Entwurf einer Fußgängerbrücke aus vorgespannten Steinplatten

Abstract

Der Entwurf eines Brückentragwerks stellt einen der interessantesten und anspruchsvollsten Arbeitsbereiche des konstruktiven Ingenieurbaus dar. Eine weitgespannte Radfahrer- und Fußgängerbrücke eignet sich besonders gut für eine abschließende Diplomarbeit. Dank der relativ geringen Verkehrslasten werden schlanke Tragkonstruktionen möglich, bei denen Probleme der Stabilität und Dynamik jedoch eine besondere Rolle spielen. Die konstruktiven Anforderungen umfassen nahezu das gesamte Spektrum des Bauingenieurwesens. Eine gelungene Brückenkonstruktion vereint immer eine formschöne und ästhetische Gestalt mit einem übersichtlichen und klaren Tragsystem. Jeder einzelne Bauteil muss im Tragwerk zum optimalen Mitwirken aktiviert werden.<br />"Unnötige Massen" nehmen einer Konstruktion schnell die angestrebte Eleganz.<br />Bei Salgesch im schweizer Kanton Wallis soll eine Fußgängerbrücke aus vorgespanntem Naturstein über die Rotten (Rhone) und den Russubrunnu entworfen werden, wobei die Vorteile des Natursteins optimal ausgenützt werden sollen. Eine Anbindung an die bestehenden Fuß- und Radwege beidseits der Rotten ist natürlich auch Planungserfordernis. Generell wurden die SIA-Normen herangezogen, jedoch zusätzlich, bei Erfordernis, auch die EUROCODES. Da nach der schweizer Norm für die Durchführung eines Bauprojekts Nutzungsvereinbarung und Projektbasis erforderlich sind, ist dies auch Gegenstand dieser Arbeit.<br />Dieses Master-Projekt wird von O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.-Ing. M.Eng.<br />Johann Kollegger (Technische Universität Wien) und Prof. Dr. sc. techn.<br />Aurelio Muttoni (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), dem Assistenten Thibault Clément und Dr. Damien Dreier betreut. Grundlagen und Vorgaben dieses Projektes waren jene eines Wettbewerbs aus dem Jahr 2006.<br />Diese Brückenprojekt ist im Rahmen eines Auslandssemesters an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne am Institut IBETON entstanden, wobei eine Erweiterung auf wissenschaftlicher Basis angeschlossen wurde, um den Anforderungen der TU Wien gerecht zu werden. Es wurden bereits existierende Fußgängerbrücken, welche teils aus Naturstein bestehen, beschrieben und ihre positiven Aspekte angeführt.<br />

The design of a bridge construction is one of the most interesting and challenging areas of structural engineering. A wide-span pedestrian and cycling bridge suits especially well for a final thesis.<br />Due to relatively low traffic loads slender support structures are feasible at the expense of stability and dynamic problems. The design requirements involve almost the entire field of civil engineering. A good bridge construction combines a shapely and aesthetic design with a clear and definite support system. The restistance of every single component of the structure should be activated for an optimal participation. "Useless mass" on the construction takes away the aspired elegance.<br />In Salgesch in Valais a pedestrian bridge over the Rotten (Rhone) and the Russubrunnu made of pre-stressed natural stone has to be designed.<br />The advantages of the natural stone should be optimally utilized. The existing walking and cycling paths on both sides of the Rotten have to be linked. Predominantly the swiss standards were used. For some more detailed analysis also the Eurocodes were used. Since according to swiss standards a user agreement and project basis are required for the implementation of a construction project, these documents are also subject of this thesis.<br />This master project was supervised by O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.-Ing.<br />M. Eng. Johann Kollegger (Technische Universität Wien) and Prof. Dr. sc.<br />Aurelio Muttoni (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), the assistant Clément Thibault and Dr. Damien Dreier. The preconditions and objectives of this project were those of a competition from the year 2006.<br />This thesis was generated during a semester abroad at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne on the institute IBETON. An enhancement was done on scientific level to fulfill the requirements of the Vienna University of Technology. An assortment of existing pedestrian bridges which consist partly of stone, is described, whereupon their good and inventive design concepts are explained.