Weiterführende Entwurfsplanung und Optimierung des Lagerungssystems in Brückenlängsrichtung am Beispiel der Hangbrücke Würgau (D908)
Allgemeine Angaben:
- Diplomarbeit Nr. D908
- Bearbeiter: Johannes Schmidt
- Verantwortl. Hochschullehrer: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach
- Betreuer: Martin Just, Werner Kuhnlein (SRP Schneider & Partner Ingenieur-Consult GmbH, Kronach)
- Tag der Verteifigung: 31/03/2015
Zusammenfassung
Im Zuge der Bundesautobahn 70 Bamberg– Bayreuth befindet sich die spannungsrisskorrosionsgefährdete Hangbrücke Würgau. Für das Bauwerk wurde ein Ersatzneubau veranlasst. Als Ergebnis einer Vorplanung wurde ein zweistegiger, über elf Felder durchlaufender Spannbetonplattenbalken mit einer Gesamtlänge von 403 m als Vorzugsvariante gewählt. In der Diplomarbeit wurde der weiterführende Entwurf gemäß Leistungsphase 3 beschrieben und das Lagerungssystem in Brückenlängsrichtung optimiert. Die Machbarkeit der Brücke wurde durch eine statische Vordimensionierung nachgewiesen. Ferner wurden ein Erläuterungsbericht und eine Kostenberechnung erstellt. Beim Brückenentwurf wurden die geografischen und geologischen Randbedingungen berücksichtigt. Eine Besonderheit des Entwurfs stellte die Lage des Bauwerks dar. Die Brückenkonstruktion ist aufgrund des bewaldeten Hanges und des danebenliegenden, höhergelegenen nördlichen Teilbauwerkes nur aus nächster Nähe sichtbar. Ferner ist mit potentiellen Hangrutschbewegungen zu rechnen. Unter Berücksichtigung aller Randbedingungen wurde ein robustes und dauerhaftes Brückenbauwerk konzipiert, welches wirtschaftlich herzustellen und zu unterhalten ist.
Visualisierung der Hängebrücke Würgau (rechts) neben dem Bestandsbauwerk
Bei langen Brückenbauwerken sind zudem hohe Horizontalkräfte in Brückenlängsrichtung abzutragen. Der Abtrag der Horizontalkräfte ist dabei wesentlich durch die Lagerung in Brückenlängsrichtung bestimmt. Ausgehend von einer mittigen Festpunktlagerung wurde überprüft, wie viele Stützen bzw. Stützenachsen mit Festlagern ausgestattet werden müssen, um ein Optimum hinsichtlich der Lagerung in Längsrichtung zu erhalten. Unter Berücksichtigung der Horizontalsteifigkeit des Brückensystems in Längsrichtung wurden mehrere Festpunktvariationen untersucht. Anhand eines Variantenvergleiches zeigte sich, dass die zweiachsige Festpunktanordnung in den zwei mittleren Stützenachsen ein Optimum hinsichtlich der Lagerung in Brückenlängsrichtung darstellt.