Berechnung und Bemessung von Betonbrücken (eBook)

Nguyen Viet Tue, Michael Reichel, Michael Fischer (Autoren)

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2016
Wiley-VCH (Verlag)
978-3-433-60311-6 (ISBN)

Infos

Dieses Buch ist ein praxisorientierter Leitfaden für die Berechnung und Bemessung von Brückentragwerken aus Stahlbeton und Spannbeton, Eine 5-feldrige Spannbetonbrücke wird komplett durchgerechnet, wobei die Darstellung über die einer prüffähigen Statik weit hinausgeht, Alle tragenden Teile, also auch Lager, Talpfeiler und Gründungen, werden berechnet und bemessen, wobei die einzelnen Schritte vertiefend erläutert werden und wertvolle Hintergrundinformationen geliefert werden, Diese Erläuterungen dienen dem gründlichen Verständnis der Norm und lassen sich somit leicht auf andere Fälle anwenden,
Die Berechnungen erfolgen gemäß Eurocode 2 und den zugehörigen deutschen Nationalen Anhängen, Bei den einzelnen Berechnungsschritten werden die Bezüge zum jeweils einschlägigen Normenabschnitt leicht nachvollziehbar verdeutlicht,
Mit diesem Buch geben die Autoren ihren umfangreichen Erfahrungsschatz in Planungs- und Prüfpraxis an den Leser weiter,

Prof, Dr,-Ing, habil, Nguyen Viet Tue ist Professor am Institut fur Betonbau der Technischen Universitat Graz und geschaftsfuhrender Gesellschafter des Ingenieurburos KHP Leipzig,
Dr, techn, Michael Reichel ist Mitarbeiter im Ingenieurburo KHP Leipzig, Dipl,-Ing, Michael Fischer ist Prokurist und Mitgesellschafter,

Autor

Prof. Dr.-Ing. habil. Nguyen Viet Tue ist Professor am Institut für Betonbau der Technischen Universität Graz und geschäftsführender Gesellschafter des Ingenieurbüros KHP Leipzig. Dr. techn. Michael Reichel ist Mitarbeiter im Ingenieurbüro KHP Leipzig, Dipl.-Ing. Michael Fischer ist Prokurist und Mitgesellschafter.

Inhalt

Cover 1
Title Page 5
Copyright 6
Inhaltsverzeichnis 7
Vorwort 13
1 Beschreibung des Gesamtbauwerks 15
1.1 Allgemeines 15
1.2 Überbau 16
1.3 Lagerung 17
1.4 Widerlager 17
1.5 Gründung 18
1.6 Herstellung und Bauverfahren 18
2 Überbau 19
2.1 Baustoffe 19
2.1.1 Beton 19
2.1.2 Betonstahl 20
2.1.3 Spannstahl 20
2.2 Lastannahmen 21
2.2.1 Ständige Einwirkungen 21
2.2.1.1 Eigengewicht 21
2.2.1.2 Ausbaulasten 21
2.2.1.3 Stützensenkung 22
2.2.1.4 Anhängen des Traggerüstes 22
2.2.2 Veränderliche Einwirkungen 23
2.2.2.1 Einwirkungen aus Straßenverkehr 23
2.2.2.2 Einwirkungen aus Fußgänger- und Radverkehr 32
2.2.2.3 Anheben zum Auswechseln von Lagern 32
2.2.2.4 Verkehrslasten im Bauzustand 32
2.2.2.5 Windeinwirkungen 33
2.2.2.6 Schneeeinwirkungen 35
2.2.2.7 Temperatureinwirkungen 36
2.2.2.8 Lastmodelle für Ermüdungsnachweis 39
2.2.3 Verkehrslastgruppen 41
2.2.3.1 Charakteristische Werte mehrkomponentiger Einwirkungen 41
2.2.3.2 Häufige Werte mehrkomponentiger Einwirkungen 41
2.2.3.3 Lastgruppen bei vorübergehenden Bemessungssituationen 41
2.2.4 Einwirkungskombinationen 42
2.2.4.1 Allgemeine Kombinationsregeln 42
2.2.4.2 Kombination im Grenzzustand der Tragfähigkeit 43
2.2.4.3 Kombination im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 45
2.2.5 Kriech- und Schwindbeiwerte 46
2.2.5.1 Kriechen 47
2.2.5.2 Schwinden 48
2.3 Schnitt-, Stütz- und Weggrößen 50
2.3.1 Rechenmodell, Querschnittswerte, Mindestbewehrungen 50
2.3.1.1 Statisches System 50
2.3.1.2 Querschnittswerte 53
2.3.1.3 Mitwirkende Breiten 55
2.3.2 Betondeckung und Stababstände 56
2.3.2.1 Mindestoberflächenbewehrung 57
2.3.2.2 Robustheitsbewehrung 59
2.3.2.3 Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite 60
2.3.2.4 Bewehrung im Bereich der Koppelfugen 69
2.3.2.5 Mindestschubbewehrung 71
2.3.2.6 Torsionsbewehrung 71
2.3.2.7 Gewählte Bewehrung 72
2.3.3 Spanngliedführung und Vorspannung 73
2.3.3.1 Spannverfahren 73
2.3.3.2 Vorspannkonzept und Spanngliedverlauf 74
2.3.3.3 Vorspannkräfte 75
2.3.3.4 Spannkräfte, Dehnwege und Spannanweisung 80
2.3.3.5 Festlegung des Zeitpunktes zum Absenken des Traggerüstes 83
2.3.4 Spannkraftverluste aus Kriechen, Schwinden und Relaxation 84
2.3.5 Schnittgrößen 88
2.3.6 Stützgrößen 123
2.3.7 Weggrößen 130
2.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 138
2.4.1 Biegung mit Längskraft 138
2.4.1.1 Nachweise für den Endzustand 140
2.4.1.2 Nachweise Bauzustand (Nachweis der vorgedrückten Zugzone) 145
2.4.2 Querkraft 147
2.4.2.1 Endzustand 148
2.4.2.2 Bauzustand 154
2.4.2.3 Anschluss Zug-/Druckgurte 158
2.4.3 Schubkraftübertragung in der Koppelfuge 162
2.4.4 Torsion (Torsion und Querkraft) 164
2.4.5 Ermüdung 170
2.4.6 Nachweis der Tragfähigkeit in Brückenquerrichtung 183
2.4.6.1 Ermittlung der Schnittgrößen 183
2.4.6.2 Bemessung für Biegung mit Längskraft 188
2.4.6.3 Querkraft 189
2.4.6.4 Ermüdung 192
2.4.7 Nachweis der Tragfähigkeit des Endquerträgers 195
2.4.7.1 Biegung mit Längskraft 195
2.4.7.2 Querkraft 197
2.4.7.3 Ermüdung 201
2.4.8 Lokale Nachweise 203
2.4.8.1 Einleitung der Vorspannkraft im Verankerungsbereich 203
2.4.8.2 Einleitung konzentrierter Kräfte – Lager / Pressen 210
2.5 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 213
2.5.1 Begrenzung der Spannungen 213
2.5.1.1 Betonspannungen 216
2.5.1.2 Betonstahlspannungen 225
2.5.1.3 Spannstahlspannungen 226
2.5.1.4 Begrenzung der schiefen Hauptzugspannungen 227
2.5.2 Nachweis der Dekompression 227
2.5.2.1 Nachweis der Dekompression im Endzustand 228
2.5.2.2 Nachweis der Dekompression im Bauzustand 230
2.5.3 Begrenzung der Rissbreiten 231
2.5.4 Begrenzung der Verformungen (Überhöhung) 232
2.5.5 Begrenzung der Schwingungen und dynamische Einflüsse 238
2.5.6 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit in Brückenquerrichtung – Fahrbahnplatte 238
2.5.6.1 Begrenzung der Betonrandzugspannungen 238
2.5.6.2 Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreiten 241
2.5.6.3 Begrenzung der Rissbreiten ohne direkte Berechnung 241
2.5.6.4 Berechnung der Rissbreite 242
2.5.7 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit in Brückenquerrichtung – Endquerträger 244
2.5.7.1 Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreiten 244
2.5.7.2 Begrenzung der Rissbreiten ohne direkte Berechnung 244
3 Lager und Fahrbahnübergangskonstruktion 247
3.1 Lagerschema und Allgemeines 247
3.2 Bestimmung der Verschiebungen für Lager und Übergangskonstruktion 249
3.2.1 Bestimmung der Einzelwerte 249
3.2.2 Kombination ÜKO-Verformungen 253
3.2.3 Kombination Lager-Verschiebungen 255
3.3 Zusammenstellung der Lagerverdrehungen 256
3.4 Zusammenstellung der Lagerkräfte 256
3.5 Überprüfung der Lagerkissenabmessungen nach DIN EN 1337-3 260
4 Pfeiler 263
4.1 Baustoffe 263
4.1.1 Beton 263
4.1.2 Betonstahl 264
4.1.3 Betondeckung und Stababstände 264
4.2 System 265
4.2.1 Geometrie und Modellbildung 265
4.2.2 Steifigkeiten der horizontalen Pfahlbettung 267
4.2.3 Steifigkeiten der Pfahlfußfeder 271
4.3 Belastung 272
4.3.1 Belastung aus dem Überbau 272
4.3.2 Eigengewicht Pfeiler und Gründung Achse 30 273
4.3.3 Windbeanspruchung auf Pfeiler Achse 30 274
4.3.4 Imperfektionen 275
4.3.5 Lastexzentrizität aus Lagerverschiebung 276
4.3.6 Kriechauswirkungen 276
4.4 Abklärung, ob Nachweis nach Theorie II. Ordnung erforderlich 278
4.5 Ermittlung der Schnittgrößen 278
4.6 Äußere Standsicherheit der Pfahlgründung 279
4.6.1 Erläuterungen des Nachweiskonzeptes 279
4.6.2 Bestimmung Einwirkungskombinationen 282
4.6.3 Ermittlung der axialen Pfahltragfähigkeit 285
4.6.4 Nachweis des ausreichenden horizontalen Bodenwiderstandes 288
4.7 Nachweis der inneren Pfahltragfähigkeit 291
4.7.1 Konstruktive Ausbildung 291
4.7.2 Schnittkraftermittlung 292
4.7.3 Biegebemessung 293
4.7.4 Bemessung für Querkraft 295
4.7.5 Begrenzung der Rissbreiten 298
4.7.6 Spannungsnachweise 300
4.8 Bemessung der Pfahlkopfplatte 301
4.9 Pfeilerbemessung 317
4.9.1 Bestimmung der Einwirkungskombinationen 318
4.9.2 Schnittgrößen 320
4.9.3 Konstruktive Durchbildung 321
4.9.4 Bemessung nach dem Modellstützenverfahren 322
4.9.5 Nichtlineare Berechnung 329
4.9.6 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 337
4.10 Bemessung lokale Lasteinleitungen am Pfeilerkopf 340
4.11 Fundament Pfeiler Achse 50 340
4.11.1 System und Abmessungen 340
4.11.2 Belastung Pfeiler Achse 50 341
4.11.2.1 Belastung aus dem Überbau 341
4.11.2.2 Horizontalkräfte – Rückstellkräfte 342
4.11.2.3 Eigengewicht Pfeiler und Gründung 342
4.11.2.4 Windbeanspruchung 342
4.11.3 Nachweis der äußeren Standsicherheit für die Flachgründung 343
4.11.3.1 Nachweis der Gleitsicherheit in der Sohlfuge 343
4.11.3.2 Stark exzentrische Belastung 344
4.11.3.3 Nachweis der Sicherheit gegen Grundbruch 346
4.11.3.4 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 348
4.11.4 Nachweis der inneren Standsicherheit 349
5 Widerlager 351
5.1 Baustoffe 351
5.1.1 Beton 351
5.1.2 Betonstahl BSt 500 S (B) – hochduktil 352
5.1.3 Betondeckung und Stababstände 352
5.2 Geometrie und Modellbildung 353
5.2.1 Geometrie 353
5.2.2 Statisches System 354
5.2.3 Steifigkeit der horizontalen Pfahlbettung 357
5.2.4 Steifigkeiten der Pfahlfußfeder 358
5.2.5 Bettungsmodul des gebetteten Fundaments in Achse 60 361
5.3 Lastannahmen 362
5.3.1 Belastung aus dem Überbau 362
5.3.2 Eigengewicht 364
5.3.3 Vorspannung 365
5.3.4 Erddruck infolge der Eigenlasten der Hinterfüllung 365
5.3.5 Ausbaulasten 369
5.3.6 Kriechen, Schwinden und Relaxation 371
5.3.7 Stützensenkung 371
5.3.8 Einwirkungen aus Straßenverkehr 372
5.3.9 Einwirkungen aus Fußgänger- und Radverkehr 379
5.3.10 Anheben zum Auswechseln von Lagern 379
5.3.11 Windeinwirkungen 379
5.3.12 Temperatureinwirkungen 379
5.4 Lastfallüberlagerung 380
5.4.1 Kombination im Grenzzustand der Tragfähigkeit 380
5.4.2 Kombination im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 381
5.5 Schnitt- und Stützgrößen 382
5.5.1 Schnittgrößen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit 382
5.5.2 Schnittgrößen in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit 390
5.5.3 Ermittlung der Stützgrößen und Weggrößen 395
5.6 Nachweise der äußeren Standsicherheit 398
5.7 Nachweise der inneren Standsicherheit 398
5.7.1 Allgemeine Aspekte zur EDV-gestützten Bemessung 398
5.7.2 Grenzzustand der Tragfähigkeit – Pfähle 400
5.7.3 Grenzzustand der Tragfähigkeit – aufgehendes Widerlager 402
5.7.4 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit – Pfähle 414
5.7.5 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit – aufgehendes Widerlager 420
5.7.6 Konstruktive Mindestbewehrung 437
5.7.7 Lasteinleitung Lager- und Pressenansatzpunkte 438
5.7.8 Lasteinleitung im Bereich der Pfahleinbindung 438
6 Bewehrungsskizzen 439
6.1 Überbau 439
6.2 Unterbauten 440
6.2.1 Pfeiler 440
6.2.2 Pfahlkopfplatte 442
6.2.3 Ortbetonpfähle Achse 30 443
6.2.4 Widerlager Achse 10 444
Referenzen 445
Literatur 445
Normen, Richtlinien und Zulassungen 447
Normen 447
Richtlinien 449
Zulassungen 450
EDV-Programme 450

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 23.2.2016
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Bauwesen
• Schlagworte: Bauingenieur- u. Bauwesen • Baustatik u. Baumechanik • Betonbau • Brückenbau • Brückenbau • Stahlhochbau u. Brückenbau • Stahlhochbau u. Brückenbau • Tief- u. Hochbau / Massivbau • Verkehrsbau
• ISBN-10: 3-433-60311-1 / 3433603111
• ISBN-13: 978-3-433-60311-6 / 9783433603116