Fußgängerbrücke über die Vils

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1 Fußgängerbrücke über die Vils Zusammenfassung Unsere Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema: Entwurf und Berechnung einer Fußgängerbrücke über die Vils bei Ensdorf. Professor Dr. Ing. O. Springer stellte uns das Thema innerhalb einer Vorlesungsstunde vor. Die Konstruktion einer Fußgängerbrücke ist für uns Studenten sehr interessant, wodurch die Diplomarbeit gleich zu Ende der Vorlesungsstunde vergriffen war und es noch viele weitere Interessenten für diese Diplomarbeit gab. Zweck der Geh- und Radwegbrücke soll es sein, die Umweltstation des Klosters Salesianer Don Boscos nördlich der Vils mit dem dazugehörigen Naturpfad südlich der Vils zu verbinden. Außerdem kann durch die Brücke die Ortschaft Ensdorf an das Radwegnetz der Vils angeschlossen werden. Nach einer ersten Ortsbesichtigung, bei der wir digitale Fotos machten, war unsere Kreativität gefragt und wir überlegten uns viele mögliche Varianten einer Fußgängerbrücke. Nach einer Vorauswahl mit Prof. Dr. Ing. O. Springer führten wir für fünf Entwürfe eine Vorstatik und Vorbemessung durch. Bei der Vorbemessung wurden nur die zulässigen Spannungen und die zulässigen Durchbiegungen der Bauteile aus Holz oder Stahl berücksichtigt. Mit den gewonnenen Dimensionen ging es für uns anschließend darum, die Varianten in eine Form zu bringen, die es einem Laien ermöglicht, sich eine adäquate und genaue Vorstellung vom späteren realen Objekt zu bilden. Ideal dazu ist eine dreidimensionale Darstellung der Brücke. Zusätzlich wurden die Brücken in die digitalen Fotos eingefügt, um eine fotorealistische Wirkung der Bauwerke in der Landschaft zu erzeugen. Bei der Erstellung der 3-D-Zeichnungen nutzten wir die Programme der FH Regensburg: AutoCAD 2002 sowie Nemetschek Allplan FT 16. Beide Programme bieten unterschiedliche Vorteile, aber auch vereinzelt Nachteile beim konstruktiven Zeichnen sowie beim dreidimensionalen Modellieren. Um die Varianten vergleichbar zu machen, wurde für jede Brücke eine Massenermittlung und daraus eine Kostenschätzung mit gleichen Randbedingungen erstellt.

2 Die im Folgenden dargestellten Entwürfe wurden von uns bei einer Besprechung mit allen Beteiligten (Bürgermeister, Vertreter des Wasserwirtschaftsamtes Amberg, Leiter der Umweltstation, Vertreter der örtlichen Presse und Mitglieder des Bundes Naturschutzes) vorgestellt, Vor- und Nachteile der Varianten erläutert und deren geschätzte Kosten gegenübergestellt. Entscheidend für die Gemeinde Ensdorf, die als Kostenträger aufkommt, ist es, eine kostengünstige Lösung zu finden, die von ortsansässigen Firmen errichtet werden kann. Dabei fließt mit ein, dass Holz für die geplante Brücke gespendet wird und sich viele Freiwillige anbieten, bei der Herstellung der Brücke zu helfen. Somit kommt bei der Auswahl der Varianten diejenige in Frage, die zum größten Teil aus Holz besteht und deren Herstellung auch vom Nichtfachmann unterstützt werden kann. Somit entschieden sich die Anwesenden für die Holz Segmentbogen Brücke. Ein endgültiger Beschluß kann jedoch erst im Rahmen einer Gemeinderatssitzung gefaßt werden. Variante 1: Holz Rahmen Brücke

3 Variante 2: Stahl Rahmen Brücke Variante 3: Holz Segmentbogen Brücke

4 Variante 4: Stahlpylon Brücke Variante 5: Massiv Brettschichtholz Trogbrücke

5 Anschließend ging es für uns an die Ausarbeitung des Holz Segmentbogens. Dabei sollte anstatt der oben dargestellten Treppe eine in Flußrichtung parallele, behindertengerechte, Mutter-Kind-gerechte, radfahrerfreundliche Rampe geplant werden, die gleichzeitig den Flussquerschnitt der Vils bei Hochwasser nicht zu sehr einengt. Die Statik wurde mit dem Programm 610 von mb-statiksoftware berechnet. Die Lastannahmen für Geh- und Radwegbrücken richten sich nach der DIN 1072 (Lastannahmen für Straßen- und Wegbrücken). Mit den berechneten Schnittgrößen wurden nun alle Bauteile bemessen. Einige Bauteile, wie z. B. das Geländer wurden nach einschlägigen Vorschriften entworfen und die Anschlußdetails konstruiert und berechnet. Bei der Konstruktion der Bauteile und deren Verbindungen wurde auf einen konstruktiven Holzschutz besonderer Wert gelegt, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Für den Holzbohlenbelag ist eine Verschleißschicht sowie eine maximale Durchbiegung für die Bemessung maßgebend. Der Verband, der im Bereich der Hauptträger angeordnet wird, ist für die Lastabtragung der Wind- sowie anderer Seitenlasten bemessen. In unserem bogenähnichen System entstehen durch das Eigengewicht und die Verkehrslast sehr große Normalkräfte im Haupttragwerk, so dass sich die großen Abmessungen der Segmentteile erklären. Beim Knicksicherheitsnachweis des Segmentbogens wurde eine Modellierung als Rahmen oder Bogen untersucht. Nach verschiedenen Berechnungen ergab sich eine systemnahe Knicklänge aus der Annahme eines Bogentragwerks. Die großen Normalkräfte drücken nun unter einem flachen Winkel auf die Fundamente. Dabei ergeben sich Schwierigkeiten, da das angrenzende Ufergebiet ausschließlich aus Anschwemmungen besteht. Das Ufer weist sehr schlechte Bodeneigenschaften auf und tragfähiger Boden ist erst in sehr großer Tiefe anzutreffen. Dies konnte aus Bohrprofilen der Straßenbrücke entnommen werden, die sich in unmittelbarer Nähe zu unserer geplanten Brücke befindet. Eine Flachgründung ist somit nicht möglich, da ein Bodenaustausch oder eine Bodenverbesserung einen zu großen Eingriff in die Natur darstellen. Eine preiswerte und kostengünstige Variante ergab sich mit der Wahl von Kleinverpresspfählen. Dies

6 ist zusätzlich eine umweltschonende Gründung, da sie mit kleinem Gerät ausgeführt werden kann. Dabei wirkt das Fundament hauptsächlich zur Lastverteilung. Die Zugund Druckkraft wird von den Wurzelpfählen aufgenommen. Die nachfolgende fotorealistische Darstellung zeigt unseren ausgearbeiteten Entwurf. Dabei ist auch die Rampe, der Anschluß des Schotterweges sowie das Geländer in der geplanten Ausführungsvariante dargestellt. Holz Segmentbogen Brücke: Abschließend kann gesagt werden, dass die Diplomarbeit in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Ing. O. Springer sehr interessant war, uns beiden sehr viel Spaß gemacht hat und wir auch jede Menge dabei lernen konnten. Besonders hervorheben möchten wir hier noch einmal die Präsentation unserer Varianten vor den Beteiligten. Es ist mit Sicherheit eine Erfahrung, die uns auf unser künftiges Berufsleben als Bauingenieure vorbereitet hat. Robert Kellner Michael Schätzl