12. symposium brückenbau - zeitschrift-brueckenbau Construction ...

Dagegen ergibt sich für den östlichen
Stahlkasten ein positives Torsionsmoment
aus der Auflagerkraft, da sie wie die
Eigengewichtsresultierende auf der
gleichen Seite, bezogen auf die Trägerschwerachse
(Drehachse), angreift.
Sind beide Stahlkästen über dem
Kragarmauflager lediglich durch die oben
beschriebenen Koppelstäbe in Höhe der
Trägerflansche verbunden, kann über
die Verschublager keine Torsionsbeanspruchung
der Stahlkästen aufgenommen
werden. Unterschiedliche Torsionsbeanspruchungen
beider Kästen gleichen
sich lediglich über die Koppelstäbe aus
und laufen über das anschließende Feld
in den Trägern weiter, bis sie über einen
Querträger als Kräftepaar eine Art
Biegetorsion in dem Gesamtquerschnitt
aus beiden Stahlkästen erzeugen bzw.
über einen Auflagerquerträger die Torsion
als Querbiegemoment in die Pfeiler
übertragen.
13 Gekrümmter Brückenverlauf im Grundriss:
horizontale Kopplung, keine Aufnahme
gleichsinnig drehender Torsionsmomente
© Ingenieurbüro Dr. Garske
Bei dem vorhandenen System zeigte
sich, dass an den Verschublagern des
jeweiligen Kragarms in den verschiedenen
Verschubzuständen unbedingt die
Aufnahme eines Torsionsmomentes
ermöglicht werden musste, um die
Verdrehungen beider Kästen insbesondere
für die Verschublager und die
Seitenführungen nicht zu groß werden
zu lassen. In Auflagerachse 20 des
Überbaus – sie liegt bei maximaler
Auskragung lediglich etwa 8 m von den
Verschublagern des Kragarms entfernt –
wurde daher bei dem Überbau der
östlichen Richtungsfahrbahn für den
Verschubzustand ein Verband mit
Diagonalstab anstelle des späteren
Querträgers zwischen beiden Stahlkästen
angeordnet, so dass Querkräfte
übertragbar wurden und sich so
1 2 . S YM P O S I U M B R Ü C K E N B AU
unterschiedliche Auflagerkräfte in den
beiden Verschublagern zur Aufnahme
der Torsionsbeanspruchung einstellen
konnten. Dies reduzierte die Verdrehung
der Kästen auf ein verträgliches Maß.
So wurde auch sichergestellt, dass
»rechnerisch gelenkige« Anschlüsse der
zur temporären Kopplung zwischen den
Kästen eingebauten Verbandsstäbe
nicht unverträglichen Verdrehungen
ausgesetzt waren.
Neben den systembedingten erheblichen
Verdrehungen und großen vertikalen
Durchbiegungen der Stahlkästen führte
auch die horizontale Windbeanspruchung
in den kritischen, weit auskragenden
Verschubzuständen zu solchen Verformungen
im Anschlussbereich des Vorbauschnabels,
dass dort ein temporärer
Verband in Höhe der unteren Kastenflansche
den Endquerträger entlasten
musste. Die Vierendeel- bzw. Rahmentragwirkung
zwischen dem Endquerträger
und den Kästen hätte ohne diesen
Verband zu einer Überbeanspruchung
des Querträgers geführt, die Querverformungen
verringerten sich in der Folge
deutlich.
Die weiteren Randbedingungen bzw.
Besonderheiten sind nachstehend
aufgelistet:
– Der Vorbauschnabel schließt mit
seinen beiden Hauptträgern in den
Achsen der Innenstege an. Die
Verbandsstäbe liegen ebenfalls
exzentrisch zu den Schwerachsen
der Stahlkästen.
– Die Geometrie der spannungslosen
Werkstattform ist zu berücksichtigen.
– Über die minimierten Blechdicken der
Innenstege (Feldbereiche) müssen
große Auflagerlasten in die Stahlkästen
eingeleitet werden (Beulgefahr der
Stegbleche).
– Die dünnen Stahlstege erfordern
eine sehr präzise Seitenführung der
Stahlkästen (geringe Toleranzen).
Bei tiefem Sonnenstand treten hohe
Seitenführungskräfte auf.
- Vorbauschnabel und Stahlkästen sind
als zusammenwirkendes System zu
betrachten, wobei eine schubflussgerechte
Kopplung beider Systemteile
zu gewährleisten ist.
14 Gekrümmter Brückenverlauf im Grundriss:
horizontale und diagonale Kopplung,
Übertragung der Torsionsbeanspruchung
der Einzelkästen in die Verschublager bzw.
den Gesamtquerschnitt
© Ingenieurbüro Dr. Garske
Da der Vorbauschnabel lediglich an
den zwei Innenstegen der Stahlkästen
angeschlossen wurde und damit deutlich
schmaler als die temporär verbundenen
Kästen ist, waren horizontale Abstützungen
zwischen dem unteren Flansch
der Vollwandträger des Vorbauschnabels
und den Seitenführungen einzubauen
sowie in den statischen Nachweisen die
betreffenden Exzentrizitäten zu berücksichtigen.
Obwohl die Balkentheorie
aufgrund der großen Bauteillängen für
das System auch im Verschubzustand
überwiegend Gültigkeit hat, musste der
Kraftfluss in den Querschnitten gerade
im Bereich der exzentrischen Anschlüsse
genau nachvollzogen werden. Ebenso
war die Lasteinleitung aus den exzentrisch
angeordneten Kopplungen und
Verbänden in die Kastenquerschnitte
nachzuweisen.
Des Weiteren war bei der statischen
Berechnung des gesamten Verschubes zu
beachten, dass die Stahlträger entsprechend
der spannungslosen Werkstattform
deutlich überhöht (bis ca. 40 cm) sind
und in bestimmten Verschubzuständen
die Lager erst bei gegenläufiger Verformung
der Stahlträger wirksam werden.
1/2 . 2012 | BRÜCKENBAU
47