Bemessung von Stahlverbundbrücken
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- Herbert Lorentz
- vor 5 Jahren
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Transkript
1 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten Bemessung von Stahlverbundbrücken unter Verkehrslasten nach DIN EN /NA mit Nachweisen nach DIN-Fachberichten Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 1
2 Start 5 min 15 min 20 min 30 min Ablauf des Vortrages Einführung Aufgabenstellung Bauwerksüberblick Lastansatz Gegenüberstellung der Lastbilder Gegenüberstellung von Einzelschnittgrößen Ergebnisse Gegenüberstellung der Superposition Gegenüberstellung von Materialbedarf und Kosten Zusammenfassung Merkwürdiges, Grenzwertbetrachtungen Aufwandsentwicklung Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 2
3 Einführung Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 3
4 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 4
5 Bw 2, Kirchberg: L ges = 179,00 m Gesamtstützweite L max = 32,00 m größte Einzelstützweite B N = 11,60 m Nutzbreite B FB = 8,00 m Fahrbahnbreite Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 5
6 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 6
7 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 7
8 Bw 3, Bonnewitzer Grund: L ges = 207,50 m Gesamtstützweite L max = 55,00 m größte Einzelstützweite B N = 16,35 m Nutzbreite B FB = 12,75 m Fahrbahnbreite Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 8
9 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 9
10 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 10
11 Bw 567, Glinder Au: L ges = 99,00 m Gesamtstützweite L max = 38,00 m größte Einzelstützweite B N = 19,80 m Nutzbreite (BA I) B FB = 15,75 m Fahrbahnbreite Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 11
12 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 12
13 Lastansatz Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 13
14 Vergleich der Einwirkungen aus Straßenverkehrslasten LM1 nach DIN-FB 101 Bw 2 Kirchberg LMM nach DIN EN /NA (EC1) γ Q = 1,50 γ Q = 1,50 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 14
15 Vergleich der Einwirkungen aus Straßenverkehrslasten Bw 3 Bonnewitzer Grund LM1 nach DIN-FB 101 LMM nach DIN EN /NA (EC1) γ Q = 1,50 γ Q = 1,50 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 15
16 Vergleich der Einwirkungen aus Straßenverkehrslasten Bw 567 Glinder Au LM1 nach DIN-FB 101 LMM nach DIN EN /NA (EC1) γ Q = 1,50 γ Q = 1,50 Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 16
17 Gegenüberstellung der Einzelschnittgrößen Bw 2 - Kirchberg Einzelschnittgrößen aus Verkehrslast im GZT LM1 LMM LMM/LM1 Lagerkraft am Widerlager (Achse 10) [kn] ,0% Prozentsatz von Superposition 57% 63% Lagerkraft am Pfeiler (Achse 20) [kn] ,1% Prozentsatz von Superposition 40% 48% Moment im Randfeld (Feld 1) [knm] ,3% Prozentsatz von Superposition 50% 58% Moment im Mittelfeld (Feld 2) [knm] ,7% Prozentsatz von Superposition 53% 60% Moment an Stütze (Achse 30) [knm] ,4% Prozentsatz von Superposition 31% 40% Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 17
18 Gegenüberstellung der Einzelschnittgrößen Bw 3 - Bonnewitzer Grund Einzelschnittgrößen aus Verkehrslast im GZT LM1 LMM LMM/LM1 Lagerkraft am Widerlager (Achse 70) [kn] ,9% Prozentsatz von Superposition 49% 57% Lagerkraft am Nebenpfeiler (Achse 50) [kn] ,9% Prozentsatz von Superposition 39% 48% Lagerkraft am Hauptpfeiler (Achse 40) [kn] ,7% Prozentsatz von Superposition 32% 40% Moment im Randfeld (Feld 6) [knm] ,3% Prozentsatz von Superposition 53% 62% Moment im Mittelfeld (Feld 3) [knm] ,4% Prozentsatz von Superposition 43% 52% Moment an Stütze (Achse 40) [knm] ,2% Prozentsatz von Superposition 29% 38% Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 18
19 Gegenüberstellung der Einzelschnittgrößen Bw Glinder Au Einzelschnittgrößen aus Verkehrslast im GZT LM1 LMM LMM/LM1 Lagerkraft am Widerlager (Achse 10) [kn] ,1% Prozentsatz von Superposition 49% 56% Lagerkraft am Pfeiler (Achse 20) [kn] ,9% Prozentsatz von Superposition 38% 47% Moment im Randfeld (Feld 1) [knm] ,0% Prozentsatz von Superposition 39% 45% Moment im Mittelfeld (Feld 2) [knm] ,0% Prozentsatz von Superposition 32% 39% Moment an Stütze (Achse 20) [knm] ,0% Prozentsatz von Superposition 34% 43% Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 19
20 Ergebnisse Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 20
21 Gegenüberstellung der Superposition Bw 2 - Kirchberg Superponierte Schnittgrößen im GZT DIN-FB EC1 EC1/DIN-FB Lagerkraft am Widerlager (Achse 10) [kn] ,1% Lagerkraft am Pfeiler (Achse 20) [kn] ,6% Moment im Randfeld (Feld 1) [knm] ,2% Moment im Mittelfeld (Feld 2) [knm] ,3% Moment an Stütze (Achse 30) [knm] ,3% Herstellungskosten, brutto [T ] ,7% Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 21
22 Gegenüberstellung der Superposition Bw 3 - Bonnewitzer Grund Superponierte Schnittgrößen im GZT DIN-FB EC1 EC1/DIN-FB Lagerkraft am Widerlager (Achse 70) [kn] ,7% Lagerkraft am Nebenpfeiler (Achse 50) [kn] ,0% Lagerkraft am Hauptpfeiler (Achse 40) [kn] ,3% Moment im Randfeld (Feld 6) [knm] ,4% Moment im Mittelfeld (Feld 3) [knm] ,6% Moment an Stütze (Achse 40) [knm] ,5% Herstellungskosten, brutto [T ] ,5% Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 22
23 Gegenüberstellung der Superposition Bw Glinder Au Superponierte Schnittgrößen im GZT DIN-FB EC1 EC1/DIN-FB Lagerkraft am Widerlager (Achse 10) [kn] ,6% Lagerkraft am Pfeiler (Achse 20) [kn] ,1% Moment im Randfeld (Feld 1) [knm] ,9% Moment im Mittelfeld (Feld 2) [knm] ,3% Moment an Stütze (Achse 20) [knm] ,1% Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 23
24 Zusammenfassung Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 24
25 Merkwürdiges DIN EN /NA = Eurocode EC1 mit Nationalem Anhang, Verkehrslast auf Brücken Bisher liegen keine Erfahrungen mit Nachweisen nach EC1 vor Semiprobabilistisches Sicherheitskonzept Nachweisführung mit Teilsicherheitsbeiwerten Im Vergleich zu DIN-FB 101 Erhöhung der charakteristischen Straßenverkehrslasten Einführung einer dritten Lastspur mit TS Nachweise im GZT partizipieren von der Reduzierung γ Q,DIN-FB = 1,50 auf γ Q,EC1 = 1,35 Nachweise im GZG übernehmen den Erhöhungsfaktor ungemindert Ungenügende Übersichtlichkeit Ewiges Blättern in vielen Dokumenten Warten auf Handbücher Kaum Unterschiede im Berechnungsaufwand Entwurfsstatik - Genehmigungsstatik Je mehr Lastspuren (B FB = 3,00 / 6,00 / 9,00 m), desto größer der Erhöhungsfaktor Bei Vergrößerung der Fahrbahnbreite in einer Spurklasse nimmt der Erhöhungsfaktor wieder ab. Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 25
26 18,0 Gegenüberstellung der Verkehrslastwirkung nach DIN-FB (γ Q = 1,50) und EC 1 (γ Q = 1,35) Einfeldträger Stabmodell - WW - b FB = 3,50 m - b N = 4,50 m 117,5% Moment M(d) [DIN-FB] 16,0 Moment M(d) [EC 1] 117,0% Moment [MNm] und Lastsumme [MN] aus Verkehr 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 Lastsumme V(d) [DIN-FB] Lastsumme V(d) [EC 1] Moment neu / alt Lastsumme neu / alt 116,5% 116,0% 115,5% 115,0% 114,5% 114,0% Schnittgröße neu / Schnittgröße alt [%] 2,0 113,5% 0,0 113,0% 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 Stützweite [m] Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 26
27 35,0 Gegenüberstellung der Verkehrslastwirkung nach DIN-FB (γ Q = 1,50) und EC 1 (γ Q = 1,35) Einfeldträger Stabmodell - RQ 9B - b FB = 6,50 m - b N = 10,10 m 128,0% Moment M(d) [DIN-FB] 30,0 Moment M(d) [EC 1] Lastsumme V(d) [DIN-FB] 126,0% Moment [MNm] und Lastsumme [MN] aus Verkehr 25,0 20,0 15,0 10,0 Lastsumme V(d) [EC 1] Moment neu / alt Lastsumme neu / alt 124,0% 122,0% 120,0% 118,0% Schnittgröße neu / Schnittgröße alt [%] 5,0 116,0% 0,0 114,0% 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 Stützweite [m] Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 27
28 40,0 Gegenüberstellung der Verkehrslastwirkung nach DIN-FB (γ Q = 1,50) und EC 1 (γ Q = 1,35) Einfeldträger Stabmodell - RQ 15,5B - b FB = 13,00 m - b N = 16,60 m 134,0% Moment M(d) [DIN-FB] 35,0 Moment M(d) [EC 1] Lastsumme V(d) [DIN-FB] 133,3% Moment [MNm] und Lastsumme [MN] aus Verkehr 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 Lastsumme V(d) [EC 1] Moment neu / alt Lastsumme neu / alt 132,5% 131,8% 131,0% 130,3% 129,5% Schnittgröße neu / Schnittgröße alt [%] 5,0 128,8% 0,0 128,0% 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 Stützweite [m] Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 28
29 Berechnung einer Massivbrücke Gegenüberstellung Umfang Vorschriftenwerke - Seitenanzahl im Format DIN A Vorschrift Seiten Vorschrift Seiten Vorschrift Seiten DIN 1072/BB: (Lasten Straßenbrücken) 22 DIN-FB 100 (Beton) 83 EC 0/NA (Grundlagen der Tragwerksplanung) 136 DIN 1045: (Beton und Stahlbeton) 84 DIN-FB 101 (Einwirkungen auf Brücken) 152 EC 1-1-1/NA (Einwirkungen, Allgemeines) 62 DIN 1075: (Betonbrücken) 13 DIN-FB 102 (Betonbrücken) 312 EC 1-1-4/NA (Einwirkungen, Wind) 190 DIN 4227-T1: (Spannbeton) 27 EC 1-1-5/NA (Einwirkungen, Temperatur) 44 EC 1-1-6/NA (Einwirkungen, Bauausführung) 41 EC 1-1-7/NA (Einwirkungen, Außergewöhnliches) 95 EC 1-2/NA (Einwirkungen, Verkehr auf Brücken) 184 EC 2-1-1/NA (Bemessung Massivbau, Allgemeines) 338 EC 2-2/NA (Bemessung Massivbau, Betonbrücken) 148 EC 7-1/NA (Geotechnik, Allgemeines) 182 DIN 1054/BB: (Nachweise Erd- und Grundbau) 30 DIN 1054/BB: (Nachweise Erd- und Grundbau) 118 DIN 1054: (Nachweise Erd- und Grundbau) 106 ZTV-K ZTV-ING: ZTV-ING: Summe Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 29
30 Berechnung einer Massivbrücke Gegenüberstellung Umfang Vorschriftenwerke - Seitenanzahl im Format DIN A4 Beschriebenes Papier Vorschrift Seiten Vorschrift Seiten Vorschrift Seiten DIN 1072/BB: (Lasten Straßenbrücken) 22 DIN-FB 100 (Beton) 83 EC 0/NA (Grundlagen der Tragwerksplanung) 136 DIN 1045: (Beton und Stahlbeton) 84 DIN-FB 101 (Einwirkungen auf Brücken) 152 EC 1-1-1/NA (Einwirkungen, Allgemeines) DIN 1075: (Betonbrücken) 13 DIN-FB 102 (Betonbrücken) 312 EC 1-1-4/NA (Einwirkungen, Wind) 190 Seitensumme DIN 4227-T1: (Spannbeton) 27 EC 1-1-5/NA (Einwirkungen, Temperatur) EC 1-1-6/NA (Einwirkungen, Bauausführung) 41 EC 1-1-7/NA (Einwirkungen, Außergewöhnliches) 95 EC 1-2/NA (Einwirkungen, Verkehr auf Brücken) 184 EC 2-1-1/NA (Bemessung Massivbau, Allgemeines) EC 2-2/NA (Bemessung Massivbau, Betonbrücken) 148 EC 7-1/NA (Geotechnik, Allgemeines) 182 DIN 1054/BB: (Nachweise Erd- und Grundbau) 30 DIN 1054/BB: (Nachweise Erd- und Grundbau) 118 DIN 1054: (Nachweise Erd- und Grundbau) ZTV-K ZTV-ING: ZTV-ING: Summe Jahr Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 30
31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Diskussion Erste Erfahrungen an Pilotprojekten der EIBS GmbH Anwendung der Verkehrslasten nach EC1 Folie 31
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