Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonbauweise
Nach Eurocode
©2001
Diplomarbeit
166 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Die Aufgabenstellung der von mir bearbeiteten Diplomarbeit lautet:
Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonweise nach Eurocode.
Diese Diplomarbeit besitzt den Charakter einer Entwurfsplanung. Das Brückenbauwerk ist fiktiv, die Abmessungen sind von mir frei gewählt worden.
Das Ziel dieser Diplomarbeit ist, in dieser Form als Planungsgrundlage für ähnliche Brückenbauwerke zu dienen.
Die Straßenbrücke wird nach Eurocode bemessen, genauer gesagt, nach DIN Fachbericht 101: Einwirkungen auf Betonbrücken und DIN Fachbericht 102: Betonbrücken. Diese sind im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) erarbeitet worden.
Die DIN Fachberichte 101 und 102 fassen diese verschiedenen Regelwerke zu einem im Zusammenhang lesbaren und als Vertragsgrundlage geeigneten Dokument zusammen. Dadurch wird die Planung von Brückenbauwerken erheblich erleichtert. Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, dass die aufwendige Untersuchung der dynamischen Einwirkungen entfällt, da im DIN Fachbericht 101 in den charakteristischen Verkehrslasten bei den gewöhnlichen Arten von Straßenbrücken der dynamische Faktor bereits enthalten ist.
Die Schwerpunkte dieser Diplomarbeit setzen sich aus der Ermittlung der Einwirkungen, die auf den zu bemessenden Brückenüberbau wirken, der Ermittlung der daraus resultierenden Schnittkräfte, der Bemessung und baulichen Durchbildung zusammen. Zusätzlich erfolgt die Bemessung der Lager, auf denen der Überbau ruht. Die Bemessung der Widerlager ist aufgrund der begrenzten Bearbeitungszeit nicht Bestandteil dieser Diplomarbeit.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Vorbemerkungen7
1.1Beschreibung des Bauwerkes7
1.1.1Allgemeines7
1.1.2Überbau10
1.1.3Widerlager11
1.1.4Sichtflächen11
1.1.5Fahrbahn11
1.1.6Fahrbahnbelag12
1.1.7Fahrbahnübergangskonstruktion13
1.1.8Korrosionsschutz, Schutz gegen Tausalze13
1.1.9Entwässerung13
1.1.10Absturzsicherungen, Schutzeinrichtungen14
1.2Entwurfsparameter15
1.3Materialkennwerte16
1.3.1Beton16
1.3.2Betonstahl17
1.4Maßgebende Vorschriften und Unterlagen19
2.Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen21
2.1Berechnungsgrundlagen21
2.2Darstellung des statischen Systems22
2.3Ständige Einwirkungen23
2.3.1Eigengewicht Fahrbahnplatte23
2.3.2Eigengewicht Fahrbahnbelag23
2.3.3Ständige Last Kragarm und Kappe24
2.4Veränderliche Einwirkungen25
2.4.1Lastmodell 1: Doppelachse und Gleichlast25
2.4.2Lastmodell 2: […]
Die Aufgabenstellung der von mir bearbeiteten Diplomarbeit lautet:
Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonweise nach Eurocode.
Diese Diplomarbeit besitzt den Charakter einer Entwurfsplanung. Das Brückenbauwerk ist fiktiv, die Abmessungen sind von mir frei gewählt worden.
Das Ziel dieser Diplomarbeit ist, in dieser Form als Planungsgrundlage für ähnliche Brückenbauwerke zu dienen.
Die Straßenbrücke wird nach Eurocode bemessen, genauer gesagt, nach DIN Fachbericht 101: Einwirkungen auf Betonbrücken und DIN Fachbericht 102: Betonbrücken. Diese sind im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) erarbeitet worden.
Die DIN Fachberichte 101 und 102 fassen diese verschiedenen Regelwerke zu einem im Zusammenhang lesbaren und als Vertragsgrundlage geeigneten Dokument zusammen. Dadurch wird die Planung von Brückenbauwerken erheblich erleichtert. Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, dass die aufwendige Untersuchung der dynamischen Einwirkungen entfällt, da im DIN Fachbericht 101 in den charakteristischen Verkehrslasten bei den gewöhnlichen Arten von Straßenbrücken der dynamische Faktor bereits enthalten ist.
Die Schwerpunkte dieser Diplomarbeit setzen sich aus der Ermittlung der Einwirkungen, die auf den zu bemessenden Brückenüberbau wirken, der Ermittlung der daraus resultierenden Schnittkräfte, der Bemessung und baulichen Durchbildung zusammen. Zusätzlich erfolgt die Bemessung der Lager, auf denen der Überbau ruht. Die Bemessung der Widerlager ist aufgrund der begrenzten Bearbeitungszeit nicht Bestandteil dieser Diplomarbeit.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Vorbemerkungen7
1.1Beschreibung des Bauwerkes7
1.1.1Allgemeines7
1.1.2Überbau10
1.1.3Widerlager11
1.1.4Sichtflächen11
1.1.5Fahrbahn11
1.1.6Fahrbahnbelag12
1.1.7Fahrbahnübergangskonstruktion13
1.1.8Korrosionsschutz, Schutz gegen Tausalze13
1.1.9Entwässerung13
1.1.10Absturzsicherungen, Schutzeinrichtungen14
1.2Entwurfsparameter15
1.3Materialkennwerte16
1.3.1Beton16
1.3.2Betonstahl17
1.4Maßgebende Vorschriften und Unterlagen19
2.Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen21
2.1Berechnungsgrundlagen21
2.2Darstellung des statischen Systems22
2.3Ständige Einwirkungen23
2.3.1Eigengewicht Fahrbahnplatte23
2.3.2Eigengewicht Fahrbahnbelag23
2.3.3Ständige Last Kragarm und Kappe24
2.4Veränderliche Einwirkungen25
2.4.1Lastmodell 1: Doppelachse und Gleichlast25
2.4.2Lastmodell 2: […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 5734
Hesse, Michael: Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonbauweise: Nach
Eurocode / Michael Hesse - Hamburg: Diplomica GmbH, 2002
Zugl.: Dessau, Fachhochschule, Diplomarbeit, 2001
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http://www.diplom.de, Hamburg 2002
Printed in Germany
Vorwort
Die Aufgabenstellung der von mir bearbeiteten Diplomarbeit lautet:
,,Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonweise nach Eurocode"
Diese Diplomarbeit besitzt den Charakter einer Entwurfsplanung. Das Brücken-
bauwerk ist fiktiv, die Abmessungen sind von mir frei gewählt worden.
Das Ziel dieser Diplomarbeit ist, in dieser Form als Planungsgrundlage für ähnli-
cher Brückenbauwerke zu dienen.
Die Straßenbrücke wird nach Eurocode bemessen, genauer gesagt, nach DIN
Fachbericht 101: ,,Einwirkungen auf Betonbrücken" und DIN Fachbericht 102: ,,Be-
tonbrücken". Diese sind im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und
Wohnungswesen (BMVBW) erarbeitet worden. Die DIN Fachberichte enthalten
Auszüge aus folgenden Regelwerken:
· DIN V ENV 1991-1: Eurocode 1 Teil 1: Grundlagen der Tragwerksplanung
· E DIN 1055-1:
Einwirkungen auf Tragwerke Teil 1: Wichte und Flä-
chenlasten von Baustoffen
· DIN V ENV 1991-3:
Verkehrslasten auf Brücken (einschließlich der Richtli-
nie zur Anwendung von DIN V ENV 1991-3, Stand
04/2000)
· E DIN 1055-7:
Einwirkungen
auf Tragwerke Teil 7:
Temperatureinwirkungen
· DIN V ENV 1992-1-1: Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbeton-
bauwerken Teil 1: Grundlagen und Anwendungsregeln
für den Hochbau (einschließlich der Richtlinie zur An-
wendung von DIN V ENV 1992-1-1)
· DIN V ENV 1992-2: Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbeton-
bauwerken- Teil 2: Betonbrücken (einschließlich der
Richt-linie zur Anwendung von DIN V ENV 1992-2,
Stand 10/2000)
· DIN V ENV 1992-1-3: Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbeton-
bauwerken- Teil 3: Allgemeine Regeln zur Anwendung
von Bauteilen und Tragwerken aus Fertigteilen
· DIN V ENV 1992-1-6: Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbeton-
bauwerken- Teil 6: Allgemeine Regeln zur Anwendung
von Bauteilen und Tragwerken aus unbewehrten Beton
Die DIN Fachberichte 101 und 102 fassen diese verschiedenen Regelwerke zu ei-
nem im Zusammenhang lesbaren und als Vertragsgrundlage geeigneten Doku-
ment zusammen. Dadurch wird die Planung von Brückenbauwerken erheblich er-
leichtert. Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, dass die aufwendige Unter-
suchung der dynamischen Einwirkungen entfällt, da im DIN Fachbericht 101 in
den charakteristischen Verkehrslasten bei den gewöhnlichen Arten von Straßen-
brücken der dynamische Faktor bereits enthalten ist.
Die Schwerpunkte dieser Diplomarbeit setzen sich aus der Ermittlung der
Einwirkungen, die auf den zu bemessenden Brückenüberbau wirken, der
Ermittlung der daraus resultierenden Schnittkräfte, der Bemessung und baulichen
Durchbildung zusammen. Zusätzlich erfolgt die Bemessung der Lager, auf denen
der Überbau ruht. Die Bemessung der Widerlager ist aufgrund der begrenzten
Bearbeitungszeit nicht Bestandteil dieser Diplomarbeit.
Prof. Th. Bauer möchte ich an dieser Stelle für seine großzügige Hilfestellung bei
der Verwirklichung dieser Diplomarbeit danken.
Literaturverzeichnis
1
Bieger, K.-W.. Stahlbeton- und Spannbetonbauwerke nach Eurocode 2. Berlin:
Springer Verlag, 1998
2
König, G. / Tue, N.. Grundlagen des Stahlbetonbaus. Stuttgart: Teubner Ver-
lag,.1998
3
Holst, K.-H.. Brücken aus Stahlbeton und Spannbeton. 4. Aufl. Berlin: Ernst
&Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH, 1998
5
Holst, K.-H.. Brücken aus Stahlbeton und Spannbeton. Eurocode-
Ergänzungsband zur 4. Aufl. Berlin: Ernst &Sohn Verlag für Architektur und tech-
nische Wissenschaften GmbH, 2000
6
Avak, Ralf.. Euro-Stahlbetonbau in Beispielen Teil 1. 1. Auflage Düsseldorf: Wer-
ner-Verlag GmbH, 1993
7
Heydel, G., Krings, W., Herrmann, H.. Stahlbeton im Hochbau nach EC 2. Berlin:
Ernst und Sohn, 1995
8
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton Heft 425. Bemessungshilfsmittel zu Euro-
code 2 Teil 1. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 1992
Bauteil : Stahlbetonüberbau
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Inhaltsverzeichnis
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Vorgang
:
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
Inhaltsverzeichnis
1
Vorbemerkungen... 7
1.1 Beschreibung
des Bauwerkes... 7
1.1.1
Allgemeines... 7
1.1.2
Überbau ... 10
1.1.3 Widerlager... 11
1.1.4
Sichtflächen... 11
1.1.5
Fahrbahn... 11
1.1.6 Fahrbahnbelag ... 12
1.1.7 Fahrbahnübergangskonstruktion... 13
1.1.8 Korrosionsschutz,
Schutz gegen Tausalze ... 13
1.1.9
Entwässerung ... 13
1.1.10
Absturzsicherungen,
Schutzeinrichtungen ... 14
1.2 Entwurfsparameter... 15
1.3 Materialkennwerte... 16
1.3.1
Beton... 16
1.3.2
Betonstahl ... 17
1.4 Maßgebende
Vorschriften und Unterlagen ... 19
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Vorgang
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Verfasser : Michael Hesse
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Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
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Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
2
Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen... 21
2.1 Berechnungsgrundlagen ... 21
2.2
Darstellung des statischen Systems ... 22
2.3 Ständige
Einwirkungen ... 23
2.3.1
Eigengewicht Fahrbahnplatte... 23
2.3.2
Eigengewicht Fahrbahnbelag... 23
2.3.3
Ständige
Last
Kragarm und Kappe ... 24
2.4 Veränderliche Einwirkungen... 25
2.4.1
Lastmodell
1:
Doppelachse und Gleichlast ... 25
2.4.2 Lastmodell
2:
Einzelachse... 28
2.4.3
Lasten aus Bremsen und Anfahren... 29
2.4.4
Einwirkung auf Geländer... 31
2.4.5
Einwirkungen aus Fußgänger- und Radverkehr... 31
2.4.6 Einwirkungen
aus Windlasten ... 32
2.4.7 Einwirkungen durch Schnee... 35
2.4.8 Einwirkungen aus Temperatureinflüssen ... 36
2.4.8.1 Temperaturschwankungen... 37
2.4.8.2 Linearer
Temperaturunterschied ... 38
2.5 Lastmodell
für
Ermüdungsberechnung ... 39
2.6 Dynamische
Einwirkungen ... 40
2.7 Außergewöhnliche Einwirkung ... 41
2.7.1
Fahrzeug auf dem Geh- / Radweg ... 41
2.7.2 Anprall
auf
den Schrammbord... 42
2.7.3
Anprall an Schutzeinrichtung... 43
2.8 Verteilung
der Einzellasten... 44
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Vorgang
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Verfasser : Michael Hesse
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3
Ermittlung der Schnittgrößen aus den charakt. Einwirkungen... 45
3.1 Schnittgrößenermittlung für den Kragarm ... 45
3.1.1
Ständige
Einwirkungen ... 46
3.1.1.1 Eigengewicht Kragarm ... 46
3.1.1.2 Eigengewicht Kappen ... 47
3.1.1.3 Eigengewicht
Leiteinrichtungen... 47
3.1.1.4
Summe: Lastfall Ständige Einwirkungen... 47
3.1.2
Veränderliche Einwirkungen... 48
3.1.2.1 Lastfall
Fußgängerverkehr auf Geh- / Radweg ... 48
3.1.2.2 Lastfall
Einwirkungen auf Geländer... 49
3.1.3
Außergewöhnliche Einwirkungen ... 50
3.1.3.1 Lastfall
Einzelrad
auf Geh- / Radweg... 50
3.1.3.2 Lastfall
Fahrzeuganprall
auf Leiteinrichtung... 51
3.1.3.3 Lastfall
Schrammbordstoß ... 53
3.2 Schnittgrößenermittlung
für die Fahrbahnplatte ... 55
3.2.1
Ständige
Einwirkungen ... 56
3.2.1.1 Lastfall
Eigengewicht
Fahrbahnplatte und Kragarme... 56
3.2.1.2 Lastfall
Eigengewicht Belag ... 57
3.2.1.3
Lastfall Eigengewicht Kappen und Leiteinrichtungen ... 58
3.2.1.4 Summe:
Lastfall
Ständige Lasten... 59
3.2.2
Veränderliche Einwirkungen... 60
3.2.2.1 Lastmodell 1... 60
3.2.2.2 Lastmodell 2... 61
3.2.2.3 Lastfall
Bremsen und Anfahren ... 62
3.2.2.4
Lastfall Wind in Querrichtung ... 63
3.3 Verkehrslastgruppen ... 64
3.3.1
Lastgruppe 1, Lastmodell 1 dominant ... 65
3.3.2
Lastgruppe 2, Horizontallasten dominant... 67
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Vorgang
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Verfasser : Michael Hesse
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4
Nachweisform für die Bemessung ... 68
4.1 Allgemeines... 68
4.2 Kombinationsregeln ... 69
4.3 Teilsicherheitsbeiwerte... 70
4.4 Kombinationsbeiwerte... 71
5
Bemessung des Kragarms ... 72
5.1
Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit ... 72
5.1.1
Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung mit Längskraft ... 72
5.1.1.1
Ständige und Vorübergehende Bemessungssituation ... 72
5.1.1.2 Außergewöhnliche Bemessungssituation ... 74
5.1.2
Grenzzustand der Tragfähigkeit für Querkraft ... 76
5.2 Bewehrungsskizze Kragarm... 78
5.3
Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ... 79
5.3.1
Begrenzung der Spannungen ... 79
5.3.1.1 Nachweis
der
Betondruckspannung... 79
5.3.1.2 Nachweis
der
Betonstahlzugspannung ... 81
5.3.2
Nachweis
der
Rissbreitenbeschränkung ... 82
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Verfasser : Michael Hesse
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6
Bemessung der Fahrbahnplatte ... 84
6.1
Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit ... 84
6.1.1
Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung mit Längskraft ... 84
6.1.1.1
Lastfall Ständige Einwirkung + Lastgruppe 1 + Wind in Querrichtung... 85
6.1.1.2
Lastfall Ständige Einwirkung + Lastgruppe 2 ... 92
6.1.2
Grenzzustand der Tragfähigkeit für Querkraft ... 99
6.1.3
Bewehrungsskizze Fahrbahnplatte ... 108
6.1.4
Durchstanznachweis ... 110
6.1.5 Ermüdungsnachweise... 113
6.1.5.1 Ermüdungsnachweis für Beton ... 113
6.1.5.2 Ermüdungsnachweis
für Betonstahl... 116
6.2
Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ... 118
6.2.1 Nachweis
der Spannungen ... 118
6.2.1.1 Nachweis
der
Betondruckspannung... 119
6.2.1.2 Nachweis
der
Betonstahlzugspannung ... 120
6.2.2
Nachweis
der
Rissbreitenbeschränkung ... 121
6.2.3 Nachweis
der Durchbiegung ... 122
7
Bauliche Durchbildung ... 127
7.1 Stababstände ... 127
7.2 Verankerung... 127
7.3 Stoßausbildung ... 129
7.4 Bewehrung
der freien Ränder ... 130
7.5 Zugkraftdeckungslinie der Längsbewehrung... 132
7.6 Zugkraftdeckungslinie der Querbewehrung... 134
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Vorgang
:
Verfasser : Michael Hesse
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Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
8
Lager ... 136
8.1 Darstellung
des Lagerschemas... 136
8.2 Lagertyp,
Geometrie ... 137
8.3 Bemessung der Lager... 139
8.3.1
Bemessungsgrundsatz... 139
8.3.2 Lagerverschiebungen / -verdrehung ... 139
8.3.3
Grenzzustand
der Tragfähigkeit ... 141
8.3.3.1
Lagerkräfte für den Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit... 141
8.3.3.2 Nachweise
der Stabilität... 145
8.3.3.3 Nachweis
der
zulässigen Auflagerpressung ... 148
8.3.4
Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ... 149
8.3.4.1
Lagerkräfte für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit... 149
8.3.4.2 Nachweis
der
maximalen Verformung ... 153
8.3.4.3 Maximale
Zugspannung in Bewehrungsblechen... 155
8.3.4.4 Nachweise
der Stabilität... 156
8.3.4.5 Spaltzugnachweis ... 158
9
Programmbeschreibung... 159
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorbemerkungen
Seite: 7
Vorgang : Beschreibung des Bauwerks
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
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Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
1 Vorbemerkungen
1.1
Beschreibung des Bauwerkes
1.1.1 Allgemeines
Bei dem Bauwerk handelt es sich um eine Straßenbrücke, welche
die Bundesstrasse 34 bei Streckenkilometer 104,2 über den ,,Rö-
delbach" führt. Die Brücke kreuzt das Gewässer mit einem Winkel
von 100 gon. Sie wird als einfeldrige Stahlbetonplatte mit einer
Gesamtlänge von L = 13,60 m und einer Längsneigung von 1,0%
ausgeführt. Bereiche für Geh- und Radwege werden auf den bei-
den Kappen angeordnet. Die lichte Durchflusshöhe z des Brü-
ckenbauwerkes beträgt bei normalem Wasserpegel ~ 2,00 m.
Abbildung 1.1 3D Darstellung
siehe Abb. 1.2
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Vorbemerkungen
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Vorgang : Beschreibung des Bauwerks
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
10
0g
on
13,60
B
3,
80
3,
80
8,
0
0
4,
00
4,
0
0
15,
00
3,
5
0
2,
0%
A
0,
2
5
1,0%
2,
5%
2,
0%
2,
5%
2,0
%
Röde
lbach
2,
0%
3,
5
0
0,
2
5
B
Grundriss
Abb. 1.2 Grundriss
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
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Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
2,2
6
1,
06
0,8
5
0,35
3,40
3,40
0,35
8,00
[m]
15,00
4,00
0,25
0,
07
3,50
4,00
0,50
0,50
2,50
2,0%
0,
35
2,5%
0,25
3,50
0,50
2,5%
2,50
0,50
2,0%
1,
20
0,
56
0,5
0
1,
20
1:8
1:8
Schnitt A - A
Abb. 1.3 Schnitt A - A
1,
20
13,60
12,00
10,40
-0,93
+0,00 OK Fahrbahn 102,50m ü. NN
-1,08
0,
85
-2,95
1,0%
+0,14
-0,96
-0,81
+0,73
+1,34
Schnitt B - B
[m]
Abb. 1.4 Schnitt B - B
0,09
0,30
0,50
1,20
0,50
3,75
2,0%
0,20
0,50
0,35
1,20
0,55
0,65
0,25
0,30
0,30
0,35
Geh- Radweg
0,10
5 : 1
5 : 1
5,0%
5,0%
2,0%
2,0%
0,50
2,50
0,25
2,5%
0,35
3,40
[m]
RIZ Dicht 4
RIZ Spl 2
RIZ Gel 8
RIZ Gel 5
1:8
0,25
0,15
Kappe RIZ Kap 5
Abb. 1.5 Detail Kappe
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorbemerkungen
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Vorgang : Beschreibung des Bauwerks
Verfasser : Michael Hesse
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Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
1.1.2 Überbau
Der Überbau besteht aus einer einfeldrigen Stahlbetonvollplatte
mit einer konstanten Konstruktionshöhe von 0,85 m, welche aus
Beton C 30/37 hergestellt wird. Die Kappen werden von 3,40 m
langen Kragarmen getragen.
Die Stützweite beträgt l
eff
= 12,00 m. Bei einer Konstruktionshöhe
von 0,85 m ergibt dies eine Biegeschlankheit von :
= 12,00 / 0,85 = 14,1.
Der Überbau ist auf bewehrten Elastomerlager des Typs B gela-
gert. Die Anordnung der Lager sind dem Lagerplan zu entneh-
men.
Als Entwurfsvorgabe wird der Überbau für folgende Lastmodelle
bemessen:
· Lastmodell 1
(Hauptlastmodell)
· Lastmodell
2
(Einzelachse)
Für den Ermüdungsnachweis ist das Ermüdungslastmodell 3 an-
zuwenden.
Für die Nachweisbedingungen im Grenzzustand der Gebrauchs-
tauglichkeit wird das Brückenbauwerk in die Kategorie D einge-
stuft.
Die Fahrbahn wird auf beiden Seiten durch Kappen mit einer
Schrammbordhöhe von 0,07 m gemäß RIZ ,,Kap 5" eingefasst.
Fb 102, Kap. II, 3.1.2.4
Tab. 3.1
siehe Abb. 1.5
siehe Abb. 2.2
Fb 101, Kap. IV, 4.3.2
Fb 101, Kap. IV, 4.3.3
Fb 101, Kap. IV, 4.6.4
Fb 102, Kap. II, 4.4.0.3
(102) P und Tab. 4.118
siehe Abb. 1.5
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Block :
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Vorgang : Beschreibung des Bauwerks
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
1.1.3 Widerlager
Die Widerlager werden flach gegründet. Ihre Bemessung ist auf-
grund der begrenzten Bearbeitungszeit nicht Bestandteil dieser
Diplomarbeit.
1.1.4 Sichtflächen
Alle Sichtflächen werden mit gehobelter Brettschalung nach RIZ
,,Schal 20" des Niedersächsischen Landesamtes für Straßenbau
ausgeführt.
1.1.5 Fahrbahn
Der Regelquerschnitt RQ 10,5 schreibt für die Fahrbahn eine Brei-
te von 7,00 m vor. Die Unterbringung der Längsentwässerung er-
fordert eine Breite des bordseitigen Randstreifens von 0,50 m.
Somit ergibt sich im Bereich des Brückenüberbaus eine Fahr-
bahnbreite von w = 8,00 m. Die Vorborde trennen im Brückenbe-
reich die Sicherheitsverkehrsräume von den Fahrbahnverkehrs-
räumen. Zusätzlich werden Schutzplanken angeordnet. Die
Schrammbordhöhe ist auf 0,07 m begrenzt, um zu erreichen, dass
das Rad eines abirrenden Fahrzeuges auf dem Vorbord aufsteigt
um dann von der Leitplanke abgelenkt zu werden.
RIZ ,,Schal 20"
RAS Q 96, 3.1 Abb.4
siehe Abb. 2.4
Holst, K.-H., Brücken aus
Stahlbeton und Spannbe-
ton, 3.1.2
sowie
RIZ Kap 5
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorgang : Beschreibung des Bauwerks
Verfasser : Michael Hesse
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Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
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Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
1.1.6 Fahrbahnbelag
Der Fahrbahnbelag hat die Aufgabe, den Überbau gegen das Ein-
dringen von Oberflächenwasser zu schützen. Er besitzt einen drei-
teiligen Aufbau mit einer Gesamtdicke von 8 cm. Zur Wasserab-
führung wird die Schutzschicht in Form eines Dachprofils mit einer
jeweiligen Querneigung von 2,5 % aufgebracht.
Höhe der Schutzschicht d
SS
in Querrichtung beträgt:
am Rand der Fahrbahnplatte
d
SS
= 3,5 cm
in der Mitte der Fahrbahnplatte
d
SS
= 13,5 cm
Die Längsneigung der Fahrbahnoberfläche beträgt 1,0 %.
Der Fahrbahnbelag hat nach RIZ Dicht 4 folgenden Aufbau:
· Dichtungsschicht zweilagig unter Verwendung einer Bitumen-
schweißbahn d = 1,0 cm
· Schutzschicht aus Asphaltbeton d = 3,5 ÷ 13,5 cm
· Deckschicht aus Gussasphalt d = 3,5 cm
3,5
1,
0
Fahrbahnplatte
Dichtungsschicht
Schutzschicht
Deckschicht
[cm]
3,5
÷
13,5
Abb. 1.6 Aufbau Fahrbahnbelag
siehe Abb. 1.6
siehe Abb. 1.3
RIZ Dicht 4
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorgang : Beschreibung des Bauwerks
Verfasser : Michael Hesse
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1.1.7 Fahrbahnübergangskonstruktion
Die Fahrbahnübergänge werden mit der Übergangskonstruktion
Multiflex
T160 der Fa. SHW oder vergleichbar ausgestattet. Die
Konstruktion ist mit einer Bauteilhöhe von 80 mm vollständig im
Bereich des Belags untergebracht und kann Fugenspalten bis 220
mm überspannen. Es sind darüber hinaus nur geringe Vertiefun-
gen erforderlich.
1.1.8 Korrosionsschutz, Schutz gegen Tausalze
Der Kappenbeton ist Frost- und Tausalzbeanspruchung ausge-
setzt. Die Betonqualität ist nach Umweltklasse XF4 gemäß DIN
EN 206, Tab. 1 sicherzustellen.
Die Stahlgeländer erhalten das Korrosionsschutzsystem Nr. 6
nach ZTV - KOR 92 Beiblatt 1. Der Aufbau besteht aus einer Feu-
erverzinkung nach DIN 50976 und zwei Deckbeschichtungen auf
Epoxydharz- und Polyuhrethangrundlage.
1.1.9 Entwässerung
Mit einer Längsneigung von 1 % sowie einer Brückenfläche von
204 m² sind Brückeneinläufe in einem Abstand von maximal 25 m
anzuordnen. Da das zu bemessende Bauwerk nur eine Gesamt-
länge von 13,60 m aufweist, sind auf dem Überbau keine Brü-
ckeneinläufe erforderlich. Das anfallende Oberflächenwasser wird
an den beiden Überbauenden in Straßenabläufe gefasst.
DIN EN 206, Tab. 1
ZTV KOR 92, Beiblatt 1
und DIN 50976
Holst, K.-H., Brücken aus
Stahlbeton und Spannbe-
ton, 9.2
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorgang : Beschreibung des Bauwerks
Verfasser : Michael Hesse
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1.1.10 Absturzsicherungen, Schutzeinrichtungen
Die Kappen werden gemäß RIZ ,,Kap 5" mit einem Schrammbord
hergestellt. Seine Höhe beträgt h
SB
= 0,07 m. Die Geh- und Rad-
wegbereiche erhalten auf den Außenseiten ein Füllstabgeländer
nach RIZ ,,Gel 5" mit einer Geländerhöhe von 1,20 m. Da die Län-
ge des Geländers mit 21,00 m den Grenzwert von 20,00 m über-
schreitet, ist hier ein innenliegendes Drahtseil anzuordnen. Zu-
sätzlich werden Schutzplanken mit Aufsatzgeländer gemäß RIZ
,,Gel 8" angeordnet.
RIZ ,,Kap 5"
RIZ ,,Gel 5"
RIZ ,,Gel 8"
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorgang
: Entwurfsparameter
Verfasser : Michael Hesse
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1.2 Entwurfsparameter
Tabelle 1.1 Entwurfsparameter
Geometrie
Gesamtlänge
L = 13,60 m
Stützweite l
eff
= 12,00 m
Brückenfläche
A = 204,00 m²
Breite zwischen den Geländern
B = 15,00 m
Breite der Fahrbahn
w = 8,00 m
Kreuzungswinkel 100
gon
Konstruktionshöhe
h = 0,85 m
Höhe Fahrbahnbelag
h
FB
= 0,08
÷ 0,18 m
Gesamtbauhöhe in Brückenmittelachse
h
M
= 1,03 m
Lichte Durchflusshöhe
z ~ 2,00 m
Höhe über Gelände bez. auf NN
H = 102,25 m
Biegeschlankheit
= 14,10
Baustoffe
Beton C
30/37
Betonstahl S
500
Sonstige Randbedingungen
Umweltklasse XF4
Nachweisbedingung Kategorie
D
Straßenkategorie A
II
Entwurfsgeschwindigkeit 100
km/h
Verkehrsspezifische Lasten
Lastmodell 1
Q
= 0,8;
q
= 1,0
Lastmodell 2
Q
= 0,8
Fb 102, Kap. II, 3.1.2.4
DIN 488 - 1
DIN EN 206, 4.1 Tab. 1
Fb 102, Kap. II, 4.4.0.3
Fb 101, Kap. IV, 4.3.2 (5)
Fb 101, Kap. IV, 4.3.2 (5)
Fb 101, Kap. IV, 4.3.3 (1) P
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorgang
: Materialkennwerte
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1.3
Materialkennwerte
1.3.1
Beton
Betonfestigkeitsklasse:
C
30/37
charakteristische Druckfestigkeit::
f
ck
= 30,0 MN/m²
Mittelwert der Zugfestigkeit:
f
ctm
= 2,9 MN/m²
Teilsicherheitsbeiwerte
Grundkombination:
c
= 1,5
Außergewöhnliche Kombination:
c
= 1,3
Elastizitätsmodul:
E
cm
= 32.000 MN/m²
Fb 102, Kap. II, 3.1
und DIN EN 206
Fb 102, Kap. II, 3.1.2.4,
Tab. 3.1
Fb 102, Kap. II,
3.1.2.4, Tab. 3.1:
f
ck
entspricht der Zylin-
derdruckfestigkeit
Fb 102, Kap. II, 3.1.2.4,
Tab. 3.1
Fb 102, Kap. II,
2.3.3.2 Tab. 2.3
Fb 102, Kap. II,
2.3.3.2 Tab. 2.3
ausgenommen Erdbeben
Fb 102, Kap. II, 3.1.2.5.2,
Tab. 3.2
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Vorgang
: Materialkennwerte
Verfasser : Michael Hesse
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Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
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Datum: 20.06.2001
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1.3.2 Betonstahl
Stahlgüte:
S
500
Teilsicherheitsbeiwerte
Grundkombination:
S
= 1,15
Außergewöhnliche
Kombination:
S
= 1,00
Elastizitätsmodul:
E
S
= 200.000 MN/m²
Nennstreckgrenze:
f
yk
= 500 MN/m²
charakteristische
Zugfestigkeit:
f
tk
= 550 MN/m²
Duktilitätsklasse:
Klasse
H
Die Betondeckung wird im Fb 102, Kap. II, 4.4.3.3, Tab. 4.101 vor-
geschrieben mit:
allgemein:
c
min
= 4,0 cm
c
nom
= 4,5 cm
Kappen bei Straßenbrücken
· nicht betonberührte Fläche:
c
min
= 4,0 cm
c
nom
= 4,5 cm
· betonberührte
Fläche:
c
min
= 2,0 cm
c
nom
= 2,5 cm
Mindestbewehrung
allgemein:
d
s
10 mm
s
20 mm
DIN 488-1
Fb 102, Kap. II, 2.3.3.2,
Tab. 2.3
ausgenommen Erdbeben
Fb 102, Kap. II, 3.2.4.3 (1)
Fb 102, Kap. II, 3.2,
Tab. R.2
Fb 102, Kap. II, 3.2,
Tab. R.2
Fb 102, Kap. II, 4.1.3.3,
Tab. 4.101
Fb 102, Kap. II, 4.1.3.3,
Tab. 4.101
Fb 102, Kap. II, 4.1.3.3,
Tab. 4.101
Fb 102, Kap. II,
4.4.2.2.1, (103) P
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
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Block :
Vorbemerkungen
Seite: 18
Vorgang
: Materialkennwerte
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
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Datum: 20.06.2001
Proj. Nr.: 1600
Alle äußeren und inneren Begrenzungsflächen (z.B. bei Hohlkäs-
ten) von scheiben- und plattenartigen Bauteilen müssen eine
kreuzweise angeordnete Bewehrung erhalten. Der Bewehrungs-
grad, bezogen auf den Betonquerschnitt, darf den Wert 0,06 %
nicht unterschreiten. Dabei ist zwingend einzuhalten:
Stabdurchmesser
d
s
10 mm
Stababstand von s
200 mm
Mit h = 0,85 m und
µ = 0,06 ergibt sich eine erforderliche Ober-
flächenbewehrung von:
a
s, req
= 0,85
0,06 100 = 5,10 cm²/m
gewählt:
Ø 10, s = 15 cm
kreuzweise für alle Begrenzungsflächen
mit a
s,prov
= 5,24 cm²/m > a
s, req
= 5,10 cm²/m
Fb 102, Kap. II, 5.4.1.2.,
(100) P
Fb 102, Kap. II, 5.4.1.2.,
(100) P
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
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Vorgang : Vorschriften und Unterlagen
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
1.4 Maßgebende Vorschriften und Unterlagen
Tabelle 1.2 Maßgebende Vorschriften und Unterlagen
verw. Abk.
Bezeichnung
Fassung
DIN Fachbericht 101 Fb 101
Einwirkungen auf Brücken
04/2001
DIN Fachbericht 102 Fb 102
Betonbrücken
04/2001
Eurocode 1
Grundlagen der Tragwerksplanung
und Einwirkungen auf Tragwerke
DIN V ENV 1991-1
EC1 T1
Grundlagen der Tragwerksplanung
12/1995
DIN V ENV 1991-2-1
EC1 T2-1
Einwirkungen auf Tragwerke
Wichten, Eigenlasten und Nutzlasten
01/1996
DIN V ENV 1991-2-4
EC1 T2-4
Einwirkungen auf Tragwerke
Windlasten
12/1996
DIN V ENV 1991-2-5
EC1 T2-5
Einwirkungen auf Tragwerke
Temperatureinwirkungen
01/1999
DIN V ENV 1991-2-6
EC1 T2-6
Einwirkungen auf Tragwerke
Einwirkungen während der Ausführung
08/1999
DIN V ENV 1991-3
EC1 T3
Verkehrslasten auf Brücken
08/1996
Richtlinie zur Anwen-
dung der DIN V ENV
1991-3
NAD EC1 T3 Verkehrslasten auf Brücken
12/1999
Eurocode 2
Planung von Stahlbeton- und
Spannbetontragwerken
DIN V ENV 1992 1-1
EC2 T 1-1
Grundlagen und Anwendungsregeln für
den Hochbau
06/1992
Richtlinie zur Anwen-
dung der DIN V ENV
1992 1-1
NAD EC2
T 1-1
Grundlagen und Anwendungsregeln für
den Hochbau
04/1993
DIN V ENV 1992-2
EC2 T2
Betonbrücken
10/1997
Richtlinie zur Anwen-
dung der DIN V ENV
1992-2
NAD EC2 T2 Betonbrücken
12/1999
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
Vorbemerkungen
Seite: 20
Vorgang : Vorschriften und Unterlagen
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
DIN EN 206
DIN EN 206
Beton, Eigenschaften, Herstellung,
Verarbeitung
08/1997
Richtlinie zur Anwen-
dung der DIN EN 206
NAD DIN
ENV 206
Beton, Eigenschaften, Herstellung,
Verarbeitung
11/1990
Richtzeichnung
RIZ Kap 5
Außenkappe mit Geh- und / oder Rad-
weg
05/1995
Richtzeichnung
RIZ Gel 8
Aufsatzgeländer für einfache Distanz-
schutzplanken
12/1996
Richtzeichnung
RIZ Gel 5
Füllstabgeländer mit Kurzpfosten
12/1996
DIN 1055 - 1
DIN 1055 - 1 Einwirkungen auf Tragwerke
03/2000
DIN 488 - 1
DIN 488 - 1
Betonstahl, Sorten, Eigenschaften,
Kennzeichen
09/1984
E DIN 1045 - 1
DIN 1045 - 1
Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und
Spannbeton
12/1998
prEN 1337 T-1
EN 1337 T1
Lager im Bauwesen / Allgemeine An-
forderungen
03/1994
prEN 1337 T-3
EN 1337 T3 Lager im Bauwesen / Elastomerlager
12/1996
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
Ermittlung der charakt. Einwirkungen
Seite: 21
Vorgang
: Berechnungsgrundlagen
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
2 Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen
2.1 Berechnungsgrundlagen
Bei der zu bemessenden Brückenkonstruktion handelt es sich um
eine einfeldrige Stahlbetonplatte. Diese wird für die Berechnung in
eine Fahrbahnplatte und die Kragarme unterteilt. Bei der Fahr-
bahnplatte handelt es sich mit einer effektiven Länge von l
eff
=
13,60 m, einer Breite b
FB
= 8,00 m und einer Höhe von 0,85 m
nach Fb 102, Kap. II, 5.4.3 (1) um eine einachsig gespannte Plat-
te.
Nachweis:
b
FB
= 8,00 m
4 · h = 4 · 0,85 m = 3,40 m
Platte
l
eff
= 13,60 m
4 · h = 4 · 0,85 m = 3,40 m
Platte
Die Kragarme werden eigenständig bemessen. Die Ermittlung der
Schnittgrößen aus den charakteristischen Einwirkungen erfolgt im
Kapitel 3.1. Diese Schnittgrößen werden als Randlasten an den
Längsseiten der Fahrbahnplatte angetragen.
Fb 102, Kap. II, 5.4.3 (1)
b
FB
, l
eff
4 · h
siehe Abb. 2.1
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
Ermittlung der charakt. Einwirkungen
Seite: 22
Vorgang : Darstellung des statischen Systems
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
2.2 Darstellung des statischen Systems
(Systemskizze)
0,85
8,00
ly
Au
flag
e
rac
hs
e
Au
flag
e
rac
hs
e
12,00
0,80
0,80
lx
m
r
v
r
m
r
v
r
Abb. 2.1 Systemskizze
8,
00
12,00
0,80
Lager 3
0,
80
0,80
Lager 4
Lager 1
0,
80
Lager 2
6,
40
Abb. 2.2 Lagerplan
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
Ermittlung der charakt. Einwirkungen
Seite: 23
Vorgang : Ständige Einwirkungen
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
2.3 Ständige
Einwirkungen
2.3.1 Eigengewicht Fahrbahnplatte
g
k,1
=
Normalbeton
· h = 25 kN/m³ · 0,85 m = 21,25 kN/m²
2.3.2 Eigengewicht Fahrbahnbelag
Schutzschicht:
Die Schutzschicht besteht aus Asphaltbeton.
Sie wird in einem Dachprofil mit Querneigun-
gen von jeweils 2,5 % auf die Fahrbahnplatte
aufgebracht. Die Höhe der Schutzschicht am
Schrammbord beträgt 3,5 cm, entlang der
Längsachse der Fahrbahnplatte 13,5 cm.
g
k,2
=
Asphaltbeton
· h
SS
= 24 kN/m³ · 0,035
÷ 0,135 m
= 0,84
÷ 3,24 kN/m²
Deckschicht:
Für den Mehreinbau wird zusätzlich eine
gleichmäßig verteilte Last von 0,50 kN/m² an-
gesetzt. In der DIN 1055-1, Tab. 11 ist das
Raumgewicht für Gussasphalt mit 23 kN/m³
angegeben. Jedoch ist nach Fb 101, Kap. III
für den Fahrbahnbelag eine Flächenlast von
Belag
24 kN/m³ anzuwenden.
g
k,3
=
Gussasphalt
· h
DS
+ 0,50 = 24 kN/m³ · 0,035 + 0,50 = 1,34 kN/m²
Summe Eigengewicht: g
FB
= 23,43
÷ 25,83 kN/m²
DIN 1055-1, 5.1, Tab. 1
DIN 1055-1, 5.10, Tab. 11
Fb 101, Kap. IV,
4.10.1 (1) P
Fb 101, Kap. III,
Fb 101, Kap. IV,
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
Ermittlung der charakt. Einwirkungen
Seite: 24
Vorgang : Ständige Einwirkungen
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
2.3.3 Ständige Last Kragarm und Kappe
Die Eigengewichte des Kragarms und der Kappe erzeugen Li-
nienquerkräfte und Linienmomente an den beiden Rändern der
Fahrbahnplatte. Dazu werden die Querschnittsflächen der Krag-
arme und der darauf liegenden Kappen mittels CAD- Programm
ermittelt und mit den jeweiligen Raumgewichten multipliziert. Die
Schutz- und Leiteinrichtungen werden jeweils mit einer Linienlast
von 0,50 kN/m in Rechnung gestellt. Das Randmoment errechnet
sich aus der Multiplikation der Flächengewichte sowie der Linien-
lasten mit den zugehörigen Exzentrizitäten e
i
.
Nr. Fläche
[m²]
Raumgewicht
[kN/m³]
Randquerkraft v
r
,
k
[kN/m]
Exzentrizität e
i
[m]
Randmoment m
r
,
k
[kNm/m]
1 0,16
25
4,00
3,59
-14,36
2 0,51
25
12,75
1,70
-21,68
3 0,95
25
23,75
1,59
-37,76
4
0,50
3,52
-1,76
5
0,50
0,91
-0,46
Summe 41,50
-76,02
Tab. 2.1 Randschnittgrößen Kragarm aus Eigengewicht
=
=
= 0,95m
²
3
=
=
=
= 0,16m
²
1
4
= 0,51m
²
2
m
r
q
r
e
2
1,70m
e
1
3,59m
e
3
1,59m
e
4
3,52m
e
5
0,91m
5
Abb. 2.3 Randschnittgrößen am Kragarm aus Ständiger Belastung
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
Ermittlung der charakt. Einwirkungen
Seite: 25
Vorgang : Veränderliche Einwirkungen
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
2.4 Veränderliche
Einwirkungen
2.4.1 Lastmodell 1: Doppelachse und Gleichlast
Die Breite w der Fahrbahn wird nach Fb 101, Kap. IV, 1.4.2.1 zwi-
schen den Schrammborden gemessen, da die Schrammbordhöhe
h
SB
0,07 m beträgt. Die Aufteilung der Fahrbahntafel erfolgt nach
Fb 101, Kap. IV, 4.2.3, Tab. 4.1:
6,00 m
w = 8,00 m 9,00 m
anzusetzen sind zwei Fahrstreifen mit einer Breite von je
w
i
= 3,00 m und einer Restbreite von 2,00 m
Das Lastmodell 1 besteht aus Einzellasten und Flächenlasten. Sie
werden unterschiedlich groß in den Fahrstreifen und der Restflä-
che angesetzt. Das Kernstück dieses Lastmodells besteht aus der
Doppelachse, welche ein bewegliches Regelfahrzeug simuliert.
Die Fahrstreifen 1 und 2 werden unmittelbar nebeneinander ohne
Restfläche in Querrichtung ungünstigst angeordnet. Die Doppel-
achsen sind in Querrichtung nebeneinander stehend angenom-
men.
Die Bemessungslasten beinhalten einen Anpassungsfaktor
,
welcher die Relation zu den Belastungsverhältnissen herstellt, die
aus der Größe und Dichte des Verkehrs herrühren.
Die Zahlenwerte sind aus dem Fb 101, Kap. IV, 4.3.2, Tab. 4.2
entnommen. Sie enthalten bereits den dynamischen Erhöhungs-
faktor.
Die Radaufstandsfläche hat die Abmessungen 0,40 x 0,40 m.
Fb 101, Kap. IV, 1.4.2.1
Fb 101, Kap. IV, 4.2.3
Tab. 4.1
Fb 101, Kap. IV,
4.2.4, Abb. 4.1
siehe Abb. 2.4
Fb 101, Kap. IV,
4.2.5 (1) P
Fb 101, Kap. IV,
4.3.2 (5), Tab. 4.2
Fb 101, Kap. IV, 4.3.2,
Tab. 4.2
Fb 101, Kap. IV, 4.3.2,
Abb. 4.2
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
Ermittlung der charakt. Einwirkungen
Seite: 26
Vorgang : Veränderliche Einwirkungen
Verfasser : Michael Hesse
Hochschule Anhalt (FH)
Programm :
Bauwerk : Straßenbrücke über den Rödelbach
ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
3,
00
3,00
2,
00
6,00
6,00
Fahrstreifen 2
W1
W
W2
Fahrstreifen 1
q
1k
=
. 9,00kN/m²
q
2k
=
. 2,50kN/m²
Q
1k
=
. 300kN
Q
2k
=
. 200kN
3,00
2,
00
0,50
2,20
0,50
1,20
0,5
0
Radaufstandsfläche
0,40 x 0,40m
Doppelachse
0,50
Restfläche
Abb. 2.4 Lastmodell 1
Bauteil :
Stahlbetonüberbau
Archiv Nr.:
Block :
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Verfasser : Michael Hesse
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ASB Nr.:
Datum: 20.06.2001
Proj. Nr. 1600
Als Anpassungsfaktor für die Einzellasten
Q1,2
ist der Wert 0,8
anzusetzen. Im Fahrstreifen 1 beträgt der Grundwert der Achslast
300 kN, im Fahrstreifen 2 beträgt dieser 200 kN.
Somit ergibt sich für die Bemessungsachslasten:
Q1
· Q
1k
= 0,8 · 300 kN = 240 kN
Q2
· Q
2k
= 0,8 · 200 kN = 160 kN
Für die gleichmäßig verteilte Last q
i,k
ist als Anpassungsfaktor der
Wert
q1,2
= 1,0 anzusetzen. Somit errechnet sich für den Fahr-
streifen 1 eine gleichmäßig verteilte Last q
1,k
= 9,0 kN/m² und im
Fahrstreifen 2 sowie in der Restfläche eine gleichmäßig verteilte
Last q
2,k
= 2,5 kN/m².
Damit ergibt sich:
q1
· q
1k
= 1,0 · 9,0 kN/m² = 9,0 kN/m²
q2
· q
2k
= 1,0 · 2,5 kN/m² = 2,5 kN/m²
Fb 101, Kap. IV,
4.3.2 (5), Tab. 4.2
Fb 101, Kap. IV,
4.3.2 (5), Tab. 4.2
Fb 101, Kap. IV,
4.3.2 (5), Tab. 4.2
Fb 101, Kap. IV,
4.3.2 (5), Tab. 4.2
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Proj. Nr. 1600
2.4.2 Lastmodell 2: Einzelachse
Dieses Modell besteht aus einer Einzelachse des Lastmodells 1,
welche in beliebigen Stellungen auf der Fahrbahn angeordnet
wird. Es dient ausschließlich für örtliche Einzeluntersuchungen,
um mögliche, für die weitere Bemessung maßgebende Ergebnisse
zu erzielen. Die Radaufstandsfläche bildet analog wie bei der
Doppelachse des Lastmodells 1 ein Quadrat mit einer Seitenlänge
von 0,40 m.
Zur Ermittlung des charakteristischen Wertes Q
k
wird
Q
= 0,8 als
Anpassungsfaktor mit dem Grundwert der Achslast Q
ak
= 240 kN
multipliziert.
Somit ergibt sich:
Q
k
=
Q
· Q
ak
= 0,8 · 240 = 192,0 kN
Der dynamische Erhöhungsfaktor ist dabei bereits berücksichtigt.
2,
00
Parallele zur Brückenlängsachse
Radaufstandsfläche 0,40 x 0,40m
Abb. 2.5 Lastmodell 2
Fb 101, Kap. IV,
4.3.3 (1) P
Fb 101, Kap. IV,
4.3.3 (2) P
Fb 101, Kap. IV,
4.3.3 (1) P
Fb 101, Kap. IV,
4.3.3 (1) P
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2.4.3 Lasten aus Bremsen und Anfahren
Die Bremslast Q
br,k
wirkt in Höhe der Oberkante des fertigen Bela-
ges.
Der für die gesamte Fahrbahnbreite auf 900 kN begrenzte Wert
ergibt sich aus den Vertikallasten der Spur 1 wie folgt:
Q
br,k
= 0,6 ·
Q1
· (2 · Q
1,k
) + 0,10 ·
q1
· q
1k
· w
1
· L
mit:
Q;q,i
Anpassungsfaktor nach Kapitel 2.4.1
Q
1,k
charakteristischer Wert der Doppelachse in der
Spur
1
q
1k
charakteristischer Wert der Gleichlast in der
Spur
1
w
1
Spurbreite der maßgebenden Fahrspur
L
Länge des Überbaus
Dabei ist einzuhalten:
Q1
· 360 kN
Q
br,k
900
kN
Fb 101, Kap. IV,
4.4.1 (1) P
Fb 101, Kap. IV,
4.3.3 (2) P
Fb 101, Kap. IV,
4.4.1 (2) P
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Proj. Nr. 1600
Mit den eingesetzten Zahlenwerten ergibt sich eine Bremslast von
Q
br,k
= 0,6 · 0,8 · (2 · 300 kN)
+ 0,10 · 1,0 · 9,0 kN/m² · 3,00 m · 13,60 m
= 324,70 kN
Abgrenzungskriterium:
0,8 · 360 = 288
324,7 900
erfüllt.
Die Bremslast wird entlang der Mittellinie eines rechnerischen
Fahrstreifen angenommen.
q
br,k
= Q
br,k
/ L = 324,70 / 13,60 = 23,88 kN/m
Die Bremslast q
br,k
erzeugt ein Moment m
br,k
m
br,k
= q
br,k
· (d / 2 + d
FB
)
= 23,88 · (0,85 / 2 + 0,18) = 14,44 kNm/m
0,
61
Q
br,k
= 324,70 kN zugehörig:
q
br,k
= 23,88 kN/m
M
br,k
= 196,44 kNm
zugehörig: m
br,k
= 14,44 kNm/m
Abb. 2.6 Schnittkräfte aus Bremsen und Anfahren
Fb 101, Kap. IV,
4.4.1 (2) P
Fb 101, Kap. IV, 4.4.1 (3)
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2001
- ISBN (eBook)
- 9783832457341
- ISBN (Paperback)
- 9783838657349
- DOI
- 10.3239/9783832457341
- Dateigröße
- 1.6 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Hochschule Anhalt - Standort Dessau – Architektur und Bauingenieurwesen
- Erscheinungsdatum
- 2002 (August)
- Note
- 2,0
- Schlagworte
- brücke stahlbeton lastermittlung lastmodell fachbericht
