Warum stürzt eine Brücke nicht ein?

Transkript

1 Ilmbrücke, Tiefurter Park 1 Sternbrücke, Weimar Carsten Könke Institut für Strukturmechanik, Fakultät Bauingenieurwesen 21. November 2007 Warum stürzt eine Brücke nicht ein?

2 Wofür brauchen wir Brücken? Brücken über Verkehrswege (Straßen, Eisenbahnschienen, Kanäle) Autobahnkreuz Eiserne Brücke, Weimar Brücken über Verkehrswege 2

3 Wofür brauchen wir Brücken? Brücken über Täler Viaduc de Millau, Frankreich 2460 m Länge Bildquellen: Bernard Sullet, Mike Lehmann Talbrücken 343 m Höhe 3

4 Wofür brauchen wir Brücken? Brücken über Täler Viaduc de Millau, Frankreich 2460 m Länge 40 * Sternbrücke Bildquellen: Michael Bittdorfer Talbrücken 4

5 Wofür brauchen wir Brücken? Viaduc de Millau in Weimar Talbrücken 5

6 Wofür brauchen wir Brücken? Brücken über Flüsse Bildquellen: Felix Welzenbach, Aaron Logan Brücken über Flüsse Hohenzollernbrücke über den Rhein, Köln Golden Gate Bridge, San Francisco 6

7 Wofür brauchen wir Brücken? Brücken über Flüsse Bildquellen: Haragayato Brücken über Flüsse - Schwimmbrücken Schwimmbrücke in Japan 7

8 Wofür brauchen wir Brücken? Brücken über Flüsse Klappbrücke in Mannheim Brücken über Flüsse Bewegliche Brücken Tower Bridge, London 8

9 Tragwirkungen von Brücken - Balkenbrücken Widerlager Widerlager Zugkräfte Druckkräfte Tragwirkungen von Brücken 9

10 Tragwirkungen von Brücken - Bogenbrücken Bildquelle: wikipedia Tragwirkungen von Brücken Druckkräfte 10

11 Tragwirkungen von Brücken - Bogenbrücken Bogenbrücke mit untenliegender Fahrbahn, Rock Islands Bridge, USA Fahrbahn wird am Bogen aufgehängt Bogenbrücke mit obenliegender Fahrbahn, Talbrücke Wilde Gera Fahrbahn wird auf den Bogen aufgeständert Tragwirkungen von Brücken 11

12 Tragwirkungen von Brücken - Bogenbrücken Bogenbrücke mit in der Mitte liegender Fahrbahn, Lupu Bridge, Shanghai, China Tragwirkungen von Brücken Fahrbahn wird aufgehängt und aufgeständert 12

13 Die ältesten Brücken der Geschichte sind Bogenbrücken 275 m Länge Pont du Gard, Frankreich, römischer Aquädukt erbaut im 1. Jahrhundert nach Christus 49 m Höhe Pons Aemilius über den Tiber, Rom erbaut 174 v. Christus Historische Bogenbrücken 13

14 Tragwirkungen von Brücken - Hängebrücken Bildquelle: wikipedia Tragwirkungen von Brücken Zugkräfte Druckkräfte 14

15 Warum gibt es Brücken aus Holz, Stahl oder Beton? Jedes Material besitzt unterschiedliche Steifigkeit und Festigkeit F Material steifer Material fester u F F Mit welchen Materialien können Brücken gebaut werden? u 15

16 Warum gibt es Brücken aus Holz, Stahl oder Beton? Beton kann gut für die Aufnahme von Druckkräften eingesetzt werden 35 Autos bis der Betonzylinder kaputtgeht Mit welchen Materialien können Brücken gebaut werden? 16

17 Warum gibt es Brücken aus Holz, Stahl oder Beton? Beton kann gut für die Aufnahme von Druckkräften eingesetzt werden Lupu Bridge, Shanghai, China Teufelstalbrücke A4, Thüringen Mit welchen Materialien können Brücken gebaut werden? 17

18 Warum gibt es Brücken aus Holz, Stahl oder Beton? Stahl kann gut für die Aufnahme von Zugkräften eingesetzt werden 6 Autos bis der Stahlstab kaputtgeht Mit welchen Materialien können Brücken gebaut werden? 18

19 Warum gibt es Brücken aus Holz, Stahl oder Beton? Stahl kann gut für die Aufnahme von Zugkräften eingesetzt werden Akashi-Kaikyo Brücke, Japan Mit welchen Materialien können Brücken gebaut werden? 19

20 Manche Brücken schwingen wenn man darüberläuft, kann die Brücke deshalb einstürzen? Millennium Bridge über die Themse, London Schaukelbrücke Weimar Bildquelle: Michael Mertens, Arup Schaukelbrücke in Weimar 20

21 Sind Brücken schon eingestürzt? Einsturz der Tacoma Narrows Bridge, USA

22 Warum stürzen Brücken nicht ein? Brücken werden, wie viele andere Bauwerke, von Ingenieuren entworfen und berechnet. Heute wird dazu immer der Computer verwendet. Mit seiner Hilfe kann das Verhalten der Brücke unter verschiedenen Belastungen: Eigengewicht Wind und Verkehr Erdbeben vor dem Bau untersucht werden. Entwurf von Brückentragwerken 22

23 Wie baut man Brücken? Bau einer Brücke im Taktschiebeverfahren 23

24 Wie baut man Brücken? Bau einer Brücke im Taktschiebeverfahren Talbrücke Wilde Gera 24

25 Wie baut man Brücken? Bau einer Brücke im Taktschiebeverfahren Talbrücke Wilde Gera 25

26 Wie baut man Brücken? Bau einer Brücke im Freivorbau Niederwartha-Elbe Brücke 26

27 Warum (Wann) stürzen Brücken nicht ein? Wenn der Entwurf der Brücke durch gut ausgebildete Ingenieure geschieht, die sorgfältig arbeiten und alle denkbaren Lastwirkungen und Effekte bei der Dimensionierung berücksichtigt werden Wenn der Bau der Brücke sorgfältig geschieht und genau überwacht wird Wenn die Brücke im Betrieb regelmäßig kontrolliert wird und im Fall von Schädigungen Reparaturmaßnahmen durchgeführt werden Brücken gehören zu den spannendsten Ingenieurtragwerken an denen man als Bauingenieur mitwirken kann Zusammenfassung 27