• Massivbrücken (Stahlbeton oder Spannbetonbrücken)

• Stahlbrücken

• Verbundbrücken

• Holzbrücken

Balkenbrücke

• einfeldrig:

  • in massiver Bauweise: ab ca. L = 12 (15) m häufig vorgespannt

• mehrfeldrig:

  • (Stützeweite kann durch ausgeprägte Vouten vergrößert werden)

  • in massiver Bauweise:

    • ab ca. L = 15 m vorgespannt, offene Querschnitte bis ca. L = 50 m, darüber Hohlästen

• Überbau frei drehbar auf Unterbau gelagert

• Verhältnis der Stützweiten vom Mittelfeld zu den Endfeldern beachten (siehe andere Karteikarte)

• Vorteile:

  • Längenänderungen des Überbaus aus Vorspannung und Temperatur sowie Durchbiegungen infolge Belastung sind zwängungsfrei möglich. (Unterschied Einfeldträger (stat. best.) und Mehrfeldträger (stat. unbest.) beachten)

  • Balkenbrücken mit konstanter Konstruktionshöhe werden als parallelgurtig bezeich net und stellen im Hinblick auf die Herstellung die wirtschaftlichste Bauart dar.

• Nachteile:

  • geringe Stützweiten verglichen mit anderen Haupttragsystemen

Rahmenbrücke

• für kleine Stützweiten auch als geschlossene Rahmen, für größere Brückenlänge auch als Schrägstielbauwerke

• biegesteife Verbindung zwischen Riegel und Stiel

• Rahmenbrücken sind eine Sonderform der integralen Bauwerke (Integrale Bauwerke: Überbau u. Widerlager/Stützen direkt verbunden, keine Lager. Semi-integrale Bauwerke: mehrfeldriger Überbau, der mit den Innenstützen biegesteif verbunden und auf den Widerlagern gelenkig gelagert ist.)

• Vorteile:

  • Durch Einspannung geringere Biegmomente im Feld => geringere Bauhöhe

  • keine Lager => verringerte Wartungskosten während der Nutzungsphase

  • Schrägstielbrücken: Stiele werden geneigt ausgeführt => Sprengwerkswirkung verstärkt sich => höhere Drucknormalkräfte, die im Riegel und in den Stielen günstig zum Überdrücken der Biegeanteile wirken

  • Analogie Sprengwerk:

    
    

• Nachteile:

  • Zwar geringere Biegemomente im Feld, dafür aber hohe Horizontalkräfte an den Stützenfußpunkten => Gründung muss das auch können

  • hohe Zwangsbeanspruchungen infolge Temperatur, weil sich Bauwerk nicht frei in Längsrichtung verformen kann

    • => hoher Aufwand für die Gründung, welche die Unverschieblichkeit der Auflagerpunkte garantieren muss

    • => ungeeignet bei schlechtem Baugrund

    • => Begrenzung der Riegellänge, weil Zwangskräfte mit zumehmender Stützweite steigen

Fachwerkbrücke

• in Massivbauweise nicht sinnvoll

• Vorteile:

  • eigenen sich besonders für Stahlbrücken

  • System mit untenliegender Fahrbahn besonders geeignet bei geringer Bauhöhe

• Nachteile:

  • aufwändige Herstellung und Unterhaltung durch aufwändigen Korrosionsschutz

  • nicht geeignet bei kleinen Radien

Bogenbrücke

• üblicherweise aus Stahlbeton

• Variante: Gewölbereihe

• Vorteile:

  • zur Überbrückung einer einzigen Spannweite (z. B. Tal mit tiefem Einschnitt)

  • aus der Haupttragwirkung (Sprengwerkswirkung?) resultieren im Bogen hauptsächlich Druckkräfte, Biegemomente im Bogen haben untergeordnete Bedeutung

• Nachteile

  • nicht geeignet bei kleinen Radien

  • man braucht guten Baugrund, da viel Druck aus dem Bogen in den Baugrund kommt

    • und laut Skript: Der Bogen erzeugt einen großen Bogenschub an den Lagerpunkten (Lagerungspunkte Bogen = “Kämpferpunkt”). Guter Baugrund zur Aufnahme des Bogenschubs erforderlich.

      
      

Stabbogenbrücke

• Im Unterschied zur Bogenbrücke wirkt die Fahrbahnplatte bei der Stabbogenbrücke nicht nur als Gewicht, sondern als Zugband zwischen den beiden Kämpfern.

• üblicherweise in Stahlbauweise

• in Massivbauweise nicht sinnvoll

• Vorteile:

  • gut geeignet bei geringer Bauhöhe

  • Variante Netwerkbogenbrücke:

    • (Stützweite kann vergrößert werden)

    • Die Hänger bilden ein Hängernetz, das wie die Diagonalen eines Fachwerks eine schubsteife Verbindung von Bogen und Ver steifungsträger erzeugt. Dadurch werden die Biegemomente und damit die Kon struktionshöhe sowohl des Bogens als auch des Versteifungsträgers deutlich redu ziert.

• Nachteile:

  • nicht geeignet bei kleinen Radien

Schrägseilbrücke

• Vorteile:

  • große Spannweiten realisierbar / Einsatz für größere Stützweiten, für die andere Systeme technisch begrenzt sind

  • Bauwerk im Freivorbau (d. h. ohne Hilfsstützen) herstellbar. Die einzelnen Abschnitte werden mit dem gleichzeitigen Einbau weiterer Schrägseile vorgebaut.

  • Bei Schrägseilbrücken wird die Fahrbahn mit schrägen, geneigten Seilen an einem Pylon aufgehängt. Die in den Pylon eingeleiteten Zugkräfte werden rückwärtig durch Schrägseile zum Randfeld aufgenommen. Die Verankerung der Zugkräfte erfolgt so, dass die Horizontalkräfte aus den Seilen als Druckkräfte vom Versteifungsträger aufgenommen und ausgeglichen werden. Damit entsteht ein für Horizontalkräfte innerlich geschlossenes, d.h. selbst verankertes System.

• Nachteile:

  • kaum als Eisenbahnbrücke wegen des verformungsweichen Tragsystems

  • nicht geeignet bei kleinen Radien

Hängebrücke

• in Massivbauweise nicht sinnvoll

• üblicherweise im Stahlbau

• Vorteile

  • Einsatz für größere Stützweiten, für die andere Systeme technisch begrenzt sind

• Nachteile:

  • kaum als Eisenbahnbrücke wegen des verformungsweichen Tragsystems

  • nicht geeignet bei kleinen Radien

  • Bei erdverankerten Hängebrücken wird die Zugkraft aus dem Tragseil in Ankerblöcken, die aus Schwergewichtswiderlagern oder Zugpfählen bestehen, verankert. Sie hat den Vorteil, dass zunächst die Tragseile und Pylone aufgebaut werden können und dann der Versteifungsträger abschnittsweise ohne Gerüst eingehängt werden kann.

  • Tragseile (also nicht die vertikalen Seile (nicht sicher)) können praktisch nicht ausgetauscht werden => hohe Anforderungen an Korrosionsschutz und Dauerhaftigkeit der Verankerung der Tragseile am Ende der Brücke

  • Versteifungsträger (horizontale Platte / Fahrbahnträger, der an den Seilen hängt?) sehr schlank => dynamische Probleme (Flatterschwingungen)

• Einhaltung der vorgegebenen Trassierung

• Bereitstellung der erforderlichen Querschnittsbreite: Die Querschnittsbreite ist von der Nutzung abhängig, bei Straßenbrücken von der Anzahl der Fahrspuren, bei Eisenbahnbrücken von der Anzahl der überführten Gleise und bei Fußgänger- und Radwegbrücken von der Nut zung.

• Gewährleistung der Robustheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit

• Herstellbarkeit

• wirtschaftlicher Abtrag der Verkehrslasten

• Erläuterungsbericht

• Übersichtskarte zur Baumaßnahme

• Kostenberechnung

• Baugrundgutachten mit geotechnischen Untersuchungen

• Entwurfszeichnungen

• Entwurfsstatik

• Die Stützenstellung beeinflusst den Momentenverlauf und damit die Beanspru chungsgrößen.

• Randfelder sollten aus statischen sowie aus gestalterischen Grün den eine etwas kleinere Stützweite als die Innenfelder aufweisen.

• Bei einem Stützweitenverhältnis von 1 : 1,35 : 1 sind die Feld- und Stützmomente bei Gleichlast nahezu gleich groß.

• Wird das Verhältnis von Rand- zu Innenfeld kleiner als 1 : 2, können aus Gleichlast abhebende Kräfte am Endauflager entstehen. Das ist möglichst zu vermeiden.

• RE-ING (Entwurf):

  • Richtlinie für den Entwurf, die konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauten

• RAB-ING (Entwurf):

  • Richtlinie für das Aufstellen von Bauwerksentwürfen für Ingenieurbauten

  • Ziel: einheitliche Bauwerksentwürfe

• ZTV-ING (Baudurchführung):

  • Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten

  • Sind Vertragsgrundlage

• RiZ-ING:

  • Richtzeichnungen für Ingenieurbauten

  • Geländer, Kappen etc. nach standardisierten Zeichnungen

• Eisenbahnbrücken:

  • Richtlinie 804 für Neubau

• Setzt sich zusammen aus Überbaulasten, Lasten aus dem Fahrbahnbelag und Brückenausstattung (Geländer, Kappe etc.)

• Wichte Fahrbahnbelag 25 kN/m³

• Einwirkungen für Straßenbrücken nach EC für Brücken mit Einzelstützweiten bis 200 m und Fahrbahnbreiten bis 42 m. Für größere Stützweiten liegen die Werte auf der sicheren Seite, werden aber unwirtschaftlich.

• Unterteilung der Fahrbahn (Breite zwischen den Schrammborden (Brückenbreite abzüglich der Kappenbreiten)) in rechnerische Fahrstreifen mit w = 3 m und Restfläche - unabhängig von dem wirklichen Fahrstreifen:

  • Es gilt: Fahrstreifen 1 isst am höchsten belastet, Fahrstreifen 2 am zweithöchsten, Fahrstreifen 3 am dritthöchsten. Die Lage der Streifen in nicht festgelegt (also es muss Streifen 1 nicht immer auf der rechten Seite liegen), sondern die Lage muss so gewählt werden, dass für den Einzelnachweis die ungünstigste Beanspruchung aus dem LM resultiert.

    

• LM 1:

  • UDL: gleichmäßig verteilte Flächenlasten - festeglegt je Fahrstreifen

    

  • Tandem-System (TS): Einzellasten

    

    • Fahrstreifen 1: 300 kN je Achse, d. h. 600 kN je Tandemachse, 150 kN je Rad

      Fahrstreifen 2: 200 kN je Achse, d. h. 400 kN je Tandemachse, 100 kN je Rad

      Fahrstreifen 3: 100 kN je Achse, d. h. 200 kN je Tandemachse, 50 kN je Rad

    • Abstand der Doppelachsen in Längsrichtgung: 1,2 m

    • Radaufstandsfläche: 40 x 40 cm²

    • Eine (vollstände) Tandenachse je Fahrstreifen

      • Aber: Für lokale Nachweise ist es zulässig, auch nur eine Achse oder Radlast an zusetzen, wenn dies zu ungünstigeren Ergebnisse führt.

    • Wie bei den UDL-Lasten sind die TS-Lasten zwar an den Fahrstreifen gekoppelt, aber die Tandemachse eines Fahrstreifens ist in Querrichtung nicht an die Tandemachse des benachbarten Fahrstreifens gekoppelt

      • Tandemachsen können innerhalb ihren Fahrstreifens in Querrichtung unabhängig voneinander verschoben werden, um ungünstigste Kombi zu erreichen (aber Radabstand >= 0,50 m (“Achsabstand” der Räder, also nicht Radaußenkante zu Radaußenkante))

      • Aber: Bei globalen Nachweisen sollte jede Doppelachse in der Mitte der rechnerischen Fahrstreifen angesetzt werden.

    • Verschiebung in Brückenlängsrichtung gekoppelt, um ungünstigste Kombi zu errechichen (nicht sicher)

    • Für ungünstigste Stellung von Einzellasten auf Plattenbrücken bspw. Homberg-Tafeln

• LM 4:

  • Menschenansammlungen: 5 kN/m², auch auf Geh- und Radweg

• wichtig für Lagerbemessung

• Bremsen und Anfahren:

  

  => gleichmäßig verteilte Streckennormalkraft

• Zentrifugalkräfte:

  

• Abhängig von der Windzone, der Bauwerkshöhe über dem Gelände und den Brückenabmessungen

• Tabelle für Windzone 1+2 und Tabelle für Windzone 3+4

  • Eingangswerte:

    • Höhe der resultierenden Winflast über dem Geländ

    • Verhältnis b/d

      b = Gesamtbreite Deckbrücke (?) (= Überbaubreite?)

      d = Höhe des Überbaus

      • d mit oder ohne Verkehr (Höhe Verkehrsband 2 m)

• Anprall an Unterbauten

  1500 kN in Fahrtrichtung an Pfeiler und andere stützende Bauteile

  750 kN quer

• Anprall am Überbau

• Fahrzeuge auf Geh- und Radwegen:

  • eine Doppelachse aus dem Fahrstreifen 2 (200 kN gesamt bzw. 100 kN je Rad)

  • längs oder quer

  • Lage des Rades:

    • bei weichen Schutzeinrichtunge, die überwunden werden können: Rad bis an Außenkante Überbau (inkl. Kappengesims)

      

    • bei Betonschutzwänden: bis an Schutzeinrichtung heran

  • Verteilung der Einzellast auf dem Kragarm:

    

    Berechnung der mitwirkenden Plattenbreite bM bspw. über Formel nach Rombach

    • => Stützmoment = Einzellast * Hebel / bM

    Achtung: Überschneidung der Verteilungsfläche der Einzellasten im blau markierten Bereich

    • => Stützmoment = 2 * Einzellast * Hebel / bM

  • Maßgebende Stelle: Einzellasten am Überbauende, weil mitwirkende Breite geringer:

    

Überlagerung der Temperaturanteile (gleichmäßige und ungleichmäßige Abkühlung/Erwärmung) nur dann, wenn beide Temperaturanteile Schnittgrößern verursachen. Z. B. bei einem Merhfeldträger mit Lagern verursacht nur die ungleichmäßige Abkühlung/Erwärmung Schnittgrößen, die konstante aber nicht

• Durch die Festlegung von Verkehrslastgruppen wird die gleichzeitig anzunehmende Einwirkung verschiedener Lastmodelle, sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Einwirkungen, geregelt.

• Jede dieser sich gegenseitig ausschließenden Lastgruppen gr1 bis gr6 gilt als eine charakteristische Einwirkung bei Kombination mit den anderen Einwirkungen wie z.B. Wind, Temperatur.

• (Teilweise muss eine Verkehrslastgruppe aufgesplittet werden, weil es für bspw. für UDL und TS unterschiedliche Kombinationsbeiwerte gibt.)

GZT (STR/GEO):

• Teilsicherheitsbeiwert Gamma für ständige Einwirkungen:

  • ungünstig: 1,35

  • günstig: 1,5

  • Bei Eisenbahnbrücken ist zu beachten, dass die ständigen Lasten wegen des Schotterbetts größeren Streuungen unterliegen:

    • ungünstig: 1,5

    • günstig: 0,9

• Teilsicherheitsbeiwert Gamma für Einwirkungen aus Straßenverkehr: 1,35 (im Unterschied zum Hochbau: 1,5)

• Teilsicherheitsbeiwert Gamma für vertikale Einwirkungen aus Fußgängerverkehr: 1,5

• Eigentliche Verkehrsfläche

• Bestandteil der Haupttragkonstruktion

• technisch:

  • Gesamtlänge des Bauwerks, Stützweiten, Gradiente der Fahrbahn

  • Krümmungsverhältnisse im Grundriss

  • Tragwerksart (Balkenbrücke, Bogenbrücke, Rahmenbrücke)

  • statisches System (Einfeldträger, Durchlaufträger, Rahmen)

  • Bauweise (Stahlbeton, Spannbeton)

• betrieblich:

  • Größe der Nutzlast

  • Anforderungen aus der späteren Nutzung (Verformungen, Fahrdynamik)

• wirtschaftlich:

  • Anforderungen aus dem Bauverfahren (Zwischen und Bauzustände)

  • statisches System (Einfeldträger, Durchlaufträger, Rahmen)

• gestalterisch:

  • filigranes und schlankes Erscheinungsbild

  • Farbgebung der Oberfläche

  • Licht-Schatten-Effekte

Angaben von Scheel:

• max. ca. 20 m, auch mit Vorspannung

• ab ca. 15 m vorspannen

RE-ING:

• ohne Vorspannung, einfeldrig: bis 15 m

• ohne Vorspannen, mehrfeldrig: bis 20 m

• mit Vorspannung, einfeldrig: bis 25 m

• mit Vorspannen, mehrfeldrig: bis 35 m

Vorteile:

Nachteile:

50 bis 100 cm

• zweiseitig gelenkig gelagerter Einfeldträger

• beidseitig eingespannter Einfeldträger (Rahmenbrücken)

• Durchlaufträger (Mehrfeldplatte)

Hohlplattenbrücken nach RE-ING nicht zulässig. Probleme:

• Dichtheit

• Aufschwimmen der Hohlkörper

• Verdichtungsmängel unter den Hohlkörpern

• Linienlager (Betongelenk, Einspannung bei Rahmenbrücken)

• Einzellagerungen mit engem Abstand (ca. 3-5 fache der Plattendicke)

• Tragfähigkeit Betondruckzone (keine Druckbewehrung, denn mit Druckbewehrung bräuchte man Bügel, und was will man nicht) => daraus resultiert oft eine große Plattendicke

• Verzicht auf Schubbewehrung

• konstruktive Vorgaben (z.B. Betondeckung Spannglieder)

• erforderliche Steifigkeit (Durchbiegung am freien Rand)

• Flächentragwerke mit einer Belastung senkrecht zur Mittelachse

• Lastabtrag in zwei senkrecht zueinanderstehenden Richtungen

• größerer Lastabtrag über die kürzere Stützweite

• Hauptbiegemomente maßgebend für die Berechnung (bei rechtwinkligen Platten fallen die Richtungen der Hauptmomente mit den Richtungen des orthogonalen Achsenpaars zusammen)

Längsbewehrung in der 2. Lage

Grund (nicht sicher): dicke Längsbewehrung, d. h. größere Kräfte werden übertragen => Stöße brauchen Quereisen, da aufgrund der grpßen Kräfte Querzug entsteht => (dicke (nicht sicher)) Quereisen müssen zwischen Stoß und Außenkante bzw. in der 1. Lage liegen

• Allg. Lastabtrag mehr über die stumpfen Ecken (=> hohe Querkräfte in den stumpfen Ecken, siehe auch Auflagerkräfte)

  

• Schiefe ab 75° vernachlässigbar

• Schiefe von 30° bis 75° technisch möglich

• schmale Platte:

  

• breite Platte:

  

  Widerspruch klären: Laut Skript, S. 76 Hauptmomente nahezu senkrecht zu den Lagerungsrändern, laut Mitschrift längs zu den freien Rändern

• Auflagerkräfte:

  • grundsätzlich anders als bei rechtwinkligen Platten

  • große, konzentrierte Kräfte im Bereich der stumpfen Ecke

  • abhängig von:

    • Winkel der Schiefe

    • Anzahl der Lager

      => mehr Lager => (noch) mehr Lastabtrag über die stumpfen Ecken (nicht sicher)

      => Obwohl mehr Lager, steigt die Auflagerkraft des einzelnen Lagern in der stumpfen Ecke

      

    • Nachgiebigkeit der Lager (starr / weich)

      => nachgiebige Lager modellieren (bei starren Lagern werden die Auflagerkräfte übermäßig groß (nicht sicher))

Scheel:

• max. ca. 35 m

RE-ING:

• ohne Vorspannung, ein- und mehrfeldrig: bis 25 m

• mit Vorspannung, einfeldrig: bis 30 m

• mit Vorspannen, mehrfeldrig: bis 40 m

Vorteile:

Nachteile:

• In der Mitte: 30 cm

• Am Anschnitt zum Hauptträger: 30…45 cm

• Am Kragarmende: 25 cm

• Fahrbahnplatte

• Hauptträger

• Querträger:

  • Endquerträger

  • Feldquerträger => heutzutage unüblich wegen des hohen Schalungsaufwandes

  • Stützquerträger

• einstegige Plattenbalken-Querschnitte nur für schmale Brücken (kräftige Endquerträger zur Aufnahme der Torsionsmomente erforderlich)

  • einstegige Plattenbalkn-Querschnitte nicht für Straßenbrücken, sondern für Fußgängerbrücken

• Fahrbahnplatten von Straßenbrücken möglichst schlaff bewehrt, d.h. ohne Quervorspannung

  • Wenn doch Quervorspannung der Platte, auch Querträger vorspannnen, weil sonst die Vorspannung der Platte in den Quertäger abfließt

  • Quervorspannung macht die Platte recht steif, da hohe Druckkräfte => wenn Last auf einer Seite, biegt sich die andere Seite mit durch (höhere Querverteilung (nicht sicher))

• Fahrbahnplatten von Eisenbahnbrücken möglichst mit Quervorspannung

• schmale Stege vermeiden (Gefahr von Betoniermängeln, schlechte Verankerungsmöglichkeit von Spanngliedern)

• Stege als Fertigteile mit Ortbetonplatte möglich

• Lastabtrag zu den Hauptträgern

• Obergurt des Balkens (Teil des Längssysstems)

• Lastverteilung von Einzellasten

• Scheibenwirkung zur Aufnahme von Horizontalkräften (Bremsen, Wind)

• Tragsystem:

  • unendlich langer Plattenstreifen (im Bereich ohne Querträger)

  • dreiseitig gelagerte Platte (im Bereich von Querträgern)

• Lagerung: elastische Einspannung in die Hauptträger mit unterschiedlichem Einspanngrad

  • Unterschied zum Hochbau: Dort werden die Lagerungen der Platten i. d. R. starr angenommen, im Brückenbau nachgiebig => Ist v. a. wichtig wegen der Einzellasten im Brückenbau im Unterschied zum Hochbau

• Einspanngrad:

  • über die Brückenlänge veränderlich

  • an Stellen mit Querträgern ist die Fahrbahnplatte voll eingespannt, dazwischen sinkt der Einspanngrad

  • Einspanngrad für zweistegige Plattenbalken nach Holst

  • Einspanngrad abhängig von:

    • Plattensteifigkeit EI = b*h(Pl)³/12

    • der Lage im Feld:

      

    • der Torsionssteifigkeit der Hauptträger:

      

• Steg + Obergurt (Fahrbahnplatte)

• freie Verformung durch biegesteife Verbindung mit der Fahrbahnplatte und den anderen Hauptträgern behindert

• Querverteilung der Lasten (kein „Hebelgesetz“)

  • Nicht sicher: Hebelgesetzt: Wenn Last auf dem einen Auflager steht, geht alles in das linke und nichts in das rechte Auflager. Steht die Last zwischen den Lagern, können die Auflagerkräfte wie bei der normalen Berechnung über Summe M = 0 (also das Verhältnis der Hebelarme zu den Auflagern => Hebelgesetzt) berechnet werden.

• lineare Querverteilung bei zwei Hauptträgern:

  
  

• nicht-lineare, d.h. gekrümmte Querverteilung bei drei oder mehr Hauptträgern (entsprechend der Form der Biegelinie):

  

• Querverteilung abhängig von:

  • der Biegesteifigkeit der Hauptträger

  • der Torsionssteifigkeit der Hauptträger:

    

  • der Lage über die Brückenlänge (Querverteilung über die Brückenlänge unterschiedlich):

    • Querverteilung größer in der Nähe von Querträgern

    • Nicht sicher: Querträger ermöglichen überhaupt erst die Querverteilung. Sie sind quasi das Lager für das Torsionsmoment, d. h. ein Hauptträger mit hoher Torsionssteifigkeit bringt nicht, wenn es keine Lager (Querträger) gibt, die das Torsionsmoment aufnehmen können.

  • der Biegesteifigkeit und Spannweite der Fahrbahnplatte

  • der Spannweite der Hauptträger

Stützmoment im Punkt S im Hauptträger 1:

• Variant 1: Torsionssteifigkeit groß, ohne EQT

  (=> wenig Querverteilung)

  M = - 7000 kNm

• Variante 2: Torsionssteifigkeit groß, mit EQT (aber ohne Querträger im Bereich des hier gemeinten Stützmomentes über der Mittelstütze)

  (=> viel Querverteilung)

  M = 5700 kNm

• Variante 3: Torsionssteifigkeit klein, mit EQT (aber ohne Querträger im Bereich des hier gemeinten Stützmomentes über der Mittelstütze)

  (=> wenig Querverteilung)

  M = -6680 kNm

• Das zeigt:

  • Wenn Querverteilung groß, geht mehr Last in den Hauptträger 2

  • Eine hohe Torsionssteifigkeit ohne EQT bringt für die Querverteilung nichts

Moment in der Platte (quer zur Brückenlängsrichtung) im Schnitt I:

• Variant 1: Torsionssteifigkeit groß, ohne EQT (=> wenig Querverteilung)

  habe ich nicht mit aufgeschrieben

• Variante 2: Torsionssteifigkeit groß, mit EQT (=> viel Querverteilung)

  pos. Moment

• Variante 3: Torsionssteifigkeit klein, mit EQT (=> wenig Querverteilung)

  pos. Moment noch größer

• zur Verteilung der Lasten auf die Hauptträger

• zur Aussteifung des Querschnittsystems

• Querträgerlose Plattenbalkenbrücken statisch möglich

  • aber nach RE-ING nicht zulässig. Querträger mindestens über den Auflagern (d. h. End- und Stützquertäger) erforderlich, wichtig für den Lastfall Lagerwechsel

• Endquerträger => müssen nach RE-ING angeordnet werden

• Feldquerträger => heutzutage unüblich wegen des hohen Schalungsaufwandes

• Stützquerträger => müssen nach RE-ING angeordnet werden

• Ableitung von Auflager- und Torsionskräften (insbesondere bei indirekter Hauptträgerlagerung), z.B. Lagerwechsel

• Aussteifung gegen Kippen für die Hauptträger (vermindert die Verdrehung der Hauptträger)

• Platz zur Einleitung von Spannkräften (Ankerkonstruktionen)

• Verankerung des Fahrbahnüberganges durch ausreichende Querschnittshöhe (Plattendicke reicht nicht aus)

• Unterstützung des Plattenrandes am Brückenende

• müssen immer angeordnet werden (zur Erhöhung der Seitensteifigkeit des Überbauendes) nach RE-ING, Teil 2, Abschnitt 2 („in der Regel“)

• Verbesserung der Steifigkeitsverhältnisse des Quertragsystems

• Hindernis für die Baudurchführung (Leitungen)

• Torsionseinspannung für die Hauptträger

• Erleichtern das Auswechseln von Lagern

• Ausführung auch ohne biegesteife Verbindung mit der Fahrbahnplatte möglich

• Anordnung nach RE-ING, Teil 2, Abschnitt 2 erforderlich

• größte lastverteilende Wirkung bei Anordnung in Feldmitte

• alternativ zwei Querträger in l/3

• weitere Querträger wirkungslos

• heutzutage unüblich wegen des hohen Schalungsaufwandes

• üblicherweise mit FE-Berechnung

  • Schalenmodelle bilden die Realität besser ab, aber nicht genau

    • Problem (früher): Man kommt nur an die Spannungen heran, nicht an die Schnittgrßen. Heute gibt es Bemessungsobjekte, die die Spannungen in einem begrenzten Bereich aufintegrieren und die daraus resultierenden Schnittgrößen in diesem Bereich angeben können.

• Trägerrostmodell mit Hauptträgern und Platte als Stabsystem

• Diskussion der Steifigkeiten erforderlich

  • Torsionssteifigkeit baut sich im Zustand 2 ab (aber nicht bei Spannbetonberücken)

• Berücksichtigung der mitwirkenden Plattenbreite für die Hauptträger

• Scheel: max. ca. 120 m

• nur in Spannbeton

• wirtschaftlich ab 40 m Stützweite

• RE-ING:

  einfeldrig bis 100 m

  mehrfeldrig bis 150 m (gevoutet)

• beim Freivorbau ist mehr Stützweite möglich als beim Taktschiebeverfahren oder Vorschubgerüst

Vorteile:

Nachteile:

• Weiterentwicklung der Plattenbalkenbrücken (untere Druckplatte)

• Einsatzgebiet bei großer Torsionsbeanspruchung (z.B. bei im Grundriss gekrümmten Systemen, Lagerung auf Einzelstützen)

• gleichmäßige Belastung der Hauptträger bei außermittiger Beanspruchung, Weiterleitung der Last durch den Schubfluss im Hohlkasten (keine Querbiegung der Platte wie beim Plattenbalken)

• wirtschaftlich ab 40 m Stützweite (hoher Schalungsaufwand)

• bevorzugter Querschnittstyp bei Großbrücken aus Spannbeton (Freivorbau und Taktschiebeverfahren möglich)

• externe Vorspannung im Innern des Hohlkastens vorgeschrieben (bei Straßenbrücken)

• Aufnahme von Biegemomenten mit wechselndem Vorzeichen

• große und veränderliche Brückenbreiten möglich

Wahl der Konstruktionshöhe Kh (Kh = 2,5…4,0 m):

• aus statischen Gründen

• Innenraum muss begehbar sein zu Inspektionszwecken (deshlab auch Bodenöffnung in der unteren Gurtplatte erforderlich)

• Schalmaterial muss ausbaubar sein

• Platzbedarf und Zugänglichkeit der externen Vorspannung

• Stützweiten 40…60 m (=> geringer als bei Straßenbrücken (nicht sicher))

• große Steifigkeiten aufgrund hoher Durchbiegungsanforderungen

• Schlankheit L/10 bis L/12 (geringer als bei Straßenbrücken)

• vorgespannte Fahrbahnplatte (längs und quer (nicht sicher) als Regelbauweise

• einzellige Hohlkästen bis zu einer Brückenbreite von ca. 12 m sinnvoll

• keine Quervorspannung der Fahrbahnplatte erforderlich (außer bei Eisenbahnbrücken (nicht sicher))

• seit 1998 sind Straßenbrücken mit Hohlkästen nur noch mit externen Spanngliedern oder in Mischbauweise (interne und externe Spannglieder) auszuführen (RE-ING, Teil 2, Abschnitt 2)

• Stege sollten frei von Spanngliedern gehalten werden

  => vereinfachte Betonage

• Austauschbarkeit und Überprüfbarkeit der Vorspannung theoretisch möglich (Platz für Spannpressen vorsehen)

  => aber praktisch schwierig

• Regelungen nach DIN EN 1992, Teil 2, NA.TT

• RE-ING, Teil 2, Abschnitt 2: keine beweglichen Kopplungen von externen Spanngliedern

• analog zur Plattenbalkenbrücke

• stärkere Einspannung in die Stege möglich

• Tragfunktion als Platte nur untergeordnet

• Tragfunktion in Längsrichtung als Druck- bzw. Zuggurt

• Tragfunktion in Querrichtung als Rahmenelement zur Erhaltung der Querschnittsform

• Dicke der Platte ergibt sich aus der größten Schubbeanspruchung

• immer schlaff bewehrt

• nur an den Auflagern

• Aussteifung des Kastens

• hohe Biege- und Schubbeanspruchung bei indirekter Lagerung (Auflager nicht unter den Stegen) – Aufhängespannglieder erforderlich:

  

• Berechnung an unterschiedlichen Tragwerksmodellen für die Längs- und Querrichtung

  • Nicht sicher: War früher so, heute wird alles an einem Modell (mit Schalenmodellen) gerechnet

• Längsrichtung: Betrachtung des einzelligen Hohlkastens als Einzelstab unter Berücksichtigung der tatsächlichen Verteilung der Fahrbahnlasten in Querrichtung

• Querrichtung: Berechnung eines Rahmens getrennt für symmetrische Lasten aus Eigengewicht und unsymmetrischen Lasten aus Verkehrslast

  • Besonderheit bei unsymmetrischen Lasten siehe andere Karteikarte

• Berechnung der Fahrbahntafel als Plattentragwerk, getrennte Schnittgrößenermittlung für die Kragarme und die Fahrbahnplatte zwischen den Stegen

• Unsymmetrische Last wird aufgeteilt in symmentrischen und antimetrischen Anteil

• Anitmetrischer Anteil wird aufgeteilt in einen verdrehenden und einen verformennden Lastanteil. Der verdrehende Lastanteil verursacht Torsion (Torsionsmoment betrifft die Berachtung der Brücke in Lämgsrichtung) und der verformende Lastanteil verursacht eine Profilverformung (betrifft die Querrichtung; Profilverformung bedeutet quasi, dass man auch in Querrichtung in der Fahrbahnplatte und der unteren Gurtplatte Schnittgrößen hat).

• Die Profilverformung wird aufgeteilt in (bzw. verursacht (nicht sicher)) die Querbiegemomente (aufgrund des Gleichgewichtes) und die zusätzlichen Längsspannungen (aufgrund der Verträglichkeit)

  • Veträglichkeit meint, dass die zusätzlichen Längsspannungen die Verträglichkeit zwischen der getrennten berechneten Längs- und Querrichtung herstellen:

    • Nicht sicher: In dem oben gezeigten Beispiel steht die Last auf dem linken Steg, wodurch der linke “Teil” des Hohlkastens insgesamt mehr belastet ist als der rechte. Dadurch sind auch in Brückenlängsrichtung die Normalspannungen im linken Teil der Brücke betragsmäßig größer als im rechten. Das sind diese zusätzlichen Längsspannungen bzw. die Verträglichkeit.

  • Die zusätzlichen Längsspannungen dürfen vernachlässigt werden, wenn

    

• Nicht sicher: Heutzutage werden die Profilverformung und die zusätzlichen Längsspannungen durch die EDV mit den Schalenmodellen automatisch berücksichtigt, d. h. Längs- und Querrichtung werden nicht mehr getrennt betrachtet, sondern es wird an einem Modell gerechnet.