Neue Vorschriften im Brückenbau erste Erfahrungen an Hand von Beispielen aus der Praxis

Transkript

1 Peter Otte, Dirk Podeyn Neue Vorschriften im Brückenbau erste Erfahrungen an Hand von Beispielen aus der Praxis Linstow,, Folie 1

2 Inhalt 1. Entwicklung der Verkehrsbelastung 2. Beispiel 1: L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg 3. Beispiel 2: L 25, Schleusenbrücke Mirow 4. Beispiel 3: MST 6, Klenzbrücke Seewalde 5. Zusammenfassung und Ausblick Folie 2

3 Entwicklung der Verkehrsbelastung Folie 3

4 Entwicklung der Verkehrsbelastung Folie 4

5 Nachweis der Dekompression DIN - Fachbericht 102 statisch unbestimmte Tragwerke => unter quasi-ständiger Belastung ψ 2 = 0,2 (TS+UDL) ψ 2 = 0,5 (Temperatur) Ermüdungsnachweise in Längsrichtung immer erforderlich! statisch bestimmte Tragwerke => unter häufiger Belastung ψ 2 = 0,75 / 0,40 (TS/UDL) ψ 2 = 0,6 (Temperatur) Ermüdungsnachweise in Längsrichtung nicht erforderlich! EC 2-2 / NA statisch unbestimmte Tragwerke => unter quasi-ständiger Belastung ψ 2 = 0,2 (TS+UDL) ψ 2 = 0,5 (Temperatur) Ermüdungsnachweise in Längsrichtung immer erforderlich! statisch bestimmte Tragwerke => unter quasi ständiger Belastung, jedoch ψ 2 = 0,5 (TS+UDL) ψ 2 = 0,6 (Temperatur) Ermüdungsnachweise in Längsrichtung immer erforderlich! Folie 5

6 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Folie 6

7 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Variante Betonverbund Folie 7

8 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg l = 26,80 m h = 1,42 m = l / 19 Variante Betonverbund Folie 8

9 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Vorspannzeitpunkt: Nachweis der Betondruckspannungen Verkehrsübergabe: Nachweis der Spannstahlspannungen t = : Nachweis der Dekompression Variante Betonverbund maßgebliche Nachweise nach DIN FB 102 Folie 9

10 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Variante Betonverbund Dekompression nach DIN FB 102 Folie 10

11 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Variante Betonverbund Dekompression nach EC 2-2/NA Folie 11

12 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg DIN - Fachbericht 102 (LM1) UDL: 799 knm TS: 1137 knm 1936 knm Dekompression: 0, , = 1172 knm Randspannung infolge Verkehr: σ=m/w=1,172 / 0,2637 = 4,44 N/mm² EC 2-2 / NA (LMM) UDL: 1154 knm TS: 1428 knm 2582 knm = + 33 % Dekompression: 0, , = 1291 knm = +10 % Randspannung infolge Verkehr: σ=m/w=1,291 / 0,2637 = 4,90 N/mm² Spannungserhöhung ohne sekundäre Effekte durch Schwinden und Kriechen: 4,90 4,44 = + 0,46 << 4,55 N/mm² Programm rechnet falsch! Folie 12

13 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Variante Betonverbund Dekompression nach EC 2-2/NA mit Korrektur Folie 13

14 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Lastfall maximales Torsionsmoment T ed, zugehörige Querkraft V z,d : T Rd,max = 2 ν α cw f cd A k t ef,i sinθ cosθ = 1614 knm vorh. T e,d = 1816 knm > 1614 knm, Nachweis ist nicht erfüllt, Querschnitte müssten geändert werden! aber: keine Vergrößerung der Überbauhöhe (Vorgabe Auftraggeber) keine Verbreiterung der Balkenbreite (Überschreitung Kranbelastung) => Änderung des Entwurfes mit torsionssteiferen Balken erforderlich! Variante Betonverbund Nachweis der Druckstrebe Folie 14

15 L 282, Brücke über die Bahn bei Strasburg Variante Ortbeton zweistegiger Plattenbalken Folie 15

16 L 25, Schleusenbrücke Mirow Folie 16

17 L 25, Schleusenbrücke Mirow vorhandene Brücke Folie 17

18 L 25, Schleusenbrücke Mirow Bauwerksentwurf nach DIN-Fachbericht Folie 18

19 L 25, Schleusenbrücke Mirow l = 11,50 m / 15,20 m h = 65 cm =l/23 Bauwerksentwurf nach DIN-Fachbericht Folie 19

20 L 25, Schleusenbrücke Mirow Dekompression nach DIN-FB 102 oben: max σ c = -0,11 N/mm² 0 Folie 20

21 L 25, Schleusenbrücke Mirow Betondruckspannungen nach DIN-FB 102:Iσ c I= 15,82 N/mm² 15,80 N/mm² Folie 21

22 L 25, Schleusenbrücke Mirow Belastung durch LMM Vergrößerung der Überbauhöhe um 10 cm Folie 22

23 L 25, Schleusenbrücke Mirow Besonderheit:Tragfähigkeitsnachweis als Vorspannung ohne Verbund! Folie 23

24 L 25, Schleusenbrücke Mirow Kombination für Ermüdungsberechnungen Folie 24

25 L 25, Schleusenbrücke Mirow keine Berücksichtigung der Vorspannung im Querschnittswiderstand! => Programm rechnet falsch! Folie 25

26 L 25, Schleusenbrücke Mirow Spannungsberechnung nach Krüger/Mertzsch: Spannbetonbau Praxis Folie 26

27 L 25, Schleusenbrücke Mirow Spannungsberechnung nach Krüger/Mertzsch: Spannbetonbau Praxis Folie 27

28 L 25, Schleusenbrücke Mirow Spannungsberechnung nach Script RWTH Aachen Folie 28

29 L 25, Schleusenbrücke Mirow Spannungsberechnung nach Krüger/Mertzsch: Spannbetonbau Praxis Folie 29

30 L 25, Schleusenbrücke Mirow Spannungsberechnung nach Krüger/Mertzsch: Spannbetonbau Praxis Folie 30

31 L 25, Schleusenbrücke Mirow Ermüdungsnachweis Betonstahl Folie 31

32 L 25, Schleusenbrücke Mirow Schädigungsäquivalente Spannungsschwingbreite: σ s,equ (N*) = η λ s σ s mit: = 1,778 1,393 51,94 η = 1,778 = 128,6 N/mm² >> 8 N/mm² λ s = φ fat λ s1 λ s2 λ s3 λ s4 = 1,393 σ s = 1,40 37,1 = 51,94 N/mm² γ f,fat σ s,equ (N*) σ Rsk (N*) / γ s,fat 1,0 128,6 < 175 / 1,15 128,6 N/mm² < 152,2 N/mm² Ermüdungsnachweis Betonstahl Folie 32

33 MST 6, Klenzbrücke Seewalde Folie 33

34 Vereinigung der Straßenbau- und Verkehrsingenieure MST 6, Klenzbrücke Seewalde ehemalige Holzbrücke Folie 34

35 MST 6, Klenzbrücke Seewalde vorhandene Brücke Folie 35

36 MST 6, Klenzbrücke Seewalde Bauwerksentwurf nach DIN-Fachbericht Folie 36

37 MST 6, Klenzbrücke Seewalde l = 7,50 m h = 50 cm = l / 15 Beton C 30/37 Bauwerksentwurf nach DIN-Fachbericht Folie 37

38 MST 6, Klenzbrücke Seewalde DIN-Fachbericht 102 EC 2-2 / NA unter nicht häufiger Einwirkungskombination unter seltener Einwirkungskombination Izul σ c I = 0,6 fck = 0,6 30 =18,0 N/mm² (C 30/37) Izul σ c I = 0,6 fck = 0,6 30 =18,0 N/mm² (C 30/37) Izul σ c I = 0,6 fck = 0,6 35 =21,0 N/mm² (C 35/45) Izul σ c I = 0,6 fck = 0,6 35 =21,0 N/mm² (C 35/45) Nachweis der Betondruckspannungen Folie 38

39 MST 6, Klenzbrücke Seewalde Nachweis nach DIN - Fachbericht 102: Iσ c I = 13,43 N/mm² < 18,0 N/mm² Folie 39

40 MST 6, Klenzbrücke Seewalde Nachweis nach EC 2-2 / NA: Iσ c I = 19,16 N/mm² > 18,0 N/mm2 Folie 40

41 MST 6, Klenzbrücke Seewalde Zulässige Betondruckspannungen sind für einen Beton C 30/37 überschritten Erhöhung der Betonfestigkeitsklasse auf C 35/45! Ivorh. σ c I = 19,16 N/mm² < 21,0 N/mm² Geometrische Abmessungen können beibehalten werden Folie 41

42 MST 6, Klenzbrücke Seewalde Ausführungsquerschnitt Folie 42

43 Zusammenfassung Auswirkungen der Normenumstellung auf vorhandene Bauwerksentwürfe können sehr unterschiedlich sein: Bahnbrücke Strasburg: komplette Änderung des Entwurfes und der Herstellungstechnologie Schleusenbrücke Mirow: Änderung der Querschnittsgeometrie Klenzbrücke Seewalde: Änderung der Betonfestigkeitsklasse Folie 43

44 Zusammenfassung Bekannte Empfehlungen für Schlankheiten sind nicht mehr anwendbar! Folie 44

45 Vielen Dank für f r Ihre Aufmerksamkeit! Ingenieurbüro ro Otte & Schulz GmbH & Co. KG Neustrelitz Folie 45