so gewählt, dass unterschiedliche Nachweismöglichkeiten gemäß den derzeit gültigen Normen für Betonbrücken aufgezeigt und somit Unterschiede verdeutlicht und Anregungen für Übertragungen auf andere Bauwerke gegeben werden können. Wo es aus unserer Sicht notwendig bzw. sinnvoll war, wurden Hintergründe zu einzelnen normativen Regeln und Bemessungsmodellen zusammenfassend beschrieben bzw. Erläuterungen gegeben. Hierbei wurde vor allem den Regeln und Empfehlungen der Nationalen Anhänge des Eurocode 2 für Deutschland Aufmerksamkeit geschenkt. Sinngemäß können die Hintergründe und Erläuterungen auf die Regelungen anderer Länder übertragen werden. Somit beinhaltet die vorliegende Publikation mehr als nur eine prüffähige statische Berechnung einer Spannbetonbrücke.
Dementsprechend richtet sich dieses Buch vor allem an die in der Praxis tätigen mit der Bemessung von Betonbrücken befassten Bauingenieure. Auch den erfahrenen Tragwerksplanern möge es ein gutes Hilfsmittel sein. Darüber hinaus soll es Studierenden des konstruktiven Ingenieurbaus als wertvoller Leitfaden für das Abfassen von Studienarbeiten dienen sowie eine Anregung sein, nicht nur blind dem Formelwerk der Norm zu folgen, sondern sich auch mit den Hintergründen und mechanischen Grundlagen auseinanderzusetzen, damit sie später der verantwortungsvollen Aufgabe eines Tragwerksplaners gewachsen sind.
Bei der Zusammenstellung des vorliegenden Buches erhielten wir tatkräftige Unterstützung von zahlreichen Mitarbeitern. Stellvertretend seien an dieser Stelle Herr Karl Kretschmar und Frau Cindy Dönnecke vom Ingenieurbüro König und Heunisch Planungsgesellschaft Leipzig, Frau Regina della Pietra und Herr Nguyen Duc Tung vom Institut für Betonbau der Technischen Universität Graz genannt. Ohne ihre Hilfe wäre das Buch in dieser Form nicht möglich geworden. Zuletzt gilt unser Dank dem Verlag Ernst & Sohn, Berlin, für die ausgezeichnete und vor allem verständnisvolle Zusammenarbeit.
Leipzig, Februar 2015
Nguyen Viet Tue, Michael Reichel und Michael Fischer
1 Beschreibung des Gesamtbauwerks 1.1 Allgemeines Bei dem vorliegenden Bauwerk handelt es sich um eine 5-feldrige Spannbetonbrücke mit Stützweiten 32 m, 38 m, 38 m, 38 m, 32 m. Im Grundriss ist die Brücke in einer Geraden (R = ∞) trassiert. Der Kreuzungswinkel zu den Unterbauten beträgt 100 gon. Das Bauwerk wird mit einem Längsgefälle von 2 % errichtet.
Bild 1-1 Längsschnitt Bauwerk
Die Fahrbahnbreite beträgt 8,0 m zwischen den Schrammborden. Beidseitig werden Kappen mit einer Breite von jeweils 2,05 m nach RiZ-ING „Kap 1 – Blatt 1“ [BMVBW 2013 RIZ] angeordnet. Die Breite zwischen den Geländern beträgt 11,60 m. Der 8 cm starke bituminöse Fahrbahnbelag weist ein Quergefälle von 2,5 % auf.
Tabelle 1-1 Bauwerksdaten
Gesamtlänge Lges = 178 m Stützweiten 32 m; 3 × 38 m; 32 m Gesamtbreite 12,10 m Querschnittsbreite oben 11,40 m Bauhöhe Feldbereich: 2,79 m; Stützbereich: 3,77 m Konstruktionshöhe Feldbereich: 1,20 m; Stützbereich: 2,20 m maximale Höhe über Gelände 34 m Entwurfsradius R = ∞ Kreuzungswinkel 100 gon Verkehrskategorie / Nobs 2/0,5 · 106 Bemessungslebensdauer 100 Jahre Verkehrsart / Beiwert große Entfernung / 1,0 Militärlastklasse MLC 50-50/100 Anforderungsklasse Überbau längs / quer Unterbauten C / D D
1.2 Überbau Der Überbau wird als einstegiger Plattenbalken ausgeführt. Die Steghöhe beträgt in den Feld-bereichen 1,20 m. Zu den Innenstützen hin wird der Steg auf eine Höhe von 2,20 mmit einem kreisbogenförmigen Verlauf angevoutet. Die Breite der Stegunterkante variiert von 4,63 m im Feld bis 3,30 m an den Innenstützen. Die Kragarmbreite beträgt an beiden Seiten 2,95 m. Die Dicke des Kragarms beträgt außen 25 cm und am Anschnitt 55 cm (siehe Bilder 1-2 und 1-3).
Der Überbau wird in Längsrichtung vorgespannt und in Querrichtung mit Betonstahl bewehrt ausgeführt.
Bild 1-2 Regelquerschnitt Feldbereich
Bild 1-3 Regelquerschnitt Stützbereich
1.3 Lagerung Die Lagerung des Überbaus erfolgt auf Elastomerlagern, wobei das Lager in Achse 20 / Lagerreihe 1 allseits fest ausgeführt wird. Alle weiteren Lager der Lagerreihe 1 werden zur Aufnahme der Windlasten querfest ausgebildet. Der Abstand der Lagerreihen beträgt an den Widerlagern 4,50 m und an den Pfeilerachsen 2,50 m (Bild 1-4).
Bild 1-4 Lagerungsschema
1.4 Widerlager Die Widerlager sind als Kastenwiderlager mit gegründeten Flügelwänden ausgebildet. Aufgrund einer Höhe von mehr als 4 m weisen die Flügel eine auskragende Verlängerung auf. In Achse 60 besitzt das Widerlager einen Wartungsgang (Bild 1-5b).
Bild 1-5 a) Widerlager Achse 10, b) Widerlager Achse 60
1.5 Gründung Die Pfeiler der Achsen 20 bis 40 und das Widerlager in Achse 10 sind mit Großbohrpfählen d = 1,20 m tief gegründet. Sowohl der Pfeiler in Achse 50 als auch das Widerlager in Achse 60 weisen eine Flachgründung auf.
1.6 Herstellung und Bauverfahren Die Herstellung des Überbaus erfolgt auf einem Traggerüst in 4 Abschnitten (Bild 1-6). Das Traggerüst ist teilweise bodengestützt. In den Bauabschnitten 2 bis 4 wird das Traggerüst zum Teil an den vorhergehenden Bauabschnitt angehängt.
Bild 1-6 Bauabschnitte