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Weiterbildung Brückenbau<br />

- Neue Eurocodes im Brückenbau –<br />

Lastannahmen<br />

Wismar, 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning<br />

www.bmvbs.de


Vorbemerkungen<br />

• Die Umstellung der Regelungen für die Berechnung und<br />

Bemessung von Brücken auf die Eurocodes ist in Deutschland ein<br />

über eine Dekade dauernder Prozess.<br />

• Bereits 2003 erfolgt mit den DIN-Fachberichten 101 bis 104,<br />

Ausgabe 2003, die Umstellung vom globalen Sicherheitskonzept<br />

der „alten Normenreihe“ (DIN 1072, DIN 1075, DIN 1045, DIN<br />

4227..) auf das Teilsicherheitskonzept der Eurocodes in der Praxis.<br />

• Die DIN-Fachberichte ht 101 bis 104 basieren auf der Vornorm-<br />

Fassung der Eurocodes (ENV-Fassung).<br />

2<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Vorbemerkungen<br />

Standfuß / Großmann haben 2000 in Ihrem Aufsatz zur: „Einführung der Eurocodes für<br />

Brücken in Deutschland“, erschienen in der Zeitschrift Beton und Stahlbetonbau, im<br />

Bewusstsein der zu bewältigenden Aufgaben zutreffenden angemerkt:<br />

„Vergleiche hinken bekanntlich immer, aber das, was sich in Kürze<br />

bei dieser Umstellung in Deutschland vollziehen wird, könnte man<br />

gut und gerne auch mit dem Wechsel vom Links- auf das<br />

Rechtsfahren im Straßenverkehr vergleichen: Eine gewaltige<br />

Umstellung für einen ganzen Berufsstand zu einem festen<br />

Stichtag“<br />

3 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Gliederung des Vortrages<br />

a. Allgemeines<br />

- Hintergrund zu den Eurocodes<br />

- Vorgehen zur Einführung der Eurocodes in Deutschland<br />

b. Struktur der Regelwerke<br />

- Konzept der DIN-Fachberichte 101 bis 104<br />

- Konzept der Eurocode<br />

c. Einwirkungen<br />

- Aufbau des DIN-Fachberichts 101<br />

- DIN EN 1990 und Normenreihe DIN EN 1991<br />

d. Zusammenfassung<br />

4 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Hintergrund zu den Eurocodes<br />

• 1975 Beschluss die Kommission der Europäischen Gemeinschaften mit<br />

dem Ziel zur Beseitigung technischer Handelshemmnisse und die<br />

Harmonisierung technischer Normen.<br />

• Die Kommission leitete die Bearbeitung von harmonisierten technischen<br />

Regelwerken für die Tragwerksplanung von Bauwerken ein.<br />

(1. Generation der Eurocodes).<br />

• 1989 wurde die Entwicklung und Veröffentlichung der Eurocodes mittels<br />

Mandaten an CEN zu übertragen.<br />

Ziel: Status der Eurocodes = Europäischen Normen (EN).<br />

• Grundlage war eine Vereinbarung zwischen der Kommission der<br />

Europäischen Gemeinschaften und dem Europäischen Komitee für<br />

Normung (CEN).<br />

5 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Hintergrund zu den Eurocodes<br />

• Dieser Schritt verknüpft die Eurocodes de facto mit den Regelungen der<br />

Ratsrichtlinien und Kommissionsentscheidungen, die die europäischen<br />

Normen behandeln z. B.<br />

−<br />

die Ratsrichtlinie 89/106/EWG zu Bauprodukten<br />

−<br />

die Ratsrichtlinien 93/37/EWG, 92/50/EWG und 89/440/EWG<br />

zur Vergabe öffentlicher Aufträge und Dienstleistungen und die<br />

entsprechenden EFTA-Richtlinien<br />

6 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Vorgehen in Deutschland Verkehrsträger „Straße“, „Wasser“, „Bahn“<br />

• 1996 Beschluss des DIN-Koordinierungsausschusses „Brücken“ im NABau<br />

des DIN e.V. die Eurocodes in Deutschland schnellstmöglich in Anwendung<br />

zu bringen.<br />

• Verantwortlichkeit der europäischen Mitgliedsländer für die Sicherheit durch<br />

Festlegung der NAD gegeben.<br />

• Erarbeitung von Nationalen Anwendungsdokumenten (NAD) zu den<br />

Vornormen der Eurocodes (ENV) in den DIN-Gremien.<br />

• Zur Anwendung der Eurocodes in der Praxis wurde das Konzept der DIN-<br />

Fachberichte entwickelt, die die ENV und NAD (ohne Regelungen des<br />

Hochbaus) zusammenfassen.<br />

7 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN-Fachberichte 101-104<br />

• Einführung mit Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau (ARS) zum<br />

Stichtag 1. Mai 2003.<br />

• Heutige gültige Fassung der DIN-Fachberichte: Ausgabe 2009<br />

8 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Struktur der Eurocodes<br />

EN 1990<br />

EN 1991<br />

Grundlagen<br />

Einwirkungen<br />

EN 1992 EN 1993 EN 1994<br />

EN 1995 EN 1996 EN 1999<br />

Bemessung<br />

EN 1997 EN 1998 Geotechnik - Erdbeben<br />

9 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Struktur der Eurocodes<br />

10 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Nationale Fassungen der Eurocodes<br />

11 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Nationale Fassungen der Eurocodes<br />

+<br />

Die deutschen Fassungen der Eurocodes werden als DIN EN mit den<br />

Nationalen Anhängen (DIN EN/NA) im DIN erstellt und im Beuth-Verlag als<br />

getrennte Dokumente veröffentlicht.<br />

12 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Eurocode Allgemeine Gliederung der Dokumente<br />

Vorwort<br />

Hintergrund des Eurocode Programms<br />

Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes<br />

Verbindung zwischen den Eurocodes und harmonisierten Bauprodukten<br />

Besondere Hinweise i zur jeweiligen EN (z. B. zu EN 1990)<br />

Nationaler Anhang; Liste möglicher Nationaler Parameter (NDP)<br />

„Regelungsinhalt der jeweiligen Normen“<br />

Nationaler Anhang (NA)<br />

„Regelungen des nationalen Anhangs“<br />

(NDP) und (NCI)<br />

13<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Eurocode – Allgemeine Gliederung der Dokumente<br />

„Regelungen des nationalen Anhangs“<br />

NDP: National festzulegende Regelungen<br />

(National Determinated Parameters)<br />

NCI: Nicht widersprechende ergänzende Regelungen<br />

(Non-controdictory Complementary Information )<br />

14 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 + DIN EN 1991 Grundlagen und Einwirkungen<br />

DIN EN 1990 Grundlagen der Tragwerksplanung<br />

DIN EN 1991-1-1 „Wichten, Eigengewicht, Nutzlasten Hochbau“<br />

DIN EN 1991-1-2<br />

1 „Brand“<br />

DIN EN 1991-1-3 „Schnee“<br />

DIN EN 1991-1-4 „Windlasten“<br />

DIN EN 1991-1-5<br />

„Temperatur“<br />

DIN EN 1991-1-6 „Bauausführung“<br />

DIN EN 1991-1-71 „Außergewöhnliche h Einwirkungen“ i DIN EN 1991-2<br />

„Verkehrslasten auf Brücken“<br />

15 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Gliederung der DIN EN 1990<br />

1. { Allgemeiner Teil }<br />

2. Anforderungen<br />

3. Grundsätzliches zur Bemessung mit Grenzzuständen<br />

4. Basisvariabel<br />

5. Statische Berechnung und versuchsgestützte Bemessung<br />

6. Nachweisverfahren mit Teilsicherheitsbeiwerten<br />

Anhang A1: Anwendung im Hochbau<br />

Anhang A2: Anwendung für Brücken<br />

Anhang B : Behandlung der Zuverlässigkeit im Bauwesen<br />

Anhang C : Grundlagen der Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten<br />

und die Zuverlässigkeitsanalyse<br />

Anhang D: Versuchsgestützte Bemessung<br />

Literaturhinweise<br />

Nationaler Anhang g( (NA)<br />

16<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Anwendungsbereich<br />

• EN 1990 legt Prinzipien und Anforderungen für die Tragsicherheit,<br />

Gebrauchstauglichkeit, Dauerhaftigkeit von Tragwerken fest.<br />

• EN 1990 beschreibt die Grundlagen der Tragwerksplanung einschließlich der<br />

Nachweise und gibt Hinweise zu den dafür anzuwendenden<br />

Zuverlässigkeitsanforderungen.<br />

• EN 1990 gilt in Verbindung mit den Bemessungsteilen des Eurocode sowohl<br />

für den Hochbau als auch für den Ingenieurbau.<br />

• EN 1990 kann auch für die Tragwerksplanung mit Baustoffen und<br />

Einwirkungen herangezogen werden, die nicht in den Bemessungsteilen<br />

geregelt sind.<br />

(Umgesetzt in der Richtlinie für die Nachrechnung von Straßenbrücken im<br />

Bestand; „Nachrechnungsrichtlinie“)<br />

17 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Grundlegende Anforderungen<br />

• Das Tragwerk muss während der Errichtung und in der vorgesehenen<br />

Nutzungszeit mit angemessener Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit den<br />

möglichen Einwirkungen und Einflüssen standhalten.<br />

• Das Tragwerk muss die geforderten Anforderungen an die<br />

Gebrauchstauglichkeit eines Bauwerks oder eines Bauteils erfüllen.<br />

• Bei der Planung und der Berechnung des Tragwerks sind ausreichende<br />

- Tragfähigkeit<br />

- Gebrauchstauglichkeit<br />

- Dauerhaftigkeit<br />

zu beachten.<br />

• Brandfall; ausreichende Tragsicherheit für geforderte<br />

Feuerwiderstandsdauer.<br />

• Durch Explosionen, Anprall oder menschliches Versagen dürfen keine<br />

Schadensfolgen entstehen, die in keinem Verhältnis zur Ursache stehen.<br />

18<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Nationaler Anhang – 2 Dokumente<br />

DIN EN 1990/NA<br />

NA 005-51-01 AA „Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung von<br />

Tragwerken „ (Sp CEN/TC 250/PT 1)<br />

DIN EN 1990/NA/A1<br />

NA 005-57-03 AA "Lastannahmen für Brücken“<br />

(SpAzu CEN/TC 250/SC 1/WG 2)<br />

19 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Dokument DIN EN/NA/A1 - für Brücken maßgebend –<br />

• Vorwort<br />

• Änderung zu NA 1 Anwendungsbereich<br />

• Änderung zu NA 2.1 Allgemeines<br />

e es<br />

• Änderung zu Anhang A2<br />

- Regelungen für Straßenbrücken<br />

- Regelungen für Fußgängerbrücken<br />

- Regelungen für Eisenbahnbrücken<br />

• Anhang NA.E Grundlagen der Lagerungssysteme von Brückentragwerken<br />

k<br />

(bisher: DIN-Fachbericht Anhang O)<br />

20 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung<br />

• Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten<br />

• Grenzzustand der Tragfähigkeit<br />

• Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit<br />

• Grenzzustände sind für die Bemessungssituationen<br />

ti<br />

• ständige,<br />

• vorübergehende,<br />

• außergewöhnliche Situationen<br />

nachzuweisen<br />

• Keine „Nicht häufige“ Bemessungssituation<br />

(Vereinfachung gegenüber DIN-Fachberichten)<br />

21 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung<br />

• Bemessungswert der Einwirkungen;<br />

F<br />

d<br />

= γ F mit Frep<br />

= ψ Fk<br />

f<br />

rep<br />

F k<br />

γ f<br />

F rep<br />

charakteristische Wert<br />

Teilsicherheitsbeiwert<br />

repräsentative Wert<br />

ψ Wert 1,00 oder ψ 0 , ψ 1 oder ψ 2.<br />

22 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Repräsentative Werte veränderlicher Einwirkungen<br />

23 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit<br />

• EQU:<br />

Verlust der Lagesicherheit von Tragwerk/ Tragwerksteilen<br />

• STR: Versagen / übermäßige Verformungen von Tragwerk/Tragwerksteilen<br />

• GEO: Versagen / übermäßige Verformungen des Baugrundes<br />

• FAT: Ermüdungsversagen des Tragwerks oder seiner Teile<br />

• UPL: Verlust der Lagesicherheit des Tragwerks oder des Baugrundes<br />

aufgrund von Hebungen durch Wasserdruck (Auftriebskraft) ft) oder<br />

sonstigen vertikalen Einwirkungen<br />

• HYD: hydraulisches Heben und Senken, interne Erosion und<br />

das Rohrleitungssystem im Baugrund aufgrund von<br />

hydraulischen Gradienten<br />

24 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Grundsätzliches zur Bemessung des Tragwerks<br />

Nachweis der Lagesicherheit (EQU)<br />

E d,dst ≤ R d,stb DIN EN 1990 Gl. (6.7)<br />

E d,dst<br />

R d,stb<br />

Bemessungswert der Auswirkung, destabilisierenden Einwirkungen<br />

Bemessungswert der Auswirkung, stabilisierenden Einwirkungen<br />

Nachweis der Tragfähigkeit (STR oder GEO)<br />

E d ≤ R d DIN EN 1990 Gl. (6.8)<br />

E d<br />

R d<br />

Bemessungswert der Auswirkung der Einwirkungen<br />

Bemessungswert der zugehörigen Tragfähigkeit<br />

25<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit<br />

26 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Nachweis der Grenzzustände der Tragfähigkeit<br />

DIN EN 1990, Tabelle A2.4(B):<br />

ANMERKUNG 3 Die charakteristischen ti h Werte aller ständigen<br />

Einwirkungen, die den gleichen Ursprung besitzen, werden als Ganzes,<br />

wenn ihre Auswirkung ungünstig ist, mit γ G,sup multipliziert und mit γ G,inf,<br />

wenn ihre Auswirkung günstig ist. Zum Beispiel dürfen alle Einwirkungen<br />

aus dem Eigengewicht des Tragwerks als aus einem Ursprung herrührend<br />

betrachtet werden; dies gilt auch bei Verwendung unterschiedlicher<br />

Materialien. Siehe aber A2.3.1 (2).<br />

27 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Bemessungswerte der Einwirkungen<br />

• Tabelle A2.4(A) — Bemessungswerte<br />

der Einwirkungen (EQU) (Gruppe A):<br />

Die Teilsicherheitsbeiwerte der Fuß-<br />

noten der Tabelle A 2.4 (A) sind im<br />

nationalen Anhang in Tabelle NA2.1<br />

tabellarisch zusammengestellt.<br />

• Tabelle A2.4(B)— Bemessungswerte<br />

der Einwirkungen (STR/GEO)<br />

(Gruppe B); Gl. (10a) und Gl. (10b)<br />

sind nicht anzuwenden<br />

(NDP zu 6.4.3.2 (3))<br />

• Tbll Tabelle A2.4(C) — Bemessungswerte<br />

der Einwirkungen (STR/GEO)<br />

(Gruppe C) ist nicht anzuwenden<br />

(NDP zu A 2.3.1(5))<br />

28 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Tabelle A2.4(A ) Bemessungswerte der Einwirkungen (EQU)<br />

Ständige und<br />

vorübergehende<br />

Bemessungs--<br />

situationen<br />

Ständige Einwirkungen<br />

Ungünstig<br />

Günstig<br />

Vor-<br />

spannung<br />

Leit-<br />

einwirkung a<br />

Begleiteinwirkungen a<br />

Vorherrschende<br />

Weitere<br />

(gegebenenfalls)<br />

(Gleichung 6.10) γ G,j,sup G k,j,sup γ G,j,inf G k,j,inf γ P P γ Q,1 Q k,1 γ Q,i ψ 0,i Q k,i<br />

∑γ G, j<br />

Gk,j<br />

"+" γPP<br />

"+" γQ,<br />

1Qk,<br />

1<br />

"+" ∑γ<br />

Q, iψ0,i<br />

Q<br />

j≥1<br />

i>1<br />

k, i<br />

• γ-Werte, ψ-Werte sind DIN EN 1990, Anhang 2 zusammengestellt<br />

• . (Vergleichbar zu DIN-Fachbericht 101, Kapitel III, Anhang C für Straßenbrücken);<br />

Die Fußnoten sind dort zu beachten!<br />

29 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Bemessungswerte der Einwirkungen (STR/GEO)<br />

Verfahren 2 ; d.h. gemeinsame Nachweise für (STR) und (GEO) erforderlich<br />

Ständige Einwirkungen<br />

Ungünstig<br />

Günstig<br />

Vorspannung<br />

Ständige und<br />

vorübergehende<br />

Bemessungssituationen<br />

Leiteinwirkunga<br />

Begleiteinwirkungena<br />

Vorherrschende<br />

(gegebenenfalls)<br />

Weitere<br />

(Gleichung 6.10) γ G,j,sup G k,j,sup γ G,j,inf G k,j,inf γ P P γ Q,1 Q k,1 γ Q,i ψ 0,i Q k,i<br />

∑ γ ∑<br />

G, j Gk,j"+" γPP"+"<br />

γQ,<br />

1Qk,<br />

1"+"<br />

γQ,<br />

iψ0<br />

,i Qk,<br />

i<br />

j ≥1 1<br />

i>1<br />

Verfahren 2 ; d.h. gemeinsame Nachweise für (STR) und (GEO)<br />

DIN EN 1990 Gl. (6.10)<br />

30 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Tabelle A2.5<br />

Bemessungswerte der Einwirkungen in außergewöhnlichen<br />

Einwirkungskombinationen und Kombinationen für Erdbeben<br />

Bemessungssituation<br />

Ständige Einwirkungen<br />

Ungünstig<br />

Günstig<br />

Vorspannung<br />

Leiteinwirkung,<br />

außergewöhnliche<br />

Einwirkungen,<br />

Einwirkung von<br />

Erdbeben<br />

Veränderliche<br />

Begleiteinwirkungen b<br />

Vorherrschende<br />

(gegebenenfalls)<br />

Weitere<br />

ψ 11 1,1 Q k1 k,1<br />

Außergewöhnlich a<br />

(Gleichung 6.11 a)/ b )<br />

G k,j,sup G k,j,inf P A d oder<br />

ψ 2,1 Q k,1<br />

ψ 2,i Q k,i<br />

Erdbeben c<br />

(Gleichung 6.12 a)/ b )<br />

G k,j,sup G k,j,inf P A Ed = γ I A Ek ψ 2,i Q k,i<br />

31 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Tabelle A2.1 Zahlenwerte für ψ-Faktoren für Straßenbrücken<br />

Einwirkung Bezeichnung ψ 0 ψ 1 ψ 2<br />

Verkehrslasten<br />

(siehe EN 1991-2,<br />

Tabelle 4.4)<br />

Doppelachse gr1a<br />

0,75 0,75 0,2<br />

(LM1+Lasten Gleichmäßig verteilte<br />

auf Gehwegen Last<br />

0,40 0,40 0,2<br />

oder<br />

Radwegen) Gehweg- und<br />

Radwegbelastung<br />

b 0,40 0,40 0<br />

gr1b (Einzelachse) 0 0,75 0<br />

gr2 (Horizontalkräfte) 0 0 0<br />

gr3 (Gehwegbelastung) 0 0,40 0<br />

gr4 (LM4 – Menschengedränge) 0 — 0<br />

gr5 (LM3 – Spezialfahrzeuge) 0 — 0<br />

• NDP zu A2.2.5 (1): Bei Straßenbrücken ist ψ 2 = 0,2 für gleichmäßig verteilte Last und<br />

für die Tandemachse zu verwenden<br />

32 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 Tabelle A2.1 Zahlenwerte für ψ-Faktoren für Straßenbrücken<br />

(Fortsetzung)<br />

Einwirkung Bezeichnung ψ 0 ψ 1 ψ 2<br />

Windkräfte<br />

Temperatureinwirkungen<br />

F Wk<br />

⎯Ständige Bemessungssituationen<br />

⎯BauausführungB<br />

0,6<br />

0,2<br />

08 0,8 —<br />

0<br />

1,0 — —<br />

T k 0,6 c 0,6 0,5<br />

Schneelasten Q Sn,k (während der Bauausführung) 0,8 — —<br />

Lasten aus<br />

Bauausführung Qc 1,0 1,0<br />

0<br />

• DIN EN 1990 A2.1 im normativen Anhang A2 „Anwendung für Brücken“<br />

(Bisher: DIN-Fachbericht, Kapitel IV, Tabelle C.2)<br />

33 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 – Tabelle NA.A2.1 A2 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)<br />

Einwirkung<br />

Ständige Einwirkungen<br />

hnung<br />

Bezeic<br />

Bemessungssituation<br />

Tabelle A.2.4 (A)<br />

EQU<br />

Tabelle<br />

A.2.4 (B)<br />

Tabelle<br />

A.2.5<br />

STR/GEO Außergewöhnlich<br />

S/V B S/V A<br />

Ungünstig γ G,sup 1,05 1,05 1,35 (2) 1,0<br />

Günstig γ G,inf 0,95 (1) 0,95 (1) 1,0 1,0<br />

Vorspannung (9)<br />

Ungünstig γ Psup 1,0 (10) /1,2 (11) 1,0 (10) /1,2 (11) 1,0 (10) /1,2 (11) 1,0<br />

Günstig γ Pinf 1,0 (10) /0,8 (11) 1,0 (10) /0,8 (11) 1,0 (10) /0,8 (11) 1,0<br />

Setzungen (6) γ Gset -- -- 1,2 (7) /1,35 (8) --<br />

Straßen-und<br />

Fußgängerverkehr<br />

Ungünstig γ Q,sup 1,35 -- 1,35 1,0<br />

Günstig γ Q,inf 0 -- 0 0<br />

34 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 – Tabelle NA.A2.1 A2 Teilsicherheitsbeiwerte (Auszug)<br />

Einwirkungen aus<br />

Schienenverkehr<br />

Ungünstig 145 1,45 -- 145 1,45 c /1,2 d 10 1,0<br />

Günstig 0 -- 0 0<br />

Lasten aus der Bauausführung<br />

Ungünstig g<br />

-- 1,35 -- 1,0<br />

Günstig -- 0 -- 0<br />

Temperatur<br />

Ungünstig 1,35 1,35 1,35 1,0<br />

Günstig 0 0 0 0<br />

Alle anderen veränderlichen<br />

Einwirkungen<br />

Ungünstig 1,5 1,5 1,5 1,0<br />

Günstig 0 0 0 0<br />

Außergewöhnliche<br />

Einwirkungen<br />

-- -- -- 1,0<br />

35 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1990 – Tabelle A2.6; Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit<br />

Für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit sollten, wenn nicht<br />

anders in EN 1991 bis EN 1999 festgelegt, die Bemessungswerte der<br />

Einwirkungen der DIN EN 1990 Tabelle A2.6 genommen werden.<br />

Kombination<br />

Ständige Einwirkungen G d<br />

Vorspannung<br />

Veränderliche Einwirkungen Q d<br />

Ungünstig Günstig Leiteinwirkung i i Weitere<br />

Charakteristisch G k,j,sup G k,j,inf P Q k,1 ψ 0,i Q k,i<br />

Häufig G k,j,sup G k,j,inf P ψ 1,1 Q k,1 ψ 2,i Q k,i<br />

Quasi-ständig G k,j,sup G k,j,inf P ψ 2,1 Q k,1 ψ 2,i Q k,i<br />

36 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Verkehrslasten auf Brücken<br />

„…. Allgemeine Absätze….. “<br />

1 Allgemeines<br />

2 Einteilung der Einwirkungen<br />

3 Bemessungssituationen<br />

4 Straßenverkehr und andere für Straßenbrücken besondere<br />

Einwirkungen<br />

5 Einwirkungen für Fußgängerwege, Radwege und<br />

Fußgängerbrücken<br />

6 Einwirkungen aus Eisenbahnverkehr und andere für<br />

Eisenbahnbrücken typische Einwirkungen<br />

37 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Verkehrslasten auf Brücken<br />

Anhang A (informativ) Modelle von Sonderfahrzeugen für Straßenbrücken<br />

Anhang B (informativ) Nachweis der Ermüdungslebensdauer für Straßenbrücken —<br />

Berechnungsmethode basierend auf aufgenommenen Verkehrsdaten<br />

Anhang C (normativ) Dynamische Beiwerte 1 + ϕ für Betriebszüge<br />

Anhang D (normativ) Grundlagen für die Ermüdungsberechnung von<br />

Eisenbahnbrücken<br />

Anhang E (informativ) Gültigkeitsgrenzen des Lastmodells HSLM und Auswahl des<br />

kritischen Modellzugs des HSLM-A<br />

Anhang F (informativ) Kriterien, die bei Verzicht auf eine dynamische Berechnung zu<br />

erfüllen sind<br />

Anhang G (informativ) Verfahren zur Bestimmung der gemeinsamen Antwort von<br />

Bauwerk und Gleis auf veränderliche Einwirkungen<br />

Anhang H (informativ) Lastmodelle für Eisenbahnverkehrslasten für vorübergehende<br />

Bemessungssituationen<br />

Nationaler Anhang (NA)<br />

38<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />

4.1 Anwendungsgebiet<br />

4.2 Darstellung der Einwirkungen<br />

4.2.1 Modelle zur Darstellung von Straßenverkehrslasten<br />

4.2.2 Lastklassen<br />

4.2.3 Unterteilung der Fahrbahn in rechnerische Fahrstreifen<br />

4.2.4 Lage und Nummerierung der rechnerischen Fahrtreifen für Entwurf,<br />

Berechnung und Bemessung<br />

4.2.5 Anordnung der Lastmodelle in den einzelnen rechnerischen Fahrstreifen<br />

39 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />

4.3 Vertikallasten — charakteristische Werte<br />

4.3.1 Allgemeines und zugehörige Bemessungssituationen<br />

4.3.2 Lastmodell 1<br />

4.3.3 Lastmodell 2<br />

434 4.3.4 Lastmodell 3 (Sonderfahrzeuge)<br />

4.3.5 Lastmodell 4 (Menschenansammlungen)<br />

436 4.3.6 Verteilung von Einzellasten<br />

40 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />

4.4 Horizontale Belastungen — charakteristische Werte<br />

4.4.1 Lasten aus Bremsen und Anfahren<br />

4.4.2 Fliehkraft und andere Querlasten<br />

4.5 Gruppen von Verkehrslasten auf Straßenbrücken<br />

451 4.5.1 Charakteristische Werte der mehrkomponentigen Einwirkungen<br />

4.5.2 Andere repräsentative Werte von mehrkomponentigen Einwirkungen<br />

453 4.5.3 Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen<br />

41 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />

4.6 Lastmodelle für Ermüdungsberechnungen<br />

g<br />

4.6.1 Allgemeines<br />

4.6.2 Lastmodell 1 für Ermüdung g( (entspricht annähernd LM1)<br />

4.6.3 Lastmodell 2 für Ermüdungsberechnungen<br />

464 4.6.4 Lastmodell 3 für Ermüdungsberechnungen (Einzelfahrzeugmodell)<br />

4.6.5 Lastmodell 4 für Ermüdungsberechnungen<br />

466 4.6.6 Ermüdungslastmodell 5 (basierend auf Verkehrszählungen)<br />

42 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Abschnitt 4: Straßenverkehr<br />

47 4.7 Außergewöhnliche h Einwirkungeni 4.7.1 Allgemeines<br />

472 4.7.2 Anpralllasten aus Fahrzeugen unter der Brücke<br />

4.7.3 Einwirkungen aus Fahrzeugen auf der Brücke<br />

4.8 Einwirkungen auf Geländer<br />

4.9 Lastmodell für Hinterfüllungen und Widerlager<br />

43 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Abschnitt 4.1: Anwendungsbereich<br />

• Straßenbrücken mit Belastungslänge kleiner als 200 m<br />

200 m entspricht der maximalen a Länge einer e zusammenhängenden Einflusslinie<br />

gleichen Vorzeichens, die bei der Anpassung des Lastmodells 1 berücksichtigt wurde.<br />

• Bei größeren Einzelstützweiten sind die Anforderungen vom Baulastträger bzw. der<br />

zuständigen Regelungsbehörde festzulegen<br />

• Mit den Verkehrslastmodellen und zugehörigen Regelungen werden alle normalerweise<br />

absehbaren Verkehrssituationen erfasst<br />

• DIN EN 1991-2 enthält keine Regelungen für Brücken, die gewichtsbeschränkend<br />

beschildert sind<br />

• Die Einwirkungen von Lasten aus Straßenbauarbeiten (z. B. infolge von Schürfraupen,<br />

Lastwagen zum Transport von Boden usw.) oder von Lasten für Prüfung und<br />

Überwachung sowie für Versuche sind in den Lastmodellen nicht berücksichtigt<br />

44 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 2, Abschnitt 4.2 Lastmodelle<br />

• Einwirkungen aus Straßenverkehr erzeugen vertikale und horizontale,<br />

statische und dynamische Lasten<br />

• Die festgelegten Lastmodelle beschreiben keine tatsächlichen Lasten<br />

• Die in EN 1991-2 empfohlenen Werte der Lastmodelle sind so gewählt und<br />

angepasst, dass sie den Einwirkungen eines Verkehrs im Jahr 2000<br />

entsprechen<br />

(Vor dem Hintergrund der Diskussion um andere Fahrzeugkonzepte, sowie<br />

unter Einbeziehung einer prognostizierten Verkehrsentwicklung wurden im NA<br />

die Werte für das Lastmodell LM 1 zukunftsfähig angehoben)<br />

• Hinweis auf Einfluss von Beschaffenheit des Fahrbahnbelages auf die Lasten<br />

• Einwirkungen infolge Militärlasten sind nicht geregelt und müssen ggf.<br />

besonders berücksichtigt werden<br />

• DIN EN 1991-2 Anhang A für Sonderfahrzeuge ist nicht nach NA nicht<br />

anzuwenden<br />

45 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 2, Abschnitt 4.2 Lastmodelle<br />

• Die derzeitigen Lasten auf Straßenbrücken ergeben sich aus verschiedenen<br />

Fahrzeugarten und aus Fußgängerverkehr<br />

• Der Fahrzeugverkehr kann, abhängig von seiner Zusammensetzung (z. B.<br />

LKW-Anteil), seiner Dichte (z. B. mittlere Anzahl von Fahrzeugen je Jahr), den<br />

Verkehrsbedingungen ngen (z. B. Stauhäufigkeit), der Wahrscheinlichkeit des<br />

Auftretens von maximalen Fahrzeuggewichten und der zugehörigen<br />

Achslasten sowie ggf. vom Einfluß gewichtsbeschränkender Verkehrszeichen,<br />

von Bü Brücke zu Bü Brücke unterschiedlich hsein<br />

• Diese Unterschiede sollten durch Lastmodelle berücksichtigt werden, die zur<br />

örtlichen Lage der Brücke passen (z. B. Wahl der Anpassungsfaktoren α und<br />

β, definiert in 4.3.2 für das Lastmodell 1 und in 4.3.3 für das Lastmodell 2)<br />

46 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.2.3 Unterteilung der Fahrbahn in Fahrstreifen<br />

Fahrbahnbreite<br />

w<br />

Anzahl der<br />

rechnerischen<br />

Fahrstreifen<br />

Breite eines<br />

rechnerischen<br />

Fahrstreifens<br />

w<br />

l<br />

Breite der<br />

verbleibenden<br />

Restfläche<br />

w < 5,4 m n<br />

1<br />

= 1 3 m w – 3 m<br />

5,4 m ≤ w < 6 m n<br />

1<br />

= 2<br />

⎛<br />

w<br />

⎞<br />

6 m ≤ w n 1<br />

= Int⎜<br />

⎟ 3 m w – 3 × n<br />

1<br />

⎝ 3 ⎠<br />

w<br />

2<br />

0<br />

ANMERKUNG<br />

Zum Beispiel ergibt sich für eine Fahrbahn von 11 m die Anzahl der<br />

⎛ w ⎞<br />

n 1<br />

Int⎜<br />

⎟ =<br />

⎝ 3 ⎠<br />

rechnerischen Fahrstreifen zu = 3 . Die Breite der vorhandenen Restfläche<br />

beträgt: 11 – 3 × 3 = 2m.<br />

47 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.2.4 Einteilung der Fahrbahn in Fahrstreifen<br />

• Die Vorgehensweise bei der Einteilung il der Fahrstreifen entspricht der<br />

bekannten Vorgehensweise nach DIN-Fachbericht 101<br />

48 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Lastmodelle zur Darstellung von Straßenverkehrslasten<br />

• Einwirkungen aus Straßenverkehr erzeugen vertikale und horizontale,<br />

statische ti und dynamische Lasten.<br />

• Die festgelegten Lastmodelle beschreiben keine tatsächlichen Lasten.<br />

• Die in EN 1991-2 empfohlenen Werte der Lastmodelle sind so gewählt und<br />

angepasst, dass sie den Einwirkungen eines Verkehrs im Jahr 2000<br />

entsprechen.<br />

Vor dem Hintergrund der Diskussion um andere Fahrzeugkonzepte, sowie<br />

unter Einbeziehung einer prognostizierten Verkehrsentwicklung wurden im NA<br />

die Werte für das Lastmodell LM 1 zukunftsfähig angehoben.<br />

• DIN EN 1991-2 Anhang A für Sonderfahrzeuge ist nach NA nicht anzuwenden.<br />

49 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Vertikale Verkehrslastmodelle<br />

LM 1:<br />

LM 2<br />

LM 3<br />

Einzellasten und gleichmäßig verteile Lasten<br />

globale und lokale Nachweise<br />

Eine Einzelachse<br />

(Nationaler Anhang sieht die Anwendung von LM 2 nicht vor)<br />

Gruppe von Achslastkonfigurationen idealisierter Sonderfahrzeuge<br />

(Nationaler Anhang sieht die Anwendung von LM 3 nicht vor)<br />

LM 4<br />

Menschenansammlungen<br />

globale Nachweise<br />

50 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Grundlagen der Verkehrslastmodelle des Eurocode<br />

SLW-Fahrzeugkollektiv<br />

Häufigkeitsverteilung g der<br />

SLW-Gesamtgewichte<br />

Klasse 1 Klasse 2<br />

Verteilung der Fahrzeugtypen (Klassen)<br />

auf Fahrstreifen des Auxerre-Verkehrs<br />

100%<br />

90%<br />

80%<br />

70%<br />

60%<br />

Klasse 4<br />

50%<br />

40%<br />

30%<br />

20%<br />

10%<br />

0%<br />

Fahrstreifen<br />

1<br />

Fahrstreifen<br />

2<br />

Klasse 3<br />

Klasse 2<br />

Klasse 1<br />

180 kN<br />

260 kN<br />

Klasse 3 Klasse 4<br />

400 kN<br />

Auxerre (Frankreich):<br />

DTSV = 2630 Fzg / 24 h<br />

400 kN<br />

BAB A 61 Brohltal (BRD):<br />

DTSV = 4793 Fzg / 24 h<br />

zum Vergleich heutiger Verkehr:BAB A 61: DTSV ~ 9000 Fzg /24h<br />

51<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Nm]<br />

Biegemom mente [k<br />

Verkehrslastsimulationen<br />

Durchlaufträger: Schwerverkehr in Haupt- und Nebenspur;<br />

Schwerverkehrsanteil in Nebenspur: 15%<br />

Basis: BASt-FE-Vorhaben: Prof. Geißler<br />

14400<br />

12400<br />

10400<br />

8400<br />

6400<br />

4400<br />

Simulationsberechnung<br />

„heutiger“ Verkehr<br />

mit Gigaliner<br />

„heutiger heutiger“ Verkehr<br />

Norm - Lastmodelle<br />

DIN-Fachbericht<br />

2400<br />

BK 60/30<br />

400<br />

10 m 20 m 30 m 40 m 50 m 60 m 70 m 80 m BK 60<br />

52 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Überladungen<br />

Sattelzug:<br />

max. GG = 67,7 t (+ 69%)<br />

Antriebsachse: 17,3 t (+50%)<br />

Genehmigungspflichtiger Autokran<br />

Zulässig nach StVZO: 48 t<br />

Überladung 23%<br />

Basis/Quelle: Buschmeyer, W. et al.: Schwerlastverkehr auf BFStr ‐Erfassung, Erhaltungsbedarf für Brücken. Schlussbericht BASt‐FE 15.0388/2003, Essen 2007<br />

53 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Verkehrsleistungen im Güterverkehr<br />

Mrd. tkm<br />

800<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

2004 2025<br />

Bahn Straße Wasser<br />

54 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Lastmodell LM 1 nach DIN EN 1991-2/NA<br />

Stellung<br />

Doppelachsen<br />

TS<br />

Gleichmäßig<br />

verteilte Last<br />

Achslast (kN) (oder ) (kN/m 2 )<br />

Fahrstreifen 1 300 9<br />

Fahrstreifen 2 200 2,5<br />

Fahrstreifen 3 100 25 2,5<br />

Andere Fahrstreifen 0 2,5<br />

Verbleibende<br />

Restfläche<br />

0 2,5<br />

Nationale Festlegungen:<br />

(Wesentliche Änderung zu DIN-Fachbericht 101)<br />

α Q1 = 1,0 ; α Q2 = 1,0 α Q3 = 1,0<br />

α q1 = 1,3 3 ; α q2 = 2,4; α q3 = 1,2<br />

α qgr = 1,2<br />

55 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 LM 1 nach DIN EN 1991-2 Nationale Anpassungen<br />

DIN – Fachb bericht 101<br />

Doppelachse<br />

Gleichlast<br />

Q ik α Qi Q ik α Qi q ik α qi q ik α qi<br />

Fahrstreifen 1 300 0,8 240 9 1,0 9<br />

Fahrstreifen 2 200 0,8 160 2,5 1,0 2,5<br />

Fahrstreifen 3 100 0 0 2,5 1,0 2,5<br />

Übrige<br />

Fahrstreifen<br />

- 1,0 0 2,5 1,0 2,5<br />

Restfläche - 1,0 0 2,5 1,0 2,5<br />

γ<br />

150 1,50<br />

Fahrstreifen 1 300 1,0 300 9 1,3 3 12,0<br />

/NA<br />

DIN<br />

EN 1991-2/<br />

Fahrstreifen 2 200 1,0 200 2,5 2,4 6,0<br />

Fahrstreifen 3 100 1,0 100 2,5 1,2 3,0<br />

Übrige<br />

Fahrstreifen<br />

- 1,0 - 2,5 1,2 3,0<br />

Restfläche - 1,0 - 2,5 1,2 3,0<br />

1,35<br />

56 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Weitere Hinweise zu den Lastmodellen<br />

• Das Lastmodell LM 1 ist sowohl für<br />

lokale als auch für globale Nachweise<br />

anzusetzen.<br />

• NDP 4.3.1(2) Anmerkung 2:<br />

Das Lastmodell LM 2 für lokale<br />

Nachweise entfällt<br />

• Das Lastmodell LM 3 für<br />

Sonderfahrzeuge ist nicht<br />

anzuwenden. Dies gilt somit auch für<br />

DIN EN 1991-2, 2Ah Anhang A<br />

57 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Lastmodell 4 - Menschenansammlungen<br />

• Falls notwendig, sollte die Belastung aus Menschenansammlungen durch<br />

eine gleichmäßig verteilte Last (die einen dynamischen<br />

Vergrößerungsfaktor enthält) von 5 kN/m 2 berücksichtigt werden.<br />

• Die Anwendung von LM 4 ist für das Einzelprojekt festzulegen<br />

ege<br />

• Das Lastmodell 4 sollte sowohl in der Länge als auch in der Breite an den<br />

maßgebenden Stellen des Überbaues angeordnet werden.<br />

• Falls notwendig sollte der Mittelstreifen enthalten sein.<br />

• Diese Lastanordnung ist für globale Nachweise gedacht und sollte<br />

ausschließlich für vorübergehende Belastungssituationen angewendet<br />

werden<br />

58 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.3.6 – Verteilung von Einzellasten<br />

Betonplatte<br />

Orthotrope Fahrbahnplatt<br />

• Die verschiedenen, für lokale Nachweise zu berücksichtigenden Einzellasten des<br />

Lastmodells 1 werden als gleichmäßig über die Aufstandsfläche verteilt angenommen<br />

• Betonplatte: Lastverteilung wird unter einem Winkel von 45°bis zur Mittellinie Platte<br />

• orthotrope Fahrbahnplatte: Lastverteilung durch Belag und bis zur Mittellinie des<br />

Fahrbahndeckbleches unter einem Winkel von 45°<br />

59 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.4.1 – Lasten aus Bremsen und Anfahren<br />

Höhere Lasten aus Bremsen und Anfahren wg. Anpassung von LM 1;<br />

Obergrenze von 900 kN bleibt<br />

• Die Bremslast Q 1k greift in Längsrichtung an der Oberkante des fertigen Belags<br />

Q<br />

lk<br />

= 0,6α Q1<br />

(2Q1k<br />

) + 0, 10 α<br />

q1<br />

q<br />

1k<br />

w<br />

l<br />

L<br />

180 α<br />

Q1<br />

( kN ) ≤ Q<br />

lk<br />

≤<br />

900<br />

( kN<br />

)<br />

• Lasten, die aus Anfahren resultieren, sollten in der selben Größe wie die<br />

Bremskräfte angesetzt werden, jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkend<br />

• Für Horizontalkräfte, die an Fahrbahnübergängen oder an Bauteilen, welche nur<br />

durch eine Achse beansprucht werden können gilt: Q<br />

lk<br />

= , 6<br />

0 α Q<br />

Q1<br />

1k<br />

60 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.4.2 Fliehkräfte und andere Querkraft<br />

• Die Fliehkraft Q tk ist als in Höhe des fertigen Fahrbahnbelags in Querrichtung radial<br />

zur Fahrbahnachse wirkende Last anzunehmen.<br />

• Der charakteristische Wert von Q tk , der die dynamischen Einflüsse schon beinhaltet,<br />

ist abhängig vom horizontalen Radius der Fahrbahnmittellinie und der Gesamtlast<br />

der vertikalen Einzellasten der Doppelachse des Lastmodells LM 1<br />

• Die Erleichterung, dass die Fliehkräfte nur in den Stützenachsen anzusetzen ist, ist<br />

entfallen<br />

Q =<br />

tk<br />

, 2<br />

0 Q<br />

v<br />

(kN)<br />

wenn r < 200 m<br />

40 Q r<br />

(kN) wenn 200 ≤ r ≤ 1500 m<br />

Q tk<br />

= 40 v<br />

/<br />

Q tk<br />

= 0 wenn r > 1500 m<br />

61 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.5 Gruppen von Verkehrslasten auf Straßenbrücken<br />

• Aufgrund wahrscheinlichkeitstheoretischer Überlegungen wird davon<br />

ausgegangen, dass in der Kombination die vertikalen und horizontalen Anteile<br />

der Verkehrslastkomponenten gleichzeitig mit ihrem Maximalwert auftreten.<br />

• Daher werden wie im DIN-Fachbericht 101 Verkehrslastgruppen gebildet, die<br />

die Wahrscheinlichkeit h hk it des gleichzeitigen iti Auftretens t beider Lastkomponenten<br />

t<br />

über die Wiederkehrperiode (d. h. über ψ- Werte) regelt.<br />

• Diese Verkehrslastgruppen sind separat als eigenständige Einwirkung zu<br />

betrachten.<br />

• Tab. 4.44 a. Charakteristische Werte<br />

• Tab. 4.4 b Häufige Werte<br />

• Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen<br />

62 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Lastgruppe<br />

n<br />

DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: Tab 4.4 a Charakteristische Werte<br />

Fußweg oder<br />

Fahrbahn<br />

Radweg<br />

Nur vertikale<br />

Belastungsart Vertikallasten Horizontallasten<br />

Lasten<br />

Verweise 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2 (1)<br />

LM1<br />

LM3<br />

LM4 Kräfte aus Fliehkräfte<br />

LM2<br />

gleichmäßig<br />

Lastmodell<br />

(TS und UDL<br />

(Sonderfahrzeugesammlungen)<br />

Bremsen a Seitenkräfte a<br />

(Menschenan-<br />

Anfahren und und<br />

(Einzelachsen)<br />

verteilte Last<br />

System)<br />

charakteristischer<br />

Wert<br />

gr1a<br />

Kombinationswertb<br />

charakteris-<br />

gr1a<br />

gr2<br />

gr3 d<br />

häufiger Wert<br />

tischer Wert<br />

charakteris-<br />

gr4<br />

tischer Wert<br />

siehe<br />

charakteristischer<br />

Wert<br />

gr5<br />

Anhang A<br />

vorherrschender Einwirkungsanteil (gekennzeichnet als zur Gruppe gehöriger Bestandteil)<br />

charakteristischer<br />

Wert<br />

charakteris-tischer<br />

Wert<br />

charakteristischer<br />

Wertc<br />

charakteristischer<br />

Wert<br />

a Darf im Nationalen Anhang festgelegt werden (für die erwähnten Fälle).<br />

b Darf im Nationalen Anhang festgelegt werden. Der empfohlene Wert beträgt 3 kN/m²<br />

.<br />

NDP zu 4.5.1, Tabelle 4.4a, Fußnoten a) und b)<br />

a) Bei Lastgruppe gr1a müssen Horizontallasten aus Verkehr nicht berücksichtigt werden.<br />

b) Der empfohlene Wert von 3 kN/m 2 wird übernommen.<br />

In der Lastgruppe gr2 ist bei den Lasten aus dem LM1 der häufige Wert anzusetzen. In der Lastgruppe gr4 sind die Fuß- und Radwege grundsätzlich mit<br />

dem charakteri-stischen Wert zu belasten. Dabei dürfen jedoch für den jeweiligen Bemessungspunkt günstig wirkende Lasten nicht berücksichtigt werden.<br />

c Siehe 5.3.2.1(2). Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger g ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen.<br />

d Diese Gruppe bleibt unberücksichtigt, wenn gr4 angesetzt wird.<br />

63 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: Tab 4.4 a Ergänzung im NA<br />

(charakteristische Werte von mehrfachen Komponenten)<br />

Fahrbahn<br />

h<br />

Fußweg oder<br />

Radweg<br />

Belastungsart Vertikallasten Horizontallasten<br />

nur vertikale<br />

Lasten<br />

Verweise 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2 (1)<br />

Lastmodell<br />

LM1<br />

(TS und<br />

UDL<br />

System)<br />

LM2 LM3 LM4<br />

Kräfte<br />

aus<br />

Anfahren<br />

und<br />

Bremsen<br />

Fliehkräfte<br />

und Seitenkräfte<br />

gleichmäßig<br />

verteilte Last<br />

Lastgruppen<br />

gr6<br />

0,5-fach<br />

charakteri<br />

stischer<br />

Wert<br />

— — —<br />

0,5-fach<br />

charakteri<br />

stischer<br />

Wert<br />

0,5-fach<br />

charakteristi<br />

scher Wert<br />

charakteristis<br />

cher Wert c<br />

c<br />

Siehe 5.3.2.1 (2). Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen.<br />

Lastmodelle LM 2, LM 3 sind nicht anzuwenden<br />

64 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 Verkehrslastgruppen: - Häufige Werte<br />

Fahrbahn<br />

Fußwege und Radwege<br />

Belastungsart<br />

Vertikallasten<br />

Verweise 4.3.2 4.3.3 5.3.2 (1)<br />

Lastmodell<br />

LM1 (TS und UDL<br />

System)<br />

LM2 (Einzelachse)<br />

Gleichmäßig verteilte<br />

Last<br />

gr1a<br />

häufiger Wert<br />

Lastgruppen<br />

gr1b<br />

häufiger Wert<br />

gr3<br />

häufiger Werta<br />

a<br />

Es sollte nur ein Fußweg belastet werden, falls dies ungünstiger ist als der Ansatz von zwei belasteten Fußwegen<br />

„Nicht-Häufige“ Werte mehrkomponentiger Einwirkungen sind im Gegensatz<br />

zum DIN-Fachbericht 101 nicht mehr anzusetzen<br />

65 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.6.4 Ermüdungslastmodell 3<br />

Achslasten: je 120 kN<br />

Tab. 4.5 Anzahl erwarteter Lastkraftwagen je Jahr<br />

für einen LKW-Fahrstreifen<br />

1<br />

2<br />

N<br />

je Jahr und je<br />

Verkehrskategorien<br />

obs LKW-Fahrstreifen<br />

Straßen und Autobahnen mit zwei oder<br />

mehr Fahrstreifen je Fahrtrichtung mit<br />

hohem LKW-Anteil<br />

Straßen und Autobahnen mit mittlerem<br />

LKW-Anteil<br />

2,0 × 10 6<br />

0,5 × 10 6<br />

3 Hauptstraßen mit geringem LKW-Anteil 0,125 × 10 6<br />

4 Örtliche Straße mit geringem LKW-Anteil 0,05 × 10 6<br />

Ein zweites Fahrzeuge in<br />

derselben Spur ist, sofern<br />

maßgebend, zu berücksichtigen.<br />

Festlegung für das Einzelprojekt<br />

(Empfohlene Achslast: 36 kN).<br />

NA:<br />

Ein zweites Fahrzeug in der<br />

selben Spur ist nicht anzusetzen,<br />

wenn die Ermüdungsnachweise<br />

mit λ-Werten nach den<br />

Eurocodes für Bemessung<br />

erfolgen.<br />

66 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.6.5 Ermüdungslastmodell 4<br />

FAHRZEUGTYP VERKEHRSART<br />

1 2 3 4 5 6 7<br />

SCHWERFAHRZEUG<br />

4,5 70<br />

130<br />

Ortsverkehr<br />

Achsabstand<br />

(m)<br />

Ersatzachslast<br />

(kN)<br />

Schwerverkehrsanteil<br />

Schwerverkehrsanteil<br />

Große<br />

Entfer-<br />

nung<br />

Mittlere<br />

Entfer-<br />

nung<br />

Schwerv Reifenart<br />

er-kehrsanteil<br />

20,0 40,0 80,0 A<br />

B<br />

REIFEN/<br />

ACHSART<br />

A<br />

B<br />

GEOMETRISCHE ABMESSUNGEN<br />

4,20<br />

1,30<br />

70<br />

120<br />

120<br />

5,0 10,0 5,0 A<br />

B<br />

B<br />

320 3,20<br />

70<br />

50,00 30,00 50 5,0 A<br />

5,20<br />

1,30<br />

1,30<br />

150<br />

90<br />

90<br />

90<br />

3,40<br />

600 6,00<br />

70<br />

140<br />

1,80 90<br />

90<br />

4,80 70<br />

3,60 130<br />

4,40 90<br />

130 1,30 80<br />

80<br />

B<br />

C<br />

C<br />

C<br />

15,0 15,0 5,0 A<br />

B<br />

B<br />

B<br />

10,0 5,0 5,0 A<br />

B<br />

C<br />

C<br />

C<br />

C<br />

ΣN obs ist im Einzelfall festzulegen<br />

Anwendung nur mit Zustimmung möglich<br />

67<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4.7.2.1 Anpralllasten auf Pfeiler / stützende Bauteile<br />

• Kräfte infolge eines Anpralls von Fahrzeugen mit unzulässiger Höhe oder<br />

von der Straße abweichenden Fahrzeugen auf Pfeilern oder stützende<br />

Bauteilen der Brücke sind zu berücksichtigen.<br />

• Es gelten die Regelungen der DIN EN 1991-1-7 (Tabelle NA 2-4.1).<br />

• Gegenüber den Regelungen des DIN-Fachberichtes 101 sind deutlich<br />

höhere Anpralllasten bei Autobahnen anzusetzen :<br />

• z.B.: außerorts<br />

in Fahrtrichtung neu: 1500 kN<br />

quer zur Fahrtrichtung neu: 750 kN<br />

bisher 1000 kN<br />

bisher 500 kN<br />

68 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Anpralllasten auf Überbauten<br />

Vereinfachende Regelung nach DIN EN 1991-2<br />

• Anpralllasten aus Straßenverkehr unter Brücken nach<br />

DIN EN 1991-1-7:2010-12, 1 12 4.3.2, sind nur beim Nachweis der<br />

Lagesicherheit des Überbaues zu berücksichtigen.<br />

• Die Anprallasten dürfen dabei vereinfachend 20 cm oberhalb der<br />

Unterkante des Überbaues angesetzt werden.<br />

• Autobahnen und Bundesfernstraßen: 500 kN<br />

• Landstraßen außerhalb von Ortschaften: 375 kN<br />

69 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2 4731FahrzeugeaufFuß- 4.7.3.1 auf Fuß und Radwegen von Straßenbrücken<br />

Es ist eine außergewöhnliche<br />

Achslast (siehe Lastmodell LM 1) zu<br />

berücksichtigen<br />

(Lasterhöhung wg. LM 1) :<br />

α<br />

Q 2<br />

Q 2K<br />

Diese Achslast wirkt nicht gleichzeitig<br />

mit den anderen Verkehrslasten auf der<br />

Fahrbahn.<br />

70 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2, 4732Anpralllasten 4.7.3.2 auf Schrammborde<br />

• Horizontalkraft von 100 kN<br />

- Angriffspunkt: 5 cm unter Oberkante<br />

Schrammbord<br />

- Verteilt auf eine Länge von 0,50 m<br />

- Lastverteilung unter 45 o<br />

• Sofern ungünstig wirkend, ist zusätzliche eine<br />

Vertikallast anzusetzen.<br />

(Lasterhöhung wg. LM 1):<br />

71 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN1991-2 4733Anpralllasten 4.7.3.3 auf Fahrzeugrückhaltesystem<br />

• Die Horizontalkraft wirkt über eine Länge von 0,5 m quer zur Fahrtrichtung 100 mm<br />

unter der Oberkante der Schutzeinrichtung oder 1 m über der Fahrbahn bzw. dem<br />

Fußweg, wobei der kleinste Wert maßgebend ist.<br />

(Hinweis: Abweichende Regelung zum DIN-Fachbericht 101)<br />

• Die Vertikalkräfte, die gleichzeitig mit den Horizontalkräfte wirken, ist<br />

(Lasterhöhung wg. LM 1) :<br />

0 ,75 α Q<br />

Q1<br />

1k<br />

• Das Bauteil, auf dem die Schutzeinrichtung angeordnet ist, sollte lokal für eine<br />

außergewöhnliche Einwirkung bemessen werden, die mindestens dem 1,25fachen<br />

des lokalen charakteristischen Widerstandes der Schutzeinrichtung entspricht;<br />

Andere veränderliche Lasten sollten dabei nicht berücksichtigt werden.<br />

72 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN1991-2 4734Anpralllasten 4.7.3.4 auf tragende Bauteile<br />

• Die Anpralllasten an ungeschützte tragende Bauteile, die über oder neben der<br />

Fahrbahnebene liegen, sind zu berücksichtigen.<br />

• Es gelten für die Anpralllasten die Werte wie für Anpralllasten auf Pfeiler<br />

• Sie wirken 1,25 m oberhalb der Fahrbahnebene<br />

• Wenn jedoch zusätzliche Schutzmaßnahmen zwischen der Fahrbahn und diesen<br />

Bauteilen angeordnet werden, dürfen die Kräfte für das Einzelprojekt reduziert<br />

werden.<br />

• Diese Kräfte wirken nicht gleichzeitig mit anderen veränderlichen Einwirkungen.<br />

• Für Einzelbauteile, deren Ausfall nicht zum Gesamtversagen des Tragwerks führt<br />

(z. B. Hänger oder Streben), können für ein Einzelprojekt geringere Lasten<br />

festgelegt werden.<br />

73 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2, 4.8 Einwirkungen auf Geländer<br />

• Einwirkungen auf das Geländer sind bei der Überbaubemessung zu<br />

berücksichtigen.<br />

• Abhängig von ausgewählten Lastklasse des Geländers : veränderliche<br />

Lasten.<br />

• Linienlast von 1,0 kN/m (γ-Beiwert für Straßen – und Fußgängerverkehr<br />

nach DIN EN 1990, Tabelle NA.A2.1) A2 • Veränderliche Kraft, die horizontal und vertikal an der Oberkante des<br />

Geländers wirkt.<br />

74 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2, 4.9 Lastmodelle auf Hinterfüllungen<br />

Vertikale Lasten<br />

• Fahrbahnen, die hinter Widerlagern, Flügelwänden, Seitenwänden und anderen mit<br />

dem Erdkörper in Kontakt stehenden Teilen der Brücke, angeordnet sind, sollten mit<br />

entsprechenden Lastmodellen beansprucht werden<br />

• Es ist das Lastmodells 1 zu verwenden. Zur Vereinfachung darf die Doppelachse durch<br />

eine gleichmäßig verteilte Last mit der Bezeichnung q eq ersetzt werden, die über eine<br />

angemessene rechteckige Aufstandsfläche verteilt ist. Die Abmessungen der<br />

Aufstandsfläche hängen von der Lastausbreitung der Hinterfüllung oder des Erdkörpers<br />

ab<br />

• Zur Lastausbreitung in Hinterfüllungen und im Erdkörper siehe DIN EN 1997. Wenn<br />

nicht besonders vereinbart, darf für die Bestimmung von q eq ein Rechteck mit einer<br />

Breite von 3 m und einer Länge von 5 m angenommen werden<br />

• Andere repräsentative Werte als die charakteristischen Werte sollten nicht<br />

berücksichtigt t werden<br />

75 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-2, 4.9 Lastmodelle auf Hinterfüllungen<br />

Horizontale Lasten<br />

• Es sollte im Bereich der Hinterfüllung keine Horizontallast in Höhe der Oberkante der<br />

Fahrbahn angenommen werden<br />

• Für die Bemessung von Kammerwänden sollte eine Bremslast in Längsrichtung<br />

berücksichtigt werden (Lasterhöhung wg. LM 1) :<br />

Der charakteristische Wert dieser H-Last beträgt.<br />

0 ,6 α<br />

α<br />

Q Q 1 1 k<br />

Diese wirkt gleichzeitig mit der Achslast<br />

Q Q 1 1 k<br />

des Lastmodells 1 und mit dem Erddruck aus der<br />

Hinterfüllung. Die Fahrbahn hinter der Kammerwand<br />

sollte nicht als gleichzeitig belastet angenommen<br />

werden<br />

76 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-1 Wichte, Eigengewichte<br />

• DIN EN 1991-1-1 enthält Anweisungen und Angaben zu Einwirkungen für die<br />

Tragwerksplanung von:<br />

• Hochbauten<br />

• Ingenieurbauwerken<br />

einschließlich geotechnischer Gesichtspunkte bezüglich:<br />

• Wichten von Baustoffen und Lagergütern<br />

• Eigengewicht von Bauwerken<br />

• Nutzlasten im Hochbau<br />

• Abschnitt 4 und Anhang A enthält Nennwerte für Wichten für bestimmte Baustoffe,<br />

Baustoffe im Brückenbau und Lagergüter.<br />

• Des Weiteren werden für bestimmte Schüttgüter die Böschungswinkel angegeben.<br />

77 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-1 Wichte, Eigengewichte<br />

• DIN EN 1991-1-1 enthält Anweisungen und Angaben zu Einwirkungen für die<br />

Tragwerksplanung von:<br />

• Hochbauten<br />

• Ingenieurbauwerken<br />

einschließlich geotechnischer Gesichtspunkte bezüglich:<br />

• Wichten von Baustoffen und Lagergütern<br />

• Eigengewicht von Bauwerken<br />

• Nutzlasten im Hochbau<br />

• Abschnitt 4 und Anhang A enthält Nennwerte für Wichten für bestimmte Baustoffe,<br />

Baustoffe im Brückenbau und Lagergüter.<br />

• Des Weiteren werden für bestimmte Schüttgüter die Böschungswinkel angegeben.<br />

78 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-1 1 1 Tabelle A.6 – Baustoffe für Brücken (Auszug)<br />

„…. Allgemeine Absätze….. “<br />

1 Allgemeines<br />

2 Einteilung der Einwirkungen<br />

2.1 Eigengewicht<br />

2.2 Nutzlasten<br />

3 Bemessungssituationen<br />

4 Wichten für Baustoffe und Lagergüter<br />

5 Eigengewicht von Bauteilen<br />

6 Nutzlasten im Hochbau<br />

Anhang A Nennwerte für Wichten von Baustoffen und Nennwerte für<br />

Wichten und Böschungswinkel für Lagergüter<br />

Anhang B Absturzsicherung und Schutzplanken für Parkhäuser<br />

Literaturhinweise<br />

Nationaler Anhang NA.A (informativ) Wichten und Flächenlasten<br />

79 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-1 Tabelle A.6 – Baustoffe für Brücken (Auszug)<br />

Baustoffe<br />

Beläge von Straßenbrücken<br />

Gussasphalt und Asphaltbeton<br />

Asphaltmastix<br />

Heißgewalzter Asphalt<br />

Schüttungen für Brücken<br />

Sand trocken<br />

Schotter, Kies<br />

Gleisbettunterbau<br />

Splitt<br />

Bruchstein<br />

Lehm<br />

.<br />

.<br />

Wichte<br />

γ<br />

kN/m<br />

3<br />

24,0 bis 25,0<br />

18,0 bis 22,0<br />

23,0<br />

15,0 bis 16,0a<br />

15,0 bis 16,0a<br />

18,5 bis 19,5<br />

13,5 bis 14,5a<br />

20,5 bis 21,5<br />

18,5 bis 19,5<br />

25,0<br />

20,0<br />

26,0<br />

80 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />

„…. Allgemeine Absätze….. “<br />

1 Allgemeines<br />

2 Bemessungssituationen<br />

3 Erfassung der Windeinwirkungen<br />

4 Windgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsdruck<br />

5 Windeinwirkungen<br />

i i 6 Strukturbeiwert c s c d<br />

7 Aerodynamische Beiwerte<br />

8 Windeinwirkungen auf Brücken<br />

81 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />

Anhang NA.A (normativ) Windzonenkarte<br />

Anhang NA.B (normativ) Einfluss von Geländerauigkeit, Topographie und<br />

vorübergehenden Zuständen auf die Windeinwirkungen<br />

Anhang NA.C (normativ) Ermittlung des Strukturbeiwertes und Beurteilung der<br />

Schwingungsanfälligkeit<br />

Anhang NA.D (normativ) Wirbelerregte Schwingungen<br />

Anhang NA.E (informativ) Aeroelastische Instabilitäten<br />

Anhang NA.F(normativ)<br />

Dynamische Grundlagen<br />

Anhang NA.N (informativ) Windeinwirkungen auf Brücken<br />

Anhang NA.V(normativ)<br />

Druckbeiwerte für Vordächer<br />

82 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />

8. Windeinwirkungen auf Brücken<br />

8.1 Allgemeines<br />

8.2 Berechnungsmethode für die Systemantwort<br />

8.3 Kraftbeiwerte<br />

8.3.1 Kraftbeiwerte in x-Richtung<br />

(allgemeine Methode)<br />

8.3.2 Kräfte in x-Richtung — Vereinfachtes Verfahren<br />

833 8.3.3 Windkräfte auf Brückenüberbauten üb b in z-Richtung<br />

8.3.4 Windkräfte auf Brückenüberbauten in y-Richtung<br />

8.4 Brückenpfeiler<br />

8.4.1 Windrichtungen und Bemessungssituationen<br />

8.4.2 Windeinwirkungen auf Brückenpfeiler<br />

.<br />

83<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 Windlasten<br />

Windeinwirkungen i i auf<br />

Brückenbauwerke rufen Kräfte in<br />

x-, y- und z-Richtung hervor.<br />

84 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 1 NA.A A Windzonenkarte – Deutschland<br />

Einfluss der Meereshöhe<br />

Der Geschwindigkeitsdruck ist<br />

zu erhöhen, wenn der<br />

Bauwerksstandort oberhalb<br />

einer Meereshöhe von 800 m<br />

über NN liegt.<br />

.<br />

85 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 1 Vereinfachtes Verfahren<br />

In der Windzonenkarte für Deutschland nach Anhang NA.A werden jeweils zwei<br />

Windzonen zusammengefasst.<br />

Windzone 1 und 2 v ref = 25 m/s bzw. q ref = 0,39 kN/m 2<br />

Windzone 3 und 4 v ref = 30 m/s bzw. q ref = 0,56 kN/m 2<br />

Tabelle NA.N.5 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 1 und 2 (Binnenland)<br />

Tabelle NA.N.6 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 3 und 4 (Binnenland)<br />

Tabelle NA.N.7 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 1 und 2 (Küstennähe)<br />

Tabelle NA.N.8 — Windeinwirkungen auf Brücken für Windzone 3 und 4 (Küstennähe)<br />

86 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 1 Vereinfachtes Verfahren:<br />

• Die angegebenen Einwirkungen aus Wind auf Brücken (Tabelle NA.N.5 bis<br />

Tabelle NA.N.8) beruhen auf DIN EN 1991-1-4:2010-12, insbesondere Abschnitt 8<br />

• Die Angaben dienen einer vereinfachten Anwendung der Norm bei nicht<br />

schwingungsanfälligen Deckbrücken und Bauteilen.<br />

• Die unter Tabelle NA.N.5 bis Tabelle NA.N.8 aufgeführten Werte gelten für Höhen<br />

bis 100 m. Für Höhen über 100 m sollte eine verfeinerte Untersuchung durchgeführt<br />

werden<br />

• Als entscheidende Einflüsse können bedeutsam sein:<br />

−<br />

−<br />

der Einfluss der Höhenlage des Bauwerkes<br />

der Einfluss von Aufbauten auf den Brückenquerschnitten auf den cf-Wert und die<br />

kürzer anzunehmende Wiederkehrperiode des rechnerischen Staudruckes bei<br />

Bauzuständen.<br />

87 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 1 Windlasten – vereinfachtes Verfahren<br />

1 2 3 4 5 6 7<br />

Ohne Verkehr und ohne Lärmschutzwand Mit Verkehr a oder mit Lärmschutzwand<br />

auf fÜberbautenb b/d b z e ≤ 20 m 20 m < z e ≤ 50 m 50 m < z e ≤ 100 m z e ≤ 20 m 20 m < z e ≤ 50 m 50 m < z e ≤ 100 m<br />

≤ 0,5 1,75 2,45 2,90 1,45 2,05 2,40<br />

=4 095 0,95 135 1,35 160 1,60 080 0,80 110 1,10 130 1,30<br />

≥ 5 0,95 1,35 1,60 0,60 0,85 1,00<br />

auf Stützen und Pfeilernc<br />

d/b b z e ≤ 20 m 20 m < z e ≤ 50 m 50 m < z e ≤ 100 m<br />

≤ 0,5 1,70 2,35 2,80<br />

≥ 5 0,75 1,05 1,25<br />

a Es gilt der Kombinationsbeiwert ψ 0 = 0,4 (Windzone 3+4) und ψ 0 = 0,55 (Windzone 1+2).<br />

Für Eisenbahnbrücken b gilt der Kombinationsbeiwert b i t ψ 0 = 06 0,6.<br />

b Bei Zwischenwerten kann linear interpoliert werden.<br />

c Bei quadratischen Stützen- oder Pfeilerquerschnitten mit abgerundeten Ecken, bei denen das Verhältnis<br />

r/d ≥ 0,20 beträgt, können die Windeinwirkungen auf Pfeiler und Stützen um 50 % reduziert werden. Für<br />

0 < r/d < 0,2 darf linear interpoliert werden. Hierbei ist r = Radius der Ausrundung.<br />

88<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 1 Windlasten – vereinfachtes Verfahren<br />

• Die Angaben gelten nur für nicht schwingungsanfällige Deckbrücken sowie nicht<br />

schwingungsanfällige Bauteile.<br />

NA.C.2 enthält Kriterien zur Beurteilung der Schwingungsanfälligkeit.<br />

• Die Tabellen NA.N.5 bis NA.N.8 gelten nicht für Sonderbrückenkonstruktionen, wie<br />

z. B. bewegliche Brücken und überdachte Brücken.<br />

• Für Fachwerk- und dStabbogenbrücken bü gelten die Angaben sinngemäß; die<br />

außerhalb der Fahrbahnkonstruktion liegenden Bauteile (Fachwerkstäbe bzw.<br />

Bögen und Hänger) sind gesondert zu erfassen.<br />

89 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-4 1 Windlasten – vereinfachtes Verfahren<br />

• Bei Bauzuständen, die nicht länger als 1 Tag dauern, dürfen die charakteristischen Werte<br />

Tab. NA.N.5 und NA.N.7 (Windzone 1 und2) mit dem Faktor 0,55<br />

Tab. NA.N.6 und NA.N.8 (Windzone 3 und4) mit dem Faktor 0,4<br />

multipliziert werden.<br />

• Bei Bauzuständen, die nicht länger als 1 Woche dauern, dürfen die charakteristischen Werte<br />

Tabellen NA.N.5 und NA.N.7 (Windzone 1 und2) mit dem Faktor 0,80<br />

Tabellen NA.N.6 und NA.N.8 (Windzone 3 und4) mit dem Faktor 0,55<br />

multipliziert werden.<br />

• Voraussetzung ist, dass sichergestellt wird, dass die Windgeschwindigkeiten folgende Werte<br />

nicht überschreiten:<br />

Im Fall (1): v < 18 m/s,<br />

im Fall (2): v < 22 m/s.<br />

• Hierzu ist es notwendig, die Wetterlage festzustellen, den Wetterverlauf zu beobachten und<br />

rechtzeitig durchführbare Sicherungsmaßnahmen für den Fall vorzusehen, dass die<br />

Windgeschwindigkeit g den o. g. Wert übersteigt.<br />

90 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-5 Temperatur<br />

„…. Allgemeine Absätze….. “<br />

1 Allgemeines<br />

2 Klassifizierung der Einwirkungen<br />

3 Bemessungssituation<br />

4 Beschreibung der Einwirkungen<br />

5 Temperaturunterschiede in Gebäuden<br />

6 Temperaturunterschiede bei Brücken<br />

7 Temperaturunterschiede in Industrieschornsteinen,<br />

Rohrleitungen, Silos, Tanks und Kühltürmen<br />

Anhänge A-D<br />

91 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-5 4 Beschreibung der Temperatureinwirkungen<br />

• In Deutschland ist das Verfahren 1 anzuwenden.<br />

(6.1.4.1: Vertikale linear veränderliche Anteile)<br />

• Das Verfahren 2 ist nicht anzuwenden<br />

(6.1.4.2: Vertikale Temperaturanteile mit nicht linearen Einflüssen).<br />

92 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-5 6.1.1 Arten von Brückenüberbauten<br />

Brückenüberbauten werden eingeteilt in:<br />

Typ 1<br />

Stahlkonstruktion<br />

— Hohlkastenträger aus Stahl<br />

— Fachwerkträger oder Blechträger<br />

Typ 2<br />

Typ 3<br />

Verbundkonstruktion<br />

Betonkonstruktion<br />

— Betonplatte<br />

— Betonträger<br />

— Hohlkastenträger<br />

93 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-6 1 Einwirkungen während der Bauausführung<br />

„…. Allgemeine Absätze…..<br />

“<br />

1 Allgemeines<br />

2 Einteilung il der Einwirkungeni 3 Bemessungssituationen und Grenzzustände<br />

4 Darstellung der Einwirkungen<br />

Anhang A 1 (normativ) Ergänzende Regelungen für Gebäude<br />

Anhang A2 (normativ) Ergänzende Regelungen für Brücken<br />

Anhang B (informativ) Einwirkungen auf Tragwerke bei Umbauten,<br />

Wiederaufbau oder Abriss<br />

Literaturhinweise<br />

Nationaler Anhang<br />

94<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />

„…. Allgemeine Absätze….. “<br />

1 Allgemeines<br />

2 Klassifizierung der Einwirkungen<br />

3 Bemessungssituationen<br />

4 Anprall<br />

5 Innenraumexplosionen<br />

Anhang A (informativ) Entwurf zur Begrenzung von Schadensfolgen<br />

lokalen Versagens aus unspezifizierte Ursache in<br />

Hochbauten<br />

Anhang B (informativ) Hinweise zur Risikoanalyse<br />

Anhang C (informativ) Dynamische Anprallberechnung<br />

Anhang D (informativ) Innenraumexplosionen<br />

Nationaler Anhang<br />

Anhang NA.E (normativ) Einwirkungen aus Trümmern<br />

95 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />

1 2 3<br />

Statisch äquivalente Anprallkraft in MN<br />

Kategorie<br />

Fdx<br />

Fdy<br />

in Fahrtrichtung<br />

rechtwinklig zur<br />

Fahrtrichtung<br />

1 Straßen außerorts 1,5 0,75<br />

2 Straßen innerorts bei v ≥ 50 km/ha 1,0 0,5<br />

Straßen innerorts bei v < 50 km/ha b<br />

3 ⎯ an ausspringenden Gebäudeecken 05 0,5 05 0,5<br />

4 ⎯ in allen anderen Fällen 0,25 0,25<br />

5<br />

Für Lkw befahrbare Verkehrsflächen (z. B.<br />

Hof-räume) bzw. Gebäude mit Pkw-<br />

0,1 0,1<br />

Verkehr > 30 kN<br />

6 Für Pkw befahrbare b Verkehrsflächen h 0050 0,050 0,025025<br />

7<br />

⎯ bei Geschwindigkeitsbeschränkung<br />

für v ≤ 10 km/h<br />

0,015 0,008<br />

8 Tankstellenüberdachungenb c 0,1 0,1<br />

Parkgaragen g für Pkw ≤ 30 kNb<br />

9 ⎯ Einzel-/Doppel-Garage, Carports 0,01 0,01<br />

10 ⎯ in allen anderen Fällen 0,04 0,025<br />

a Nur anzusetzen, wenn stützende Bauteile der unmittelbaren Gefahr des Anpralls von Straßenfahrzeugen ausgesetzt sind, d. h.<br />

im Allgemeinen im Abstand von weniger als 1 m von der Bordschwelle.<br />

b<br />

Nur anzusetzen, wenn bei Ausfall der stützenden Bauteile die Standsicherheit von Gebäude/Überdachung/Decke gefährdet ist.<br />

c Nur anzusetzen, wenn die stützenden Bauteile nicht am fließenden Verkehr liegen, sonst wie Zeile 1 bis 4.<br />

96<br />

Wismar, den 11. Oktober 2012<br />

Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />

Anpralllasten an Überbauten<br />

Kategorie<br />

Äquivalente statische Ersatzkraft F dx<br />

a<br />

kN<br />

Autobahnen und Bundesstraßen 500<br />

Landstraßen außerhalb von<br />

Ortschaften<br />

375<br />

Innerstädtische Straßen 250<br />

Privatstraßen und Parkgaragen 75<br />

a<br />

x = in Fahrtrichtung<br />

97 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


DIN EN 1991-1-7 Außergewöhnliche Einwirkungen<br />

NDP zu 4.1(1), Anmerkung 3:<br />

Hinweise i zur Übertragung von Anpralllasten auf Fundamente<br />

Bei Ingenieurbauwerken sind Anpralllasten bis in die Tragwerksfundamente<br />

weiterzuverfolgen. Bei Hochbauten hängt die Weiterleitung der<br />

außergewöhnlichen Einwirkung von der in das Tragwerkfundament durch sie<br />

übertragenen Kräfte ab; in der Regel ist eine Weiterleitung nicht maßgebend.<br />

NDP zu 4.3.1(3), Bedingungen für den Anprall infolge Straßenfahrzeugen<br />

Die statisch äquivalenten Anprallkräfte wirken bei Lkw in einer Höhe<br />

h = 1,25 m und bei Pkw in h = 0,5 m über der Fahrbahnoberfläche. Die<br />

Anprallflächen betragen maximal b × h =0,5m×0,2m.<br />

98 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Zusammenfassung<br />

• Nach der erfolgreichen Umstellung der Regelwerke für Brücken auf das<br />

Teilsicherheitskonzept der Eurocodes mit den DIN-Fachberichten 101 –<br />

104 steht nun die Umstellung auf die Eurocodes in der endgültigen<br />

Fassung an.<br />

• Die Nationalen Anhänge (NA) der Eurocodes in Deutschland stehen der<br />

Fachöffentlichkeit im Weißdruck bzw. in der Entwurfsfassung (DIN EN<br />

1992-2/NA) zur Verfügung.<br />

• Mit den Eurocodes liegt somit ein in sich stimmiges Regelwerk für die<br />

Berechnung und Bemessung von Tragwerken des Hochbaus sowie des<br />

Ingenieurbaus vor.<br />

99 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Zusammenfassung<br />

• Für den Bereich der Einwirkungen auf Brücken, entsprechen die<br />

Regelungen g der DIN EN‘s in vielen Punkten den bewährten Regelungen<br />

g<br />

des DIN-Fachberichts 101.<br />

• Bei den Regelungen für Straßenbrücken ist die deutliche Anhebung des<br />

Lastmodells 1 auf einen prognostizierten Verkehr in technischenr Hinsicht<br />

eine signifikante Änderung bei Entwurf und Planung von Straßenbrücken.<br />

• Der Teilsicherheitsbeiwert für Verkehrslasten aus Straßen- und<br />

Fußgängerverkehr beträgt nunmehr 1,35 (statt bisher 1,5).<br />

• Regelungen für „Nicht häufige“ Werte sind entfallen.<br />

• Für Windlasten entspricht das vereinfachte Verfahren aus DIN EN 1991-1-<br />

4. Anhang NA.N im wesentlichen dem Anhang N des DIN-Fachberichtes.<br />

100 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Zusammenfassung<br />

• Die Regelungen für Temperatur entsprechen dem DIN-Fachbericht ht 101,<br />

Kapitel V.<br />

• Der Anhang E im Nationalen Anhang zu DIN EN 1990 baut im Wesentlichen<br />

auf den Regelungen des Anhang O auf.<br />

• Anpralllasten an Pfeiler und Stützen infolge Straßenverkehr sind deutlich<br />

angehoben (1500 kN in Fahrtrichtung bisher 1000 kN) vgl. DIN EN 1991-1-7.<br />

• Anpralllasten auf den Überbau sind zu beachten.<br />

101 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Zusammenfassung<br />

• Seitens des DIN und des Beuth-Verlages ist die Herausgabe von sogenannten<br />

Normen-Handbüchern als Arbeitsmittel itt für die Praxis vorgesehen.<br />

• Für den Bereich der Betonbrücken, Stahlbrücken und Verbundbrücken erfolgt<br />

die Erarbeitung im Rahmen von Forschungsvorhaben der Bundesanstalt für<br />

Straßenwesen.<br />

• Für Einwirkungen auf Brücken wird ein Handbuch vom DIN AA „Lastannahmen<br />

auf Brücken erarbeitet.<br />

102 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Zusammenfassung<br />

• Für den Hochbau ist die bauaufsichtliche Umstellung auf die DIN EN –<br />

Normenreihe der Eurocodes Mitte 2012 bereits erfolgt. In einzelnen Ländern<br />

wurden Übergangsregelungen vorgesehen.<br />

• Für den Bereich der Bundesfernstraßen wird derzeit die Bekanntgabe zur<br />

Umstellung auf die neuen Regelwerke mit Allgemeinen Rundschreiben<br />

Straßenbau vorbereitet.<br />

• Die Vertreter der Verkehrsträger „Straße“, „Wasser“, und „Bahn“ im<br />

Fachbereich 057 des DIN Koordinierungsausschuss „Brücken“ haben sich<br />

dabei auf ein abgestimmtes Vorgehen verständigt.<br />

103 Wismar, den 11. Oktober 2012 Dr.-Ing. Heinz-Hubert Benning


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />

Bundesministerium für Verkehr,<br />

Bau und Stadtentwicklung g( (B<strong>MV</strong>BS)<br />

Referat Brücken-, Tunnel- und sonstige Ingenieurbauwerke, StB 17<br />

Robert-Schuman-Platz 1<br />

D-53175 Bonn<br />

www.bmvbs.de

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