Brücken aus Verbundfertigteilträgern (II) (D779)
Allgemeine Angaben
- Diplomarbeit Nr.: D779
- Bearbeiter: Gunnar Fischer
- Betreuender Hochschullehrer:
- Betreuer: Dipl.-Ing. Jens Tusche , Dipl.-Ing. Günter Seidl
- Kooperationspartner: SCHMITT STUMPF FRÜHAUF UND PARTNER INGENIEURGESELLSCHAFT MBH
- Bearbeitungszeitraum: 12.10.1998 - 23.02.1999
Thesen zur Diplomarbeit
Seit dem Erscheinen der Richtlinie für externe Spannglieder durch das Bundesministerium für Verkehr (7/1998) sollen in Deutschland Spannbetonhohlkastenbrücken vorwiegend mit externer Vorspannung gebaut werden. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, ob die externe Vorspannung auch für die von der Ingenieurgesellschaft Schmitt Stumpf Frühauf und Partner entwickelten Verbundfertigteilträger angewendet werden kann.
Es sollen am Beispiel der Oberhartmannsreuther Talbrücke der BAB A93 (Bauwerk 165-2) folgende Schwerpunkte bearbeitet werden:
- Grundsätze für die bauliche Durchbildung der Bauweise mit externen Spanngliedern (Es werden Spannglieder der Firma Vorspann- Technik GmbH verwendet.)
- Exakte Erfassung der einzelnen Bauzustände und damit verbunden, Untersuchungen über:
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- Zeitpunkt und Art des Vorspannens:
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- Variante 1: Vorspannen des Stahlträgers; Aufbringen der notwendigen Überhöhung um Durchbiegungen im Endzustand auszugleichen
- Variante 2: Vorspannen des VFT Trägers (mit Umlenkpunkten)
- Variante 3: geradlinige Spanngliedführung über den Stützen
- Variante 4: Vorspannen des gesamten Verbundquerschnitts (mit Umlenkpunkten)
- Untersucht werden dabei:
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- Grad der Vorspannung
- Nachweise über die Tragfähigkeiten im Gebrauchslastzustand (GLZ) und im rechnerischen Bruchzustand (RBZ)
- Überschreiten der Betonzugfestigkeit in Bereichen negativer Momentenbeanspruchungen
- Kriech- und Schwindeinflüsse
- Stabilitätsprobleme am Stahlträger
- konstruktive Durchbildung der Bereiche der Vorspannkrafteinleitung
- Prinzipielle Entwicklung eines Trägers mit Wellblechsteg bzw. eines Trapezblechstegträgers mit Ober- und Untergurt aus hochfestem Beton mit externer Vorspannung
- Variante innere Vorspannung: Wieviel Vorspannung durch Verformung des nackten Stahlträgers bleibt nach Abschluß von Kriechen und Schwinden erhalten?
- Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen: Die externe Vorspannung des VFT Trägers erhöht zwar die Kosten für den Verbundfertigteilträger um 15 %. Es ist jedoch eine klare Qualitätsverbesserung des Tragwerks festzustellen. Die innere Vorspannung ist eine Alternative, deren Anwendung im Einzelfall untersucht werden müßte. Im vorliegenden Fall liegen die Stahlspannungen in Feldmitte im Endzustand beim nicht vorgespannten Träger 16 % über den Zugspannungen des durch Pressen vorgespannten Trägers. Die Betonspannungen werden durch die Vorspannung jedoch um 40 % erhöht.
Da die Bauhöhe des Wellstahlstegfertigteils im Vergleich zum VFT Träger um einen Meter erhöht werden muß, ist dieser für das vorliegende Bauwerk nicht einsetzbar. Diese Bauweise ist durch seinen 30 %igen Preisvorteil für andere Spannweiten oder Bauverfahren sehr zu empfehlen.