Diplomarbeit. Lehrgebiet Spannbetonbau / Brückenbau. Thema

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1 Diplomarbeit Lehrgebiet Spannbetonbau / Brückenbau Thema Lösungsvorschläge für die Erneuerung der Brücke über die Bahnlinie Rosenheim Freilassing bei Hörafing im Zuge der B 304 Auswahl des günstigsten voruntersuchten Lösungsvorschlags, Vordimensionierung und Darstellung im Bauwerksplan Aufgabensteller: BOR Hr. Danzl, Straßenbauamt Traunstein Fachbetreuer: Prof. Dr. Ing. Othmar Springer Bearbeiter: Stefan Niedermeier

2 Inhaltsverzeichnis A Einführung Seite I Erläuterung der vorhandenen Situation 2 II Beschreibung des zu planenden Brückenbauwerks 3 III Vorgaben 4 1. Vorgaben Straßenbauamt Traunstein 4 2. Vorgaben der Bahn 5 3. Baugrundverhältnisse 5 B Lösungsvorschläge I Bestimmung wichtiger Kennwerte des Brückenbauwerks 6 II Einordnung der Brücke nach Tragsystem im Längsschnitt, Tragwerksart 11 im Querschnitt, Werkstoff III Eingrenzung auf sinnvolle Herstellmethoden in Verbindung mit der 14 entsprechenden Tragwerksart nach der Querschnittsausbildung IV Variantenplanung nach statischem System Vorbemerkung Zeichnerische Darstellung der verschiedenen Varianten Grober Vergleich der Varianten 30 C Wahl und Ausarbeitung des günstigsten Lösungsvorschlags I Wahl von statischen System und Querschnitt nach wirtschaftlichen, 31 gestalterischen und baubetrieblichen Gesichtspunkten II Berechnungen und Angaben zum Bauwerksplan Überbau - Näherungsweise Überprüfung der Dimensionen Fahrbahnübergangskonstruktion Lagerung Auswahl der Lagertypen und Anordnung Unterbau Entwässerung 45 III Darstellung im Bauwerksplan 46 IV Bauablauf 47 V Kostenermittlung 51 D Zusammenfassung 52 E Quellenverzeichnis 53 F Erklärung 54 G Anhang 55 Lagepläne / Höhenpläne werden als Datei beigefügt Bauwerksunterlagen alt Hinweis auf Baugrund Statik-Ausdrucke: Excel-Berechnung, FRILO-Ausdrucke, Sofistik-Darstellung Deckenbuch, Angabe Kreuzungswinkel, Achshöhenpunkte Unterlagen GUMBA LAST Unterlagen Fahrbahnübergänge Fa. Maurer und Söhne VFT-Bauweise Bauwerksplan Zip-Diplomarbeit

3 Hier einige Einblicke in die Diplomarbeit Erläuterung der vorhandenen Situation Die Bundesstraße 304, eine wichtige Verbindung für den regionalen Berufs- und Wirtschaftsverkehr, quert östlich von Hörafing die zweigleisige Hauptstrecke Rosenheim - Freilassing in Bahn-km 74,268. Sie ist somit der Straßenkategorie AII zuzuordnen. Das vorhandene Kreuzungsbauwerk [Baujahr 1928] hat eine licht Höhe von 5,37 m und eine lichte Weite von 8,50 m. Es befindet sich baulich in einem sehr schlechten Zustand und muß dadurch erneuert werden. Als statisches System liegt ein Einfeldträger in Stahlverbundbauweise vor. Die Lagerung erfolgt mit Winkelflügel - Wiederlager. Aufgrund dieser Bauweise, und des Verlaufs der Bahn - Gradiente in einem Einschnitt fügt sich das Überführungsbauwerk harmonisch in die Landschaft ein, und ist nach einiger Entfernung nicht mehr als solches erkennbar. Einige Bilder der Gesamtsituation sollen der Veranschaulichung dienen. Abbildung 1: Ansicht von Süd-Ost Abbildung 2: Erhebliche Beschädigung des Wiederlagers

4 Beschreibung des zu planenden Brückenbauwerks Es handelt sich hier um eine feste, eingeschossige Brücke, welche in Massivbauweise erstellt werden soll. Die Fahrbahn ist obenliegend. Der Grundriß ist schiefwinklig. Die Hauptträger verlaufen gerade. Die Frage nach dem Baustoff [Spannbeton, Stahlbeton, Verbundträger], sowie des statischen Systems ist noch offen zu lassen. A Wirtschaftlichkeit Die Variante C, modifiziertes Einfeldbauwerk mit Widerlager rechtwinklig zur Straßen- Achse, hat sich als kostengünstigste Lösung erwiesen. Die Gesamtkosten belaufen sich nach der Kostenschätzung auf ca Daraus ergibt sich ein m² - Preis der Brücke von ca /m². Bei dieser Lösung befinden sich die Kosten für Überbau und Unterbau in einem guten wirtschaftlichen Verhältnis zueinander. B Gestalterische Beurteilung der Lösungsvorschläge Um die optische bzw. gestalterische Wirkung des Überführungsbauwerks beurteilen zu können wurde die vorher dargestellte Ansicht von Nord aus Richtung Freilassing gewählt. Von dieser Seite und aus Richtung Hörafing ist das Bauwerk in dieser Weise zu sehen. Werden die Widerlager, wie bei Variante A und B, parallel zur Gleisachse gelegt, so entsteht ein sehr geschlossener und massiver Eindruck der Brücke. Die Durchfahrt ist in voller Größe somit nur aus Richtung der Bahnstrecke für den Zugführer sichtbar. Die Varianten D und E vermitteln in der Ansicht aus Hörafing bzw. aus Freilassing das Bild einer Säulenreihe. Die optisch beste und filigranste Lösung vermittelt die Variante C. Eine Verkleinerung der Widerlager wird durch Vergrößern der Spannweite sowie dem Drehen der Widerlager senkrecht zur Straßenachse erreicht. Somit wird ein gutes optisches Verhältnis zwischen Widerlagergröße und Überbauhöhe erzielt. Das Bauwerk fügt sich sehr harmonisch ein und verhindert ein zerschneiden der Landschaft. C Baubetriebliche Gesichtspunkte Alle Lösungsvarianten können ohne bzw. nur mit geringen Einschränkungen des Bahnverkehrs durchgeführt werden. Die Ausführung des Brückenbauwerks als Varianten D oder E [Dreifeldbauwerk] bedeutet eine Erhöhung der Bauzeit um ca. 1 Monat. Die Variante A hat ihren Nachteil in der sehr hohen und massiven Flügelwand. Die Variante B besitzt immer noch den Nachteil einer schiefwinkligen Flügelwand. Schalungs- sowie Betonieraufwand sind demnach bei der Variante C wiederum am günstigsten. Zusammenfassung Nach der wirtschaftlichen, gestalterischen und baubetrieblichen Betrachtung ist die Variante C [Einfeldbauwerk, zurückgesetzt, Widerlager rechtwinklig zur Straßenachse] mit einer Spannweite von 31.3 m die optimale Lösung.

5 Zusammenfassung Für das Bauvorhaben Erneuerung der Brücke über die Bahnlinie Rosenheim Freilassing bei Hörafing wird folgende Brückenkonstruktion vorgeschlagen: Bauwerksdaten Bauart Verbundfertigteil-Bauweise [VFT-Bauweise] Stat. System Einfeldträger, geradwinklig Anzahl der Träger 6 VFT-Träger Überbauhöhe 1.30 m mit Belag Lichte Höhe > 5.90 m über Gleisoberkante im ungünstigsten Schnittt Brückenfläche 416 m² Spannweite 30,23 m Gründung Flachgründung Widerlager Kastenwiderlager Lagerung Elastomerlager der Fa. Gumba [siehe Seite 44] Fahrbahnübergänge Bandprofilkonstruktion der Fa. Mauerer und Söhne Das Bauwerk erfüllt im wesentlichen folgende Anforderungen: - niedrige Herstellungskosten - kurze Bauzeit - geringe Verkehrsbeeinträchtigung - niedrige Erhaltungskosten - ansprechende Gestaltung Die gewählte Bauweise stellt eine wettbewerbsfähige Alternative zur Spannbetonbauweise dar. Durch Verwendung von Walzprofilen mit vergleichbaren Abmessungen kann der Kostenvorteil noch gesteigert werden. Sie ermöglicht zum einen schlanke Überbauten, eine einfache Montage ohne Toleranzprobleme und geringe Stückgewichte. Zum anderen sind aufgrund des Bauprinzips spätere Verbreiterungen leicht möglich.

6 V Kostenermittlung mod. Einfeldbauwerk, Widerlager rechtwinklig zur Straßenachse Spannweite 30,23m Pos. Materialbezeichnung Gesamtmasse Einheitspreis [ ] Gesamtpreis [ ] 1 Erdaushub, Transport, Einbau 1000 m³ [teilweise Bodenklasse 6] 2 Sauberkeitsschicht unter 14 m³ Widerlagerbauwerke [B10] 3 Fundamente unter Widerlagerbauwerk 110 m³ Schalung Widerlager 700 m² Widerlagerbauwerk [B25] 250 m³ Betonquerträger [B35] 23 m³ Schalung Betonquerträger 90 m² Randschalung [Betonkappe] 75 m² Überbau [mit Ortbeton, ohne 410 m² Belag] 10 Bewehrungsstahl BSt 500 für 7150 kg Fundamente 11 Bewehrungsstahl BSt 500 für 3450 kg Betonquerträger 12 Bewehrungsstahl BSt 500 für kg Widerlager 13 Betonkappen, [B25 eft] 45 m³ Asphaltschicht [Schutz- und 250 m² Deckschicht; d = 10cm] 15 Dichtungsbahn für Fahrbahnplatte 860 m² Elastomerlager beweglich 4 Stück [Gumba] 17 Festhaltekonstruktion [Gumba] 2 Stück Schutzplanken 90 m Schutzgeländer 90 m Fahrbahnübergänge 27,5 m Brückeneinrichtung [Entwässerung, Böschungstreppe, Sonstiges] Baustelleneinrichtung [Gesamt mit 15% der bisherigen Bausumme Mobilkran] 23 Autokran [Trägermontage] Gesamt Daraus ergibt sich ein m²-preis von 1495 /m² Brückenfläche.