SYMPOSIUM - MixedMedia-Konzepts

S Y M P O S I U M
beträgers aufnehmen zu können, den
man mittels Pendeln gelenkig gelagert an
den Kragarmspitzen der Rampenbrücken
aufhängen wollte. Das sich so ergebende
statische System mit zwei zusätzlichen
Fugen in der Hauptspannweite ähnelte
der von Heinrich Gottfried Gerber
(1832–1912) erstmals vorgeschlagenen
Struktur einer Auslegerbrücke, die im 19.
und zu Beginn des 20. Jahrhunderts oft
angewendet wurde. [1] [2] [3]
Ungünstige Querschnitte für die Gurte,
Streben und Pfosten des Warren-Fachwerkträgers,
eine längs- und quervorgespannte
Betonfahrbahnplatte sowie das
Stangen-Abspannsystem des ursprünglichen
Entwurfes erwiesen sich in mehrfacher
Hinsicht als technisch bedenklich
und unwirtschaftlich. Außerdem war die
Anwendung des vorgesehenen Taktschiebeverfahrens
für die Rampenbrücken
nicht ohne weiteres möglich. Der neuverfasste
Entwurf respektiert die anspruchsvollen
gestalterischen Vorgaben der
vorherigen Konzeption, setzt allerdings
konsequent auf Leichtbauprinzipien,
bewährte Technologien für die hochfesten
Zugglieder und berücksichtigt bereits
in der Entwurfsphase ein wirtschaftliches
Bauverfahren.
Eine besondere Herausforderung war
der straffe Zeitrahmen von nur sechs
Monaten für die Entwurfsbearbeitung
und Ausführungsplanung. Deshalb
wurde Projektmanagement und Qualitätssicherung
von Anfang an Beachtung
geschenkt. Kritische Bereiche, deren
gegenseitige Abhängigkeiten und heikle
Phasen wurden frühzeitig erkannt und
entsprechend behandelt.
2 Ganzheitliche Entwurfsgrundsätze
2.1 Leicht- und Verbundbau
Fachwerkträger sind aufgelöste Strukturen,
die sich weit verbreitet und sehr
vielseitige Anwendungen im Stahlbrückenbau
gefunden haben. [4] Sie sind ein
ausgezeichnetes Beispiel für Leichtbauweisen
im Brückenbau, da bei ihnen die
Stabquerschnitte vorrangig nur durch
Zug- und Druckkräfte beansprucht werden.
Heute werden Fachwerkträger gerne
auch mit Betonfahrbahnplatten im Verbund
hergestellt, um die wirtschaftlichen
Vorteile beider Konstruktionsweisen zu
nutzen. [5] Dabei gilt es die Fahrbahnplatte
so dünn wie möglich auszubilden, um
Februar 2010 | BRÜCKENBAU
3 Nachtansicht der Brücke
© Infi nity Engineering Group
4 Querschnitte der Pfeiler
© Infi nity Engineering Group
die Eigenlast der Brücke weiterhin niedrig
zu halten. Die hohen Verkehrslast-Teilsicherheitsbeiwerte
und Schwingfaktoren,
als »Dynamic Load Allowance« in der
kanadischen Brückennorm bezeichnet
[6], die im Ultimate-Limit-State-(ULS-)
Nachweis anzusetzen sind, bestimmten
im Fall der Deh Cho Bridge die Fahrbahnplattendicke.
Um eine im Durchschnitt
lediglich 215 mm dicke Platte realisieren
zu können, wurde die Bruchlinientheorie
angewendet. [7] Aufgrund des reduzierten
inneren Hebelarms erfordern dünne
Platten einen vergleichsweise erhöhten
Bewehrungsaufwand, der aber gerade
beim Service-Limit-State-(SLS-)Nachweis
im Zusammenhang mit der Rissbreitenbeschränkung
positiv in Erscheinung tritt.
2.2 Fugenlose Bauweise
Die fugenlose Bauweise vermeidet anfällige
Fahrbahnübergänge und vermindert
den Wartungs- und Unterhaltsaufwand.
[8] Entwurfsziel war deshalb ein Deck, das
fugenlos über die gesamte Brückenlänge
von 1.045 m durchläuft. Dies bedingte
besondere Überlegungen, um zum einen
Temperaturverformungen zwängungsarm
zu gewährleisten und zum anderen
Erdbebenlasten auf mehrere Pfeiler zu
verteilen. Sogenannte Lock-up Devices,
die zwischen Überbau und Pfeiler installiert
werden, machen diesen Widerspruch
möglich. [9] Die wie hydraulische Stoßdämpfer
aussehenden Elemente sind mit
Öl gefüllte Zylinder, die eine bedeutende
Kolbenbewebung nur zulassen, wenn
eine gewisse Kraft über einen längeren
Zeitraum von mehreren Stunden aufgebracht
wird.
2.3 Versagensmechanismen
Das »Redundancy Principle« basiert auf
der Überlegung, neben den Primärlastpfaden
weitere, sogenannte Sekundärlastpfade
bereitzustellen, um im Grenzfall
Traglastreserven zu aktivieren. Das bedeutet,
dass bereits im Entwurfsstadium
Versagensmechanismen durchgespielt
werden.
Sekundärlastpfade müssen nicht teuer
sein. Viele Tragwerke erlauben das vollständige
Versagen einzelner Tragwerkskomponenten,
ohne dass ein fataler
Brückeneinsturz die Folge wäre. Manche
Regelwerke fordern sogar die Berücksichtung
extremer Annahmen wie den
schlagartigen Ausfall eines Schrägseils.
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