Brückenbau

Momentenverlauf an einer Rahmenbrücke
Momentenverlauf an einer Rahmenbrücke
Brückennachweise am Schalentragwerk
Brückennachweise am Schalentragwerk

Dieser Modul ist für Brücken- und andere Ingenieurbauwerke einzusetzen, soweit Einwirkungen aus Straßen- oder Eisenbahnverkehr zu berücksichtigen sind. Als Tragwerksmodelle sind ebene und räumliche Stab-, Flächen- und Volumenkonstruktionen zugelassen. Dabei können Bauteile ohne Vorspannung sowie vorgespannte Bauteile mit nachträglichem Verbund, Bauteile ohne Verbund, mit externer Vorspannung und in Mischbauweise untersucht werden. Optional lässt sich die Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie) berücksichtigen. Die zahlreichen Ergebnisse können detailliert abgerufen und übersichtlich dargestellt werden. Für die graphische Ausgabe stehen vielfältige Möglichkeiten zur Verfügung.

Integrales Brückenbauwerk mit Pfahlgründung
Integrales Brückenbauwerk mit Pfahlgründung

Nachweise für den Brückenbau:

  • DIN-Fachberichte und EN 1992-2 (Basisdokument, NAD Deutschland und Österreich)
  • Berücksichtigung beliebiger Belastungen und Laststellungen
  • Spezielle Aufbereitung der Lastmodelle LM 1 und LMM
  • Automatische Kombination der Einwirkungen
    - Bau- und Endzustände für alle Einwirkungskombinationen
    - Optionale benutzerdefinierte Einwirkungen
  • Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
    - Mindestbewehrung zur Sicherstellung der Robustheit
    - Biegung mit oder ohne Längskraft und Längskraft allein
    - Querkraft unter Berücksichtigung des Mindestbewehrungsgrades
    - Reine Torsion und Torsion mit Querkraft
    - Nachweis gegen Ermüdung (Beton, Betonstahl und Spannstahl)
  • Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
    - Mindestbewehrung für die Begrenzung der Rissbreite
    - Begrenzung der Rissbreite durch direkte Berechnung
    - Nachweis der Dekompression
    - Begrenzung der Betondruck-, Stahlzug- und Spannstahlspannungen
    - Nachweis der schiefen Hauptzugspannungen
  • Nachrechnung von Straßenbrücken (Nachrechnungsrichtlinie)

Lastmodell 1

Die beweglichen Verkehrslasten aus dem Lastmodell 1 werden mit einer speziellen Lastfunktion aufbereitet. Hiermit werden die Stellungen des Tandemsystems sowie die UDL-Lasten übersichtlich auf der Brücke angeordnet. Dabei können beliebige Laststellungen und Fahrstreifenanordnungen definiert werden. Der Fahrzeugabstand, die Lastverteilungshöhe und die Zentrifugallast der Tandemsysteme werden automatisch berücksichtigt. Das Programm bildet daraus die erforderlichen Einwirkungskombinationen.

Einwirkungen und Kombinationen

Die vorhandenen Lastfälle werden den entsprechenden Einwirkungen zugeordnet und bilden mit diesen die Einwirkungskombinationen nach der jeweilig anzuwendenen Norm. Dabei können unterschiedliche Situationen z.B. für den Bau- oder den Endzustand angelegt werden. Die Teilsicherheits- und die Kombinationsbeiwerte werden hierfür vom Programm normgemäß vorgegeben. Bei der Bearbeitung können alle Beiwerte ergänzt oder abgeändert werden. Aus diesen Angaben kann das Programm gemäß den Kombinationsvorschriften die extremalen Systemreaktionen bestimmen.

Nachweise

Den Anforderungsklassen entsprechend werden die Nachweise für die jeweils  vorgeschriebenen Bemessungssituationen durchgeführt. Situationsbedingt kommen dabei unterschiedliche Vorschriften für den Bau- oder Endzustand zur Anwendung. Die ermittelten Bewehrungen werden den Nachweisen zugrundegelegt und dabei gegebenenfalls bis zu deren Einhaltung erhöht. Die Längs- und Bügelbewehrung wird nach Nachweisen getrennt gespeichert und steht neben dem Extremum aller Bewehrungen für die Darstellung bereit. Die nachgewiesenen Spannungen und Ausnutzungen infolge Ermüdung, Dekompression etc. werden ebenfalls abgelegt und können am System aufgetragen werden. In einem ausführlichen Protokoll werden alle für die Prüfung relevanten Angaben übersichtlich aufgeführt und lassen sich damit leicht nachvollziehen.

Bauzustände

Eine wichtige Funktionalität für den Brückenbau ist die Behandlung von Bauzuständen. Damit können auf einfache Weise Kriech- und Schwindumlagerungen verschiedener Bauabschnitte ermittelt werden. Für jeden Bauzustand wird eine eigene Datei erzeugt, für die alle Berechnungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen. Eine Mehrfachverwendung von Lastfällen und Elementen wird unterbunden. Die Ergebnisse aller Bauzustände können miteinander kombiniert und  überlagert werden.

Literatur

Allgemeines Rundschreiben Straßenbau (ARS) Nr. 22/2012
des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung (BMVBS)
vom 26. November 2012. BMVBS, Bonn 2012.

DIN EN 1990/NA:2010/A1:2012-08
Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter –
Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung –
Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin.
Beuth Verlag, Berlin 2012.

DIN EN 1991-2/NA:2012-08
Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter –
Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke –
Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken.
Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin.
Beuth Verlag, Berlin 2012.

DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04
Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter –
Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken –
Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau.
Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin.
Beuth Verlag, Berlin 2013.

DIN EN 1990/NA:2010/A1:2012-08
Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter –
Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung; Änderung A1.
Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin.
Beuth Verlag, Berlin 2012.

DIN EN 1992-2/NA:2013-04
Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter –
Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken –
Teil 2: Betonbrücken – Bemessungs- und Konstruktionsregeln.
Herausgeber: DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin.
Beuth Verlag, Berlin 2013.

Einführungserlass des Eisenbahnbundesamtes
zur Umstellung auf die Eurocodes vom 30. November 2012.
Eisenbahnbundesamt, Bonn 2012.

EN 1990:2002/A1:2005/AC:2010
Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung.
Herausgeber: CEN Europäisches Komitee für Normung , Brüssel.
Beuth Verlag, Berlin 2010.

EN 1991-1-1:2002
Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke –
Teil 1-1: Allgemeine Einwirkungen auf Tragwerke.
Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau.
Herausgeber: CEN Europäisches Komitee für Normung, Brüssel.
Beuth Verlag, Berlin 2002.

EN 1991-2:2003
Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke –
Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken.
Herausgeber: CEN Europäisches Komitee für Normung, Brüssel.
Beuth Verlag, Berlin 2004.

EN 1992-1-1:2004
Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken –
Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau.
Herausgeber: CEN Europäisches Komitee für Normung, Brüssel.
Beuth Verlag, Berlin 2005.

EN 1992-2:2005/AC:2008
Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken –
Teil 2: Betonbrücken – Bemessungs- und Konstruktionsregeln.
Herausgeber: CEN Europäisches Komitee für Normung, Brüssel.
Beuth Verlag, Berlin 2010.

EN 1998-1:2004
Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben –
Teil 1: Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten.
Herausgeber: CEN Europäisches Komitee für Normung, Brüssel.
Beuth Verlag, Berlin 2006.

Heft 466
Grundlagen und Bemessungshilfen für die Rissbreitenbeschränkung im Stahlbeton und Spannbeton.
Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Berlin.
Beuth Verlag, Berlin 1996.

Heft 600
Erläuterungen zu DIN EN 1992-1-1 und DIN EN 1992-1-1/NA (Eurocode 2).
Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Berlin.
Beuth Verlag, Berlin 2012.

Maurer, R.; Zilch, K.; Hegger, J.; Zichner, T.; Dunkelberg, D.; Karakas, A.; Kolodziejcyk, A.
Erläuterungen und Hintergründe zur Nachrechnungsrichtlinie - Betonbrücken.
Bauingenieur 01-2012, S. 24-35.
Springer-VDI-Verlag, Düsseldorf 2012.

ÖNORM B 1990-1:2013-01
Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung –
Nationale Festlegungen zu ÖNORM EN 1990 und nationale Ergänzungen.
Herausgeber: ON Österreichisches Normungsinstitut, Wien.
Österreichisches Normungsinstitut, Wien 2013.

ÖNORM B 1990-2:2010-12
Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung – Teil 2: Brückenbau.
Nationale Festlegungen zu ÖNORM EN 1990/A1 und nationale Ergänzungen.
Herausgeber: ON Österreichisches Normungsinstitut, Wien.
Österreichisches Normungsinstitut, Wien 2010.

ÖNORM B 1991-2:2011-04
Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken.
Nationale Festlegungen zu ÖNORM EN 1991-2 und nationale Ergänzungen.
Herausgeber: ON Österreichisches Normungsinstitut, Wien.
Österreichisches Normungsinstitut, Wien 2011.

ÖNORM B 1992-1-1:2011-12
Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton­ und Spannbetontragwerken –
Teil 1-1: Grundlagen und Anwendungsregeln für den Hochbau.
Nationale Festlegungen zu ÖNORM EN 1992-1-1, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen.
Herausgeber: ON Österreichisches Normungsinstitut, Wien.
Österreichisches Normungsinstitut, Wien 2011.

ÖNORM B 1992-2:2014-09
Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken –
Teil 2: Betonbrücken – Bemessungs- und Konstruktionsregeln.
Nationale Festlegungen zu ÖNORM EN 1992-2, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen.
Herausgeber: ON Österreichisches Normungsinstitut, Wien.
Österreichisches Normungsinstitut, Wien 2014.

Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie).
Herausgeber: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS).
Ausgabe Mai 2011.

Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie).
Herausgeber: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS).
1. Ergänzung. Ausgabe April 2015.

Rossner, W.; Graubner, C.-A.
Spannbetonbauwerke.
Teil 3: Bemessungsbeispiele nach DIN 1045-1 und DIN-Fachbericht 102.
Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2005.

Rossner, W.; Graubner, C.-A.
Spannbetonbauwerke.
Teil 4: Bemessungsbeispiele nach Eurocode 2.
Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2012.

Zilch, K.; Rogge, A.
Bemessung der Stahlbeton- und Spannbetonbauteile nach DIN 1045-1.
Beton-Kalender 2002, Bd. 1, S. 217-359.
Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2002.

Zilch, K.; Zehetmaier, G.
Bemessung im konstruktiven Betonbau nach DIN 1045-1 und EN 1992-1-1.
Springer-Verlag, Berlin 2006.