Article

Wesentliche Aspekte bei der Planung integraler Brücken

Authors:
To read the full-text of this research, you can request a copy directly from the authors.

Abstract

de Da es sich bei Integralbrücken um Rahmentragwerke handelt, sind bei der Bemessung einige Besonderheiten zu beachten. Ein wesentlicher Aspekt ist die Beanspruchung infolge Temperatur‐ und Erddrucklasten sowie deren Interaktion in Abhängigkeit von der Tragwerks‐ und der Gründungssteifigkeit, welche in diesem Beitrag untersucht wird. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wird die Auswirkung von Weicheinlagen hinter der Widerlagerwand bzw. im Pfahlkopfbereich im Fall von Tiefgründungen auf die Beanspruchung im Tragwerk beurteilt. Als letzter Punkt wird der Übergang zwischen Brückentragwerk und Straße betrachtet und dessen besondere Anforderungen im integralen Brückenbau aufgezeigt. Abstract en Key aspects for the design of integral bridges Since integral bridges are frame structures, special characteristics must be considered in their design. A key aspect are the resulting stresses due to temperature and earth‐pressure loads as well as their interaction depending on the stiffness of the structure and the foundation, which will be investigated in this paper. Based on the resulting conclusion the effect of soft layers behind the abutment‐wall or in area of the pile head in case of deep foundations on the structure will be assessed. Finally, the transition zone between the bridge structure and the adjacent road will be examined and the special requirements for integral bridges will be demonstrated.

No full-text available

Request Full-text Paper PDF

To read the full-text of this research,
you can request a copy directly from the authors.

Article
Dank der Bereitstellung von normativen Regelungen für den Entwurf und die Bemessung nimmt die Anzahl von Integralbrücken weltweit deutlich zu, sowohl durch Neubauten als auch durch die nachträgliche Integralisierung von bestehenden Bauwerken. Neben vielen Vorteilen bezüglich des Fahrkomforts und der Lebenszykluskosten stellt sich die Wechselwirkung im Übergangsbereich zwischen Bauwerk und Straße bei Integralbrücken deutlich komplexer dar als bei gewöhnlichen Brücken, insbesondere bei langen Bauwerken. Breite Risse im bituminösen Fahrbahnbelag konnten deshalb in diesem Bereich häufig beobachtet werden. Diese Risse beeinflussen nicht nur den Fahrkomfort, sondern auch die Dauerhaftigkeit maßgeblich. Um die Bauwerksverformung auf viele feine Risse zu verteilen, wurde am Institut für Betonbau der TU Graz eine neue Übergangskonstruktion aus UHPFRC entwickelt. Diese neuartige Lösung wurde mittlerweile bereits bei zwei Integralbrücken in Österreich mit Überbaulängen von 90 m (Fehring) und 103 m (Trautenfels) eingesetzt. Die ersten Ergebnisse aus dem installierten Monitoringsystem beim Bauwerk in Fehring bestätigen die Funktionsweise der neuen Konstruktion eindrucksvoll.
Article
Der Bau von integralen Brücken erfreut sich immer größer werdender Beliebtheit. Durch den Entfall der wartungsintensiven Lager und Dehnfugen können sehr langlebige und wartungsarme Tragwerke realisiert werden. Auch wenn eine Vielzahl der Tragwerke im Spannweitenbereich unter 20 m Länge liegt, werden vermehrt auch längere Brücken integral ausgeführt. Dabei gelten Brücken bis ca. 70 m Länge als unproblematisch. Bei längeren Tragwerken treten vermehrt Probleme mit der Dilatation auf. Dabei kommt es öfter zu Hebungen bzw. Setzungen hinter den Widerlagern sowie zu Belagsrissen im Fahrbahnaufbau infolge der jahreszeitlich bedingten Längenänderungen. Aufgrund dieser Schwierigkeiten wird seit einigen Jahren intensiv daran geforscht, die Problemstellen im Widerlagerbereich in den Griff zu bekommen. Am Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien konnte in den letzten Jahren eine neue Fahrbahnübergangskonstruktion für lange integrale Brücken entwickelt und in mehreren Ländern patentiert werden. Die Konstruktion wurde in Kooperation mit der ASFINAG anhand eines Prototyps erstmals erprobt und in weiterer Folge in einem Pilotprojekt an einer der längsten integralen Brücken in Österreich mit 112 m Länge umgesetzt. Ein umfangreiches Monitoringsystem ist bei der Brücke installiert worden. Die ersten Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung des realen Verhaltens mit den theoretischen Überlegungen. Nicht zuletzt durch die äußere Form stellt die Satzengrabenbrücke einen Meilenstein im integralen Brückenbau dar.
Article
Im November 2011 übergab die Wiener Magistratsabteilung 29 Brückenbau und Grundbau die Seitenhafenbrücke über den Donaukanal dem Verkehr, um den wirtschaftlich aufstrebenden Wiener Hafen an das Wiener Hauptverkehrsnetz anzubinden. Die Seitenhafenbrücke besticht durch ihre schlanke vorgespannte Betonplatte in den Außenfeldern sowie den Plattenbalken im Mittelfeld, die auf V-förmigen Stahlstreben gelagert sind. Herausfordernd war die Umsetzung der überaus komplexen Rahmenbedingungen, die aus den Anforderungen aus dem Straßenprojekt und den einzuhaltenden Lichtraumprofilen der Schifffahrt sowie der ufernahen Begleitwege resultierten. Die Brücke als integrales Bauwerk vereint die Vorteile des wartungsminimierenden Entfalls von stählernen Fahrbahnübergängen und Lagern. Gussknoten – präzise für die Anforderungen entwickelt – leiten die Auflagerlasten in die Fundamente und erfüllen alle Anforderungen an Lasteinleitung und Langlebigkeit des Tragwerks. Die Seitenhafenbrücke mit einer Gesamtlänge von ca. 130 m gewährleistet damit zukünftig die Anbindung des Wiener Hafens an die Ost-Verbindung auf dem Straßenwege und besticht den Schifffahrtsgast auf dem Donaukanal durch eine aufgelöste und dem statischen Kräftefluss entsprechende Inszenierung der Untersicht.
Article
Einer der wichtigsten Entwurfsparameter für Integralbrücken ist die waagerechte Verschiebung am Anschluß zwischen der Fahrbahnplatte und dem Widerlager. Integralbrücken gleichen Bewegungen des Oberbaus ohne konventionelle Dehnfugen oder Lager aus. Bei waagerechten Verschiebungen in Form von Dehnung oder Schrumpfung der Fahrbahnplatte handelt es sich also um einen der wesentlichen Unterschiede zwischen “klassischen” und integralen Brückenentwürfen. In diesem Aufsatz werden die Ergebnisse zu Untersuchungen bezüglich durch Temperatureinflüsse und Materialverhalten (zum Beispiel bei Vorspannung) verursachter waagerechter Verschiebungen einer Fahrbahnplatte aus Beton bei einer Gesamtbrückenlänge zwischen 20 m und 180 m vorgestellt. Dabei wurde auch der Einfluß unterschiedlicher Betonfestigkeitsklassen und Konstruktionsverfahren untersucht. Effects of temperature, shrinkage and creep on integral bridges. One of the main parameters on the design of an integral bridge is the horizontal displacement at the deck – abutment connection. As integral bridges accommodate superstructure movements without conventional expansion joints and bearings, the horizontal displacement, which can be either deck elongation or deck contraction, is one of the main differences between the design of a “classic” bridge and an integral bridge. In this article, the results on horizontal displacements of a concrete bridge deck with a total bridge length taken as free parameter varying between 20 and 180 m, caused by temperature actions and concrete time dependency aspects incl. prestress are presented. The influences of the consequences using various concrete strength classes and building sequences are included.
Article
In der Praxis kommen vermehrt integrale Straßenbrücken zur Ausführung, bei denen auf Lager und Übergangskonstruktionen gänzlich verzichtet wird. Die zyklisch auftretenden Verformungen der Tragwerksenden infolge Temperatureinwirkung beanspruchen bei integralen Tragwerken die Hinterfüllung und die Gründung der Widerlager. Die so entstehende Wechselwirkung zwischen Bauwerk, Baugrund und Hinterfüllung muß bei der Bemessung und konstruktiven Durchbildung des Übergangs vom Bauwerk auf die Hinterfüllung berücksichtigt werden. Design Details of Integral Bridges An increasing number of integral bridges without expansion joints and bridge bearings have recently been constructed. Cyclic thermal displacements at the end of the structures impose strain on backfill and the foundations of the abutments. The interaction among structure, backfill and foundation must be considered during analysis and design.
Article
Die fugenlose Bauweise eröffnet dem häufig als massig und plump charakterisierten Beton neue Perspektiven. Dies gilt besonders für Brücken, da sie über einen langen Zeitraum nicht nur störungsfrei funktionieren, sondern auch von Nutzern und Anwohnern als Artefakte akzeptiert werden sollten. Obwohl mittlerweile umfassende Erfahrungen vorliegen, stößt diese Bauweise noch immer auf Skepsis. Entscheidender Einwand ist die Frage nach der sicheren Beherrschung der durch Zwängungen verursachten Risse im Beton. Im ersten von zwei Beiträgen wird gezeigt, daß bereits mit dem Tragwerksentwurf (conceptual design) entscheidende Schritte zur Entschärfung dieser Problematik möglich sind. Jointless Concrete Bridges with Flexible Abutments The jointless construction method offers new prospects for the often as massive and bulky characterised concrete. This is particularly relevant for bridges as they shall not only function perfectly for a long period but also be useful and accepted as artefacts by residents. Although in the meantime there are comprehensive experiences, this construction method does still cause scepticism. A decisive objection is the question about the reliable control of cracks in the concrete due to constraints. The first of two contributions shows that with the conceptual design important steps for an ease of the problems are possible.
DAfSt Heft 496: Entwerfen und Bemessen von Betonbrücken ohne Fugen und Lager
  • S Engelsmann
  • J Schlaich
  • K Schäfer
Erdwiderstandsermittlung bei monotonen und wiederholten Wandbewegungen in Sand
  • N Vogt
Grundlagen des integralen Bauens in Betonbauweise 1. Grazer Betonkolloquium Technische Universität Graz
  • J Walraven
Robuste Brücken‐ Vorschläge zur Erhöhung der ganzheitlichen Qualität
  • M. Pötzl
Integrale Brücken – Sachstandsbericht
  • W. Kaufmann
Erfahrungen mit langen integralen und semiintegralen Brücken
  • W. Kaufmann
  • J.A. Buchheister