Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonbauweise
Nach Eurocode
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Michael Hesse
- Abgabedatum: Juni 2001
- Umfang: 166 Seiten
- Dateigröße: 1,6 MB
- Note: 2,0
- Institution / Hochschule: Hochschule Anhalt (FH), Standort Dessau Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-5734-1
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-5734-1 P - ISBN (CD) :978-3-8324-5734-1 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Hesse, Michael Juni 2001: Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonbauweise, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Brücke, Stahlbeton, Lastermittlung, Lastmodell, DIN Fachbericht
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Diplomarbeit von Michael Hesse
Zusammenfassung:
Die Aufgabenstellung der von mir bearbeiteten Diplomarbeit lautet:
„Bemessung einer Straßenbrücke in Stahlbetonweise nach Eurocode“.
Diese Diplomarbeit besitzt den Charakter einer Entwurfsplanung. Das Brückenbauwerk ist fiktiv, die Abmessungen sind von mir frei gewählt worden.
Das Ziel dieser Diplomarbeit ist, in dieser Form als Planungsgrundlage für ähnliche Brückenbauwerke zu dienen.
Die Straßenbrücke wird nach Eurocode bemessen, genauer gesagt, nach DIN Fachbericht 101: „Einwirkungen auf Betonbrücken“ und DIN Fachbericht 102: „Betonbrücken“. Diese sind im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) erarbeitet worden.
Die DIN Fachberichte 101 und 102 fassen diese verschiedenen Regelwerke zu einem im Zusammenhang lesbaren und als Vertragsgrundlage geeigneten Dokument zusammen. Dadurch wird die Planung von Brückenbauwerken erheblich erleichtert. Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, dass die aufwendige Untersuchung der dynamischen Einwirkungen entfällt, da im DIN Fachbericht 101 in den charakteristischen Verkehrslasten bei den gewöhnlichen Arten von Straßenbrücken der dynamische Faktor bereits enthalten ist.
Die Schwerpunkte dieser Diplomarbeit setzen sich aus der Ermittlung der Einwirkungen, die auf den zu bemessenden Brückenüberbau wirken, der Ermittlung der daraus resultierenden Schnittkräfte, der Bemessung und baulichen Durchbildung zusammen. Zusätzlich erfolgt die Bemessung der Lager, auf denen der Überbau ruht. Die Bemessung der Widerlager ist aufgrund der begrenzten Bearbeitungszeit nicht Bestandteil dieser Diplomarbeit.
Inhaltsverzeichnis:
| 1. | Vorbemerkungen | 7 |
| 1.1 | Beschreibung des Bauwerkes | 7 |
| 1.1.1 | Allgemeines | 7 |
| 1.1.2 | Überbau | 10 |
| 1.1.3 | Widerlager | 11 |
| 1.1.4 | Sichtflächen | 11 |
| 1.1.5 | Fahrbahn | 11 |
| 1.1.6 | Fahrbahnbelag | 12 |
| 1.1.7 | Fahrbahnübergangskonstruktion | 13 |
| 1.1.8 | Korrosionsschutz, Schutz gegen Tausalze | 13 |
| 1.1.9 | Entwässerung | 13 |
| 1.1.10 | Absturzsicherungen, Schutzeinrichtungen | 14 |
| 1.2 | Entwurfsparameter | 15 |
| 1.3 | Materialkennwerte | 16 |
| 1.3.1 | Beton | 16 |
| 1.3.2 | Betonstahl | 17 |
| 1.4 | Maßgebende Vorschriften und Unterlagen | 19 |
| 2. | Ermittlung der charakteristischen Einwirkungen | 21 |
| 2.1 | Berechnungsgrundlagen | 21 |
| 2.2 | Darstellung des statischen Systems | 22 |
| 2.3 | Ständige Einwirkungen | 23 |
| 2.3.1 | Eigengewicht Fahrbahnplatte | 23 |
| 2.3.2 | Eigengewicht Fahrbahnbelag | 23 |
| 2.3.3 | Ständige Last Kragarm und Kappe | 24 |
| 2.4 | Veränderliche Einwirkungen | 25 |
| 2.4.1 | Lastmodell 1: Doppelachse und Gleichlast | 25 |
| 2.4.2 | Lastmodell 2: Einzelachse | 28 |
| 2.4.3 | Lasten aus Bremsen und Anfahren | 29 |
| 2.4.4 | Einwirkung auf Geländer | 31 |
| 2.4.5 | Einwirkungen aus Fußgänger- und Radverkehr | 31 |
| 2.4.6 | Einwirkungen aus Windlasten | 32 |
| 2.4.7 | Einwirkungen durch Schnee | 35 |
| 2.4.8 | Einwirkungen aus Temperatureinflüssen | 36 |
| 2.4.8.1 | Temperaturschwankungen | 37 |
| 2.4.8.2 | Linearer Temperaturunterschied | 38 |
| 2.5 | Lastmodell für Ermüdungsberechnung | 39 |
| 2.6 | Dynamische Einwirkungen | 40 |
| 2.7 | Außergewöhnliche Einwirkung | 41 |
| 2.7.1 | Fahrzeug auf dem Geh-/Radweg | 41 |
| 2.7.2 | Anprall auf den Schrammbord | 42 |
| 2.7.3 | Anprall an Schutzeinrichtung | 43 |
| 2.8 | Verteilung der Einzellasten | 44 |
| 3. | Ermittlung der Schnittgrößen aus den charakt. Einwirkungen | 45 |
| 3.1 | Schnittgrößenermittlung für den Kragarm | 45 |
| 3.1.1 | Ständige Einwirkungen | 46 |
| 3.1.1.1 | Eigengewicht Kragarm | 46 |
| 3.1.1.2 | Eigengewicht Kappen | 47 |
| 3.1.1.3 | Eigengewicht Leiteinrichtungen | 47 |
| 3.1.1.4 | Summe: Lastfall Ständige Einwirkungen | 47 |
| 3.1.2 | Veränderliche Einwirkungen | 48 |
| 3.1.2.1 | Lastfall Fußgängerverkehr auf Geh-/Radweg | 48 |
| 3.1.2.2 | Lastfall Einwirkungen auf Geländer | 49 |
| 3.1.3 | Außergewöhnliche Einwirkungen | 50 |
| 3.1.3.1 | Lastfall Einzelrad auf Geh-/Radweg | 50 |
| 3.1.3.2 | Lastfall Fahrzeuganprall auf Leiteinrichtung | 51 |
| 3.1.3.3 | Lastfall Schrammbordstoß | 53 |
| 3.2 | Schnittgrößenermittlung für die Fahrbahnplatte | 55 |
| 3.2.1 | Ständige Einwirkungen | 56 |
| 3.2.1.1 | Lastfall Eigengewicht Fahrbahnplatte und Kragarme | 56 |
| 3.2.1.2 | Lastfall Eigengewicht Belag | 57 |
| 3.2.1.3 | Lastfall Eigengewicht Kappen und Leiteinrichtungen | 58 |
| 3.2.1.4 | Summe: Lastfall Ständige Lasten | 59 |
| 3.2.2 | Veränderliche Einwirkungen | 60 |
| 3.2.2.1 | Lastmodell 1 | 60 |
| 3.2.2.2 | Lastmodell 2 | 61 |
| 3.2.2.3 | Lastfall Bremsen und Anfahren | 62 |
| 3.2.2.4 | Lastfall Wind in Querrichtung | 63 |
| 3.3 | Verkehrslastgruppen | 64 |
| 3.3.1 | Lastgruppe 1, Lastmodell 1 dominant | 65 |
| 3.3.2 | Lastgruppe 2, Horizontallasten dominant | 67 |
| 4. | Nachweisform für die Bemessung | 68 |
| 4.1 | Allgemeines | 68 |
| 4.2 | Kombinationsregeln | 69 |
| 4.3 | Teilsicherheitsbeiwerte | 70 |
| 4.4 | Kombinationsbeiwerte | 71 |
| 5. | Bemessung des Kragarms | 72 |
| 5.1 | Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit | 72 |
| 5.1.1 | Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung mit Längskraft | 72 |
| 5.1.1.1 | Ständige und Vorübergehende Bemessungssituation | 72 |
| 5.1.1.2 | Außergewöhnliche Bemessungssituation | 74 |
| 5.1.2 | Grenzzustand der Tragfähigkeit für Querkraft | 76 |
| 5.2 | Bewehrungsskizze Kragarm | 78 |
| 5.3 | Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit | 79 |
| 5.3.1 | Begrenzung der Spannungen | 79 |
| 5.3.1.1 | Nachweis der Betondruckspannung | 79 |
| 5.3.1.2 | Nachweis der Betonstahlzugspannung | 81 |
| 5.3.2 | Nachweis der Rissbreitenbeschränkung | 82 |
| 6. | Bemessung der Fahrbahnplatte | 84 |
| 6.1 | Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit | 84 |
| 6.1.1 | Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung mit Längskraft | 84 |
| 6.1.1.1 | Lastfall Ständige Einwirkung + Lastgruppe 1 + Wind in Querrichtung | 85 |
| 6.1.1.2 | Lastfall Ständige Einwirkung + Lastgruppe 2 | 92 |
| 6.1.2 | Grenzzustand der Tragfähigkeit für Querkraft | 99 |
| 6.1.3 | Bewehrungsskizze Fahrbahnplatte | 108 |
| 6.1.4 | Durchstanznachweis | 110 |
| 6.1.5 | Ermüdungsnachweise | 113 |
| 6.1.5.1 | Ermüdungsnachweis für Beton | 113 |
| 6.1.5.2 | Ermüdungsnachweis für Betonstahl | 116 |
| 6.2 | Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit | 118 |
| 6.2.1 | Nachweis der Spannungen | 118 |
| 6.2.1.1 | Nachweis der Betondruckspannung | 119 |
| 6.2.1.2 | Nachweis der Betonstahlzugspannung | 120 |
| 6.2.2 | Nachweis der Rissbreitenbeschränkung | 121 |
| 6.2.3 | Nachweis der Durchbiegung | 122 |
| 7. | Bauliche Durchbildung | 127 |
| 7.1 | Stababstände | 127 |
| 7.2 | Verankerung | 127 |
| 7.3 | Stoßausbildung | 129 |
| 7.4 | Bewehrung der freien Ränder | 130 |
| 7.5 | Zugkraftdeckungslinie der Längsbewehrung | 132 |
| 7.6 | Zugkraftdeckungslinie der Querbewehrung | 134 |
| 8. | Lager | 136 |
| 8.1 | Darstellung des Lagerschemas | 136 |
| 8.2 | Lagertyp, Geometrie | 137 |
| 8.3 | Bemessung der Lager | 139 |
| 8.3.1 | Bemessungsgrundsatz | 139 |
| 8.3.2 | Lagerverschiebungen/-verdrehung | 139 |
| 8.3.3 | Grenzzustand der Tragfähigkeit | 141 |
| 8.3.3.1 | Lagerkräfte für den Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit | 141 |
| 8.3.3.2 | Nachweise der Stabilität | 145 |
| 8.3.3.3 | Nachweis der zulässigen Auflagerpressung | 148 |
| 8.3.4 | Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit | 149 |
| 8.3.4.1 | Lagerkräfte für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit | 149 |
| 8.3.4.2 | Nachweis der maximalen Verformung | 153 |
| 8.3.4.3 | Maximale Zugspannung in Bewehrungsblechen | 155 |
| 8.3.4.4 | Nachweise der Stabilität | 156 |
| 8.3.4.5 | Spaltzugnachweis | 158 |
| 9. | Programmbeschreibung | 159 |
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http://www.diplom.de/ean/9783832457341
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