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Übungen MB IV - SS 20093Mi. 22.04Mi. 29.04Mi. 06.05Mi. 13.05Mi. 27.05Di. 23.06Di. 30.06Mi. 08.07Di. 14.07Mi. 15.07Mi. 22.071. Einführung, Brückenentwurf2. Lastmodell, Vorbemessung der Brückenentwürfe3. Praktische Übung zur Vorbemessung4. Plattenbalkenbrücke (SLS)5. Plattenbalkenbrücke (ULS)6. Plattenbalkenbrücke (Konstruktion & Bemessung)7. Hohlkastenbrücke (Querschnittswerte, Lastermittlung…)8. Hohlkastenbrücke (Querschnittswerte, Lastermittlung…)9. Hohlkasten (Detailnachweise)10. Plattenbrücke11. QuerträgerMassivbauKlausurDi. 04.08.09Massivbauklausur H2009Mo. 17.07.09letzter Vortragstermin und Abgabetermin für Hausübung!!AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauHausübung MB IV4- Bearbeitung erfolgt durch zwei Studenten gemeinsam- alternativ Studienarbeit !!!Themen aus aktuellen Forschungsvorhaben, anschließend DA möglich !Interessenten informieren sich bitte bei M. Horstmann (Raum 606)- Übung besteht aus 4 Teilen:Erstellen von 3 Entwürfen: Diskussion mit VorbemessungBerechnung eines EntwurfesBewehrungspläneAuswahl eines Vortragsthemas und AbgabevortragTeilnahme an mind. 1 weiteren Vortragstag und ZusatzaufgabeTestatedurch den BetreuerAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Hausübung MB IV5Lehrstuhl und Institut für MassivbauAufgabenstellung MB IV – ÜbungFür einen Straßenneubau ist eine Brücke zu entwerfen. Ausgewählte Bauteile sind zubemessen. Folgende Randbedingungen sind bei der Bearbeitung zu berücksichtigen:Gelände, Trassierungsgeometrie, Straßenquerschnitt, Baugrund undBrückenentwurfsklasse: siehe Anlage „Geländeprofil“Baustoffe: Beton: Überbau C ???Unterbauten C 20/25, C 30/37Sauberkeitsschicht C12/15Betonstahl: S 500Spannstahl: St 1570/1770 (f p0,1k= 1500 N/mm²)Belastungs- und Nachweiskennwerte:reg. Lastanpassungsfaktoren: α Q1= 0,8 α Q2= 0,8α q1= 1,0 α q2= 1,0Hinweis:Zum Zeitpunkt t 0ist eine wahrscheinliche Stützensenkung von 1,0 cm zu berücksichtigen.Im Rahmen des Entwurfes und der Bemessung sind in Absprache mit den Betreuern die angegebenenAufgabenteile von beiden Kandidaten zu bearbeiten.Sprechstunde: nach Absprache mit dem Tutor.Eventuelle Änderungen werden am „blauen Brett“ des Lehrstuhls bekanntgegeben.AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauHausübung MB IV6VortestatAufgabeAnfertigung eines Brückenentwurfs mitAngabe von Bauteilabmessungen inAbsprache mit den Betreuern;Vorbemessung des Brückenüberbaus imULS und SLS nach Absprache mit demBetreuer;Maßstäblicher Bewehrungsplan einesÜberbau-feldes und Darstellung derSpanngliedführung in Längsrichtung;Massenauszug für Beton, Schalung,Betonstahl und Spannstahl, Brückenkosten;Erläuterungsbericht (3 Seiten)HinweisMaßstäbliche Darstellung des Systems inDraufsicht und Ansicht (Maßstab 1:250)sowie im Querschnitt (Maßstab 1:50);Rücksprache mit dem BetreuerVorbemessung der Brücke in LängsrichtungEs sind alle wesentlichen Nachweise im ULSund SLS zu führen.Die Materialkosten sind mit aktuellen Preisenzu ermitteln.Der Erläuterungsbericht muss die Entwurfsgrundlagenund alle wesentlichen Annahmenund Ergebnisse der Berechnung enthalten.UnterschriftAssistent15 min. Vortrag mit Folien und Plänen zum Brückenentwurf und zur Bemessung mit anschließender Befragung(Kolloquium), Termine siehe Aushang;AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Hausübung MB IV7Vortestatc) LagerbemessungAufgabeNach Absprache mit dem Betreuer sindausgewählte ergänzende Be-trachtungen zumBrückenentwurf aus folgenden Bereichenanzufertigen:a) Zusätzliche Bemessungen inBrückenlängsrichtung:b) Zusätzliche Bemessungen inBrückenquerrichtung:HinweisUnterschriftAssistentd) Pfeilerbemessunge) FundamentbemessungAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauHausübung MB IV „Brückenübung“8- Wer muss die Übung MB IV anfertigen?neue DPO: Vorleistung zur AV bzw. V-Klausur-Wann, wo kann die Aufgabenstellung abgeholt werden?Mo. & Do. von 10 – 12 Uhr (bei Fr. Bergrath R 612a)- Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein?Abholen immer möglich, Anerkennung nur nach MBI/II- Hausübung- Nach welcher Norm wird die Übung bearbeitet?DIN Fachberichte Fassung März 2003 bzw. DIN 1045-1AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Vorschriften nach DIN-Fachbericht März 20039BMV - BWEC1 + NAD DIN-Fachbericht 101Einwirkungen auf BrückenEC2 + NAD DIN-Fachbericht 102BetonbrückenEC3 + NAD DIN-Fachbericht 103StahlbrückenEC4 + NAD DIN-Fachbericht 104VerbundbrückenAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauWeiterhin gültige Vorschriften10ZTV-ing(ZTVK96)ARS:Zusätzliche Technische Vertragsbedingungenfür KunstbautenAllgemeine Rundschreiben StraßenbauBMV:Bundesministerium für VerkehrRichtzeichnungen, EntwurfsrichtlinienFür Hausübung relevant:Umdruck MB IVÜbungsunterlagen aus den Veranstaltungenauszugsweise DIN FB 101/102allg. Literatur:Betonkalender,Leonhardt; Holst; Menn; WeidemannAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Gestaltung der Brücke13Der Ort (Topografie, Baugrund, Bauverfahren, Umfeld des Ortes…)beeinflusst die Gestaltung der Brücke:- Trassierung (Gradiente)- Feldlängen- Bauwerksform- Querschnitte- Material (Überbau/Pfeiler)- Struktur/Farbe der OberflächeTalbrücke Zahme Gera (Autobahn A71 , Gesamtlänge 520m, 2002AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauGrundlagen und Begriffe14Brückentypen (Längssystem):- Balken-, Bogen-, Rahmen-, Hänge-, SchrägseilbrückeÜberbauarten (Querschnitt):- Plattenquerschnitt, Plattenbalken, HohlkastenBauteile:- Fahrbahnplatte, Bodenplatte, Steg, Querträger, Endquerträger- Spannglieder, Umlenksattel, Verankerungsstellen- Fahrbahn, Kappe, Geländer, Leiteinrichtung- Lager, Pfeiler, Widerlager, Fundamente, PfähleAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Balkenbrücken15BalkenbrückeMöglicher Überbau- Platte- Plattenbalken- HohlkastenAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBalkenbrücken16Autobahnbrücke in Belgien bei Welkenrath- parallelgurtige Balken (Plattenbalken, Hohlkasten)- Schlankheiten l/h = 12 bis 30 bei Durchlaufträgern bis 45abh. vom Querschnitt: Platte, Plattenbalken, Hohlkastenvom Bauverfahren:Taktschieben, Vorschubrüstung, FreivorbauAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Balkenbrücken17- die Einfachheit und Klarheit erfordert ein ausgewogenesVerhältnis der Balken-, Pfeilerdicken und der Stützweiten:+ Symmetrie+ ausgewogene Spannweiten+ Ordnung in der Pfeilerstellung+ gleichbleibende QuerschnitteAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBalkenbrücken - gestalterische Mittel18oben: schlanker Balken auf kräftigen Pfeilern - gutunten: wuchtiger Balken auf dünnen Pfeilern- ungünstigAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Balkenbrücken - gestalterische Mittel19oben: schlanker Balken auf kräftigen Pfeilern -gutunten: plumper Balken auf dünnen Pfeilern - schlechtAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBalkenbrücke – negative Beispiele20Autobahn-Querung:- Überbau erdrückt die schlanke WandscheibeAutobahn Aachen-LüttichAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

V-förmiges Tal - gestalterische Mittel21V-förmiges Tal:- „kleine“ Stützweiten- hochformatigesÖffnungsverhältnis Betonen der HöheBrückenentwurfFotomontageAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauV-förmiges Tal - gestalterische Mittel22Allgemeines zur Pfeilerstellung:- ungerade Feldanzahl wirkt meist ausgewogenerals die gerade- keinesfalls sollte in der Mitte des Tals ein Pfeiler stehen- möglichst wenig Pfeiler bei ungünstigenGründungsverhältnissen- auf Schrägdurchsicht achtenAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Flaches Tal - gestalterische Mittel23AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauFlaches Tal - gestalterische Mittel24Flaches, weites Tal:- liegende Öffnungen mit wenigstens l/h = 1,5:1 gefälligeres Brückenbild- Diagonale durch die Öffnung mit konstanter Neigung Harmonie durch Wiederholung gleicher Proportionen- konstante Stützweiten für weite Täler, Endfelder kleiner Übergang zum Widerlager wird schrittweise vermittelt Taktschieben erfordert eine Endfeldlänge: l End = 0,75 l(günstiger Schnittgrößenverlauf)AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Flaches Tal - gestalterische Mittel25oben: flaches Tal, abgestufte Öffnungen - harmonischunten: flaches Tal, gleiche zu kleine Öffnungen -wirken steifAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauÜberbau – gestalterische Mittel26Steigerung des Ausdruckes der Schlankheit:1) Auskragung der Fahrbahntafel über den Hauptträger- Balken (Steg) liegt im Schatten Überbauhöhe wirkt geringer- günstige Kraglängen: 2 bis 4 x h ÜberbauIlmbrücke Mellingen 1996AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Überbau – gestalterische Mittel27Steigerung des Ausdruckes der Schlankheit:2) Wahl der Höhe des GesimsbandesFaustregel: Gesimsbandhöhe = l/ 803) Neigung der Stege und Gesimsbänder Betonen der Gesimsfläche tieferes Schattenband bei geneigten Stegen4) Farbwahl helle Farben für die Kappen, dunkle Farben für die StegeHolzwiesenbach-TalbrückeAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBrückenpfeiler - gestalterische Mittel28Übliche Konstruktionen für Brückenpfeiler:1 mittig angeordneter Pfeiler 3 2 Einzelpfeiler2 Pfeiler mit Hammerkopf4 Ausbildung mit Kopfriegel 5 Biegesteifer Anschluss 6 RahmenAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Brückenpfeiler - gestalterische Mittel29Einzelpfeiler:- Optisch günstiger EindruckPfeiler- zu Brückenbreiteca.1:2,5 bis 1:4Talbrücke Reichenbergergrund 1977 Holzwiesenbach Talbrücke 1995AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauV-förmiges Tal - gestalterische Mittel30Pfeilerausbildung:- möglichst schmal in Querrichtung- gegliederte Pfeiler gute SchrägdurchsichtSaalebrücke1997 Talbrücke Schwarzbachtal1999AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Brückenpfeiler - gestalterische Mittel31Aufgelöste Pfeiler:- wirken leichter- gute Schrägdurchsicht- Gesamtpfeilerbreite< 1/ 8 der StützweiteSaalebrücke Schwarzenbach 1994Neckartalbrücke Weitingen 1978AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBrückenpfeiler - gestalterische Mittel32Die Pfeilergeometrie wird in der Regel so gewählt, dass auchdie höchsten Pfeiler im Endzustand keine übermäßigeSchlankheit aufweisen.s KnicklängeSchlankheit: λ = k == 50 bis 70i TrägheitsradiusTiefe V-Täler erfordern Schlankheiten λ > 70.Hier sind spezielle Berechnungsverfahren zurBerücksichtigung der Theorie II. Ordnung anzuwenden.AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Bogenbrücken – gestalterische Mittel33AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBogenbrücken – gestalterische Mittel34Bogenbrücken sind nur in speziellen Fällen wirtschaftlich!Geometrie:- Pfeilverhältnis f/l ca. 1/10 bis 1/2- Mindestens fünf Felder über dem Bogen,sonst Sprengwerk (Rahmenbrücke)- statisch optimal:Bogen entlang Stützlinie aus ständigen Lasten- Üblicherweise Fahrbahn aufgeständert,seltener angehängtAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Bogenbrücken35Spreetalbrücke BautzenAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBogenbrücken – gestalterische Mittel36AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Bogenbrücken – gestalterische Mittel37Elbebrücke DömnitzElbebrücke DömnitzAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBrückentypen - Rahmenbrücken38AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Rahmenbrücken – gestalterische Mittel39Rahmenbrücken:+ Können bei kleinen und mittleren Stützweiten dasaufwändige Bogentragwerk ersetzen+ Überquerung eines einzigen, im Vergleich zurBrückenhöhe relativ großen Feldes- wichtig: Zwang beachtenAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauRahmenbrücken40BI TAN highway bridgeAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Rahmenbrücken – gestalterische Mittel41AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBrückenpfeiler - gestalterische Mittel42Rahmenkonstruktion inBrückenquerrichtungRahmenkonstruktion inBrückenlängsrichtungAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Rahmen – negatives Beispiel43Rahmenkonstruktion inBrückenlängsrichtungEisenbahnbrücke Lütticherstr.AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauBrückentypen – Hänge-,Schrägkabelbrücken44AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Hänge- und Schrägkabelbrücken45Überbrücken sehr großer Spannweiten+ Prestige Bauwerke in Europa:z.B. Storebaelt Brücke (Fünen-Seeland): Stahlüberbau,Stahlbetonpylone+ Wettbewerb um die größte Spannweite geht weiter:z.B. Brücke Gibraltar (Strasse von Gibraltar: Marokko–Spanien)Brücke Sizilien (Strasse von Messina: Sizilien-Italien)+ Größte Brücke mit Betonüberbau: Spannweite ca. 600 mQingzhou Minjiang, Fuzhou, ChinaAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauHänge- und Schrägkabelbrücken46AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Außergewöhnliche Entwürfe47Erasmus BridgeSafti BridgeAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauPylone48AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Pylone49AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauÜbungen Querschnitte50Zeichnen statische Systeme !!!!!Brücken Überbauten und UnterbautenEnd und BauzuständeAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Regelquerschnitte nach RAS-Q *51* Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen:Richtlinien für die Anlage von Straßen (RAS), Teil: Querschnitte (RAS-Q), Ausgabe 1996AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauRegelquerschnitte nach RAS-Q *52* Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen:Richtlinien für die Anlage von Straßen (RAS), Teil: Querschnitte (RAS-Q), Ausgabe 1996AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Schlankheit des Überbaus53MassivplatteHohlkastenPlattenbalkenaus Fertigteilenh= l /10 bis l /30h= l /13 bis l /30h= l /12 bis l /20h= l /15 bis l / 20AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauHohlkasten Mindestabmessungen54Fahrbahnplatte: d 1 ≥ 230 mm; d 3 ≥ 200 mmd 1 /d 2 = 1 : 2 bis 1 : 3Stege:Bodenplatte:d 4 ≥ 300 mmbei externer Vorspannung nicht erforderlichd 5 ≥ 180 mmAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Hohlkasten Mindestabmessungen55Plattendicke d 3 > l 3 /30, sonst muß die Platte im Druckbereich mitQuerrippen im Abstand l 3 ausgesteift werden (entsprechend für d 5 ).l voute / l Platte ≥ 0,2(zur Schalungsvereinfachung ist auch 0,5 empfehlenswert)AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauQuerschnitte56Überprüfung der lichten Durchgangshöhe:h licht = h ges – d 3 – d 5 > 1,90 mAachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Freizeit57AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauFreizeit58AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Freizeit59AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauFreizeit60AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau

Freizeit61AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für MassivbauFreizeit62AachenÜBUNG MASSIVBAU IVLehrstuhl und Institut für Massivbau