Untersuchungen zum Bogen

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Ausweichart desBogensin der BogenebeneVerlauf der geometrischen ErsatzimperfektionAnsatz geometrischer Ersatzimperfektionen nichterforderlichFachwerkwindverbändeStich derVorkrümmungw 0---symmetrische Knickfigur affin zur niedrigstenKnickeigenform nach DIN-FB 103;Abb. II-5.5.1 oderDIN 18800-2; Tab.3senkrecht zurBogenebeneVierendeel-Aussteifungssystemeantimetrische Knickfigur affin zur niedrigstenKnickeigenformnach DIN-FB 103;Abb. II-5.5.1 oderDIN 18800-2; Tab.3Tabelle 4 Imperfektionsansätze für Netzwerkbogenbrücken mit konstantem BogenquerschnittAusweichart desBogensin der BogenebeneVerlauf der geometrischen ErsatzimperfektionStich derVorkrümmung w 0mehrwellige Knickfigur affin zur niedrigstenKnickeigenform in der Bogenebene nach DIN-FB 103;Abb. II-5.5.1 oderDIN 18800-2; Tab.3Fachwerkwindverbändesymmetrische Knickfigur affin zur niedrigstenKnickeigenform (für steife Windverbände)nach DIN-FB 103;Abb. II-5.5.1 oderDIN 18800-2; Tab.3senkrecht zurBogenebenemehrwellige Knickfigur, deren Wendepunkte in denAnschlusspunkten der Verbandsstäbe liegen (fürweiche Windverbände) nach DIN-FB 103;Abb. II-5.5.1 oderDIN 18800-2; Tab.3Vierendeel-Aussteifungssystemeantimetrische Knickfigur affin zur niedrigstenKnickeigenformnach DIN-FB 103;Abb. II-5.5.1 oderDIN 18800-2; Tab.3Tabelle 5 Imperfektionsansätze für Netzwerkbogenbrücken mit veränderlichem Bogenquerschnitt
Bei konstantem Bogenquerschnitt ist senkrecht zur Bogenebene stets die zum niedrigstenKnickeigenwert zugehörige Knickbiegelinie als Imperfektion auf das Tragwerk anzusetzen.Dies gilt unabhängig davon, ob die zu planende Netzwerkbogenbrücke mit einem Fachwerkwindverbandoder einem Vierendeel-Aussteifungssystem ausgeführt werden soll. DieFormen der Knickfiguren unterscheiden sich jedoch stark. Bei Fachwerkverbänden ergibtsich eine symmetrische Knickbiegelinie, während diese bei Vierendeel-Systemen antimetrischverläuft. Für die Berechnung der Bogentragfähigkeit in der Bogenebene ist der Ansatzvon Imperfektionen nicht erforderlich. Die Spannungsberechnung kann in diesem Fallnach Elastizitätstheorie I. Ordnung erfolgen. Bei veränderlichem Bogenquerschnitt wird dieWahl der maßgebenden Imperfektionsform senkrecht zur Bogenebene durch die Art desWindverbandes bestimmt. Bei Vierendeel-Systemen und steifen Fachwerkwindverbänden(Typ Raute 1) ist wiederum der Ansatz der niedrigsten Knickeigenform erforderlich. Beiweicheren Fachwerkverbänden wird eine mehrwellige Knickfigur, deren Wendepunkte in denAnschlusspunkten der Verbandsstäbe liegen, maßgebend. Durch die Reduzierung desBogenquerschnittes im Scheitelbereich ist im Unterschied zum konstanten Querschnitt auchdie Analyse des Stabilitätsversagens in der Bogenebene erforderlich. In diesem Fall ist derAnsatz der niedrigsten Knickeigenform, die ein Ausweichen in der Ebene beschreibt, maßgebend.Vergleich der Untersuchungsergebnisse mit in der Praxis häufig zur Anwendungkommenden KonstruktionsmerkmalenAnhand eines Vergleichs zwischen einem optimierten Tragwerk und einem Brückenbauwerk,dessen konstruktive Merkmale bereits bei mehreren in der Praxis ausgeführten Stabbogenbrückenzur Anwendung gekommen sind, soll abschließend die Effizienz derformulierten Entwurfsgrundlagen aufgezeigt werden. Das Vergleichsbauwerk wird dabei inAnlehnung an die Mainbrücke an der NATO-Rampe zwischen den Gemarkungen Sulzbachund Niedernberg konstruiert (Abbildung 1). So werden beispielsweise die Bogenform, derBogenquerschnittsverlauf, der Windverband, die Spannweite, der Bogenstich und dasHängernetz der Mainbrücke auf das Vergleichsbauwerk übertragen. Die wichtigstenkonstruktiven Daten sind in Tabelle 60 zusammengestellt. Vor allem die Bogenform, derBogenquerschnittsverlauf und der Windverband sind bei ausgeführten Stabbogenbrückenhäufig vorzufinden. Somit repräsentiert das Vergleichsbauwerk stellvertretend eine Vielzahldieser Brücken.
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