Robuste Brücken: Vorschläge Zur Erhöhung Der Ganzheitlichen Qualität

ISBN-13: 9783322831521 / Niemiecki / Miękka / 2013 / 288 str.

Michael Potzl

Opis

Das Buch leistet einen Beitrag zur Erhohung der Lebensdauer von Brucken. Mit der Robustheit wurde ein die Normen erganzendes Kriterium definiert, das anhand zahlreicher Beispiele erlautert wird. Das Buch soll die allzu oft stiefmutterlich behandelte Entwurfsphase unterstutzen. Dadurch konnen Schwachpunkte a priori vermieden und unnotige Kosten eingespart werden. Zusatzlich eroffnen sich neue gestalterische Spielraume fur den Bruckenentwurf.

Spis treści

Vorwort.- 1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Ziel und Vorgehensweise.- 2 Anforderungen an Brückenbauwerke.- 2.1 Individuelle und gesellschaftliche Anforderungen.- 2.1.1 Allgemeines.- 2.1.2 Sicherheit.- 2.1.2.1 Zum Sicherheitsbegriff.- 2.1.2.2 Einflüsse auf das Gefahrenpotential.- 2.1.2.2.1 Allgemeines.- 2.1.2.2.2 Annahmen und Vereinfachungen bei der Berechnung.- 2.1.2.2.3 Fehlbarkeit des Menschen.- 2.1.2.2.4 Umwelteinflüsse.- 2.1.2.2.5 Unvorhergesehene Ereignisse.- 2.1.3 Wirtschaftlichkeit.- 2.2 Normative Anforderungen.- 2.2.1 Allgemeines.- 2.2.2 Methoden der Sicherheitsanalyse.- 2.2.3 Tragfähigkeit.- 2.2.4 Gebrauchstauglichkeit.- 2.2.5 Dauerhaftigkeit.- 2.3 Defizite bei den normativen Anforderungen.- 2.3.1 Erfahrungen über das Langzeitverhalten von Brücken.- 2.3.1.1 Allgemeines.- 2.3.1.2 Art und Häufigkeit von Schäden.- 2.3.1.3 Ursachen von Schäden.- 2.3.1.4 Beschädigungen.- 2.3.2 Folgerungen.- 3 Bewertung der Robustheit.- 3.1 Der Begriff „Robustheit“.- 3.1.1 Allgemeines.- 3.1.2 Definition und Abgrenzung.- 3.1.3 Merkmale robuster Brückentragwerke.- 3.1.4 Veranschaulichung an ausgeführten Brücken.- 3.1.5 Abgeleitete Kriterienstruktur und grundsätzliche Vorgehensweise.- 3.2 Kriterien der Robustheit.- 3.2.1 Definition und rechnerische Erfassung.- 3.2.1.1 Redundanz.- 3.2.1.1.1 Allgemeines.- 3.2.1.1.2 Rechnerische Erfassung.- 3.2.1.1.3 Einfluß der Redundanz auf die Versagenswahrscheinlichkeit.- 3.2.1.1.4 Modell für die Bewertung.- 3.2.1.2 Ausfallsicherheit.- 3.2.1.3 Stabilisierende Konstruktion.- 3.2.1.4 Duktilität.- 3.2.1.5 Monolithische Bauweise.- 3.2.1.6 Verformungsfähigkeit.- 3.2.1.7 Kraftflußorientierte Form.- 3.2.1.8 Kompaktheit.- 3.2.1.9 Austauschbarkeit.- 3.2.1.10 Anpassungsfähigkeit.- 3.2.1.11 Fehlerunanfällige Herstellbarkeit.- 3.2.2 Zuordnung zu den Werten Sicherheit und Wirtschaftlichkeit.- 3.3 Aggregation der Kriterien.- 3.4 Bewertung an Beispielen.- 3.4.1 Vorbemerkungen.- 3.4.2 Wettbewerbsentwürfe für die Schornbachtalbrücke (bei Stuttgart).- 3.4.2.1 Situation und Aufgabenstellung.- 3.4.2.2 Kurzbeschreibung der Entwürfe.- 3.4.2.3 Einzelbewertungen.- 3.4.2.4 Aggregation.- 3.4.3 Wettbewerbsentwürfe für die Südbrücke Oberhavel (Berlin).- 3.4.3.1 Situation und Aufgabenstellung.- 3.4.3.2 Kurzbeschreibung der Entwürfe.- 3.4.3.3 Einzelbewertungen.- 3.4.3.4 Aggregation.- 3.5 Folgerungen für den Entwurf.- 4 Grundlagen für den Entwurf am Beispiel lager- und fugenloser Brücken.- 4.1 Geschichtliches.- 4.2 Merkmale lager- und fugenloser Brücken.- 4.2.1 Zum Begriff „lager- und fugenlos“.- 4.2.2 Zum Begriff „lager- und fugenlose Brücken“.- 4.2.3 Besonderheiten.- 4.2.4 Klassifikation nach der Verformungsgeometrie.- 4.3 Grundsätzliche Vorgehensweise beim Entwerfen.- 4.3.1 Zuordnung der Einflußgrößen.- 4.3.1.1 Betrachtung am Gesamtsystem.- 4.3.1.2 Betrachtung am Bauteil.- 4.3.1.3 Betrachtung am Detail.- 4.3.2 Klassifikation der Einwirkungen.- 4.4 Einflußgrößen auf das Trag- und Verformungsverhalten.- 4.4.1 Einflußgrößen bei Betrachtung des Gesamtsystems.- 4.4.1.1 Direkte Einwirkungen.- 4.4.1.1.1 Statisches System.- 4.4.1.1.2 Systemgeometrie.- 4.4.1.2 Indirekte Einwirkungen.- 4.4.1.2.1 Statisches System.- 4.4.1.2.2 Systemgeometrie.- 4.4.1.2.2.1 Systemgeometrie im Grundriß.- 4.4.1.2.2.2 Systemgeometrie im Aufriß.- 4.4.2 Einflußgrößen bei Betrachtung der Bauteile.- 4.4.2.1 Direkte Einwirkungen.- 4.4.2.1.1 Bauteilform.- 4.4.2.1.2 Querschnittsform.- 4.4.2.2 Indirekte Einwirkungen.- 4.4.2.2.1 Allgemeines.- 4.4.2.2.2 Ansatzpunkte zur Reduzierung von Zwangbeanspruchungen.- 4.4.2.2.3 Bauteilform.- 4.4.2.2.4 Konstruktive Parameter.- 4.4.2.2.4.1 Grundlagen.- 4.4.2.2.4.2 Einflüsse auf den w-H-Verlauf.- 4.4.2.2.4.3 Einflüsse auf die Rißbreite und Randdruckspannung.- 4.4.2.2.4.4 Einflüsse auf die maximalen Pfeilerkopfverschiebungen.- 4.4.2.2.4.5 Optimale Querschnittsausnutzung.- 4.4.2.2.4.6 Einfluß zusätzlicher Lastmomente.- 4.4.2.2.4.7 Vereinfachte Berechnung der Pfeilerkopfverschiebung.- 4.4.2.2.5 Werkstoffe.- 4.4.2.2.5.1 Eigenlast.- 4.4.2.2.5.2 Festigkeit und Elastizitätsmodul.- 4.4.2.2.5.3 Zwangempfindlichkeit.- 4.4.2.2.5.4 Kriechen und Relaxation.- 4.4.2.2.5.5 Schwinden.- 4.4.2.2.6 Gründung.- 4.4.2.2.6.1 Allgemeines.- 4.4.2.2.6.2 Flächengründung.- 4.4.2.2.6.3 Pfahlgründung.- 4.4.2.2.6.4 Vergleich der Gründungen.- 4.4.3 Einflußgrößen bei Betrachtung der Details.- 4.4.3.1 Knotenform.- 4.4.3.1.1 Allgemeines.- 4.4.3.1.2 Anforderungen an die Verbindung.- 4.4.3.1.3 Kraftfluß.- 4.4.3.1.4 Rotationsfähigkeit.- 4.4.3.2 Art der Verbindung.- 4.4.3.2.1 Homogene Verbindung.- 4.4.3.2.2 Hybride Verbindung.- 4.4.3.2.3 Betongelenk.- 5 Entwurfs- und Bemessungsstrategie.- 5.1 Vorbemerkungen zum Entwurfsprozeß.- 5.2 Restriktionen.- 5.3 Bewertungsmodell.- 5.3.1 Ziel der Bewertung.- 5.3.2 Aggregation der Einzelwertungen.- 5.3.3 Zusammenfassende Darstellung der Vorgehensweise.- 5.4 Anhaltspunkte für das Entwerfen (Empfehlungen).- 6 Beispiele für den Entwurf lager- und fugenloser Brücken.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Fußgängerbrücke.- 6.2.1 Beschreibung.- 6.2.2 Grundlagen der Bemessung.- 6.2.3 Erfassung des nichtlinearen Werkstoffverhaltens.- 6.2.4 Bewertung.- 6.2.4.1 Vorbemerkungen.- 6.2.4.2 Vergleich mit Einflußgrößen.- 6.2.4.3 Vergleich mit FE-Rechnung.- 6.3 Straßenbrücke.- 6.3.1 Beschreibung.- 6.3.2 Möglichkeiten für eine monolithische Ausführung.- 6.3.2.1 Vorbemerkungen.- 6.3.2.2 Maßnahmen ohne Veränderung des Erscheinungsbildes.- 6.3.2.3 Maßnahmen mit Veränderung des Erscheinungsbildes.- 6.3.2.4 Begrenzung der Überbauverschiebung durch den Bauablauf.- 6.3.3 Schlußfolgerungen.- 7 Zusammenfassung.- 7.1 Ausgangssituation.- 7.2 Ergebnisse.- 7.3 Ausblick.- 8 Schrifttum.- 9 Anhang.

O autorze

Dr.-Ing. Michael Pötzl ist Mitarbeiter im Ingenieurbüro Schlaich, Bergermann und Partner in Stuttgart.