Integrale und semi-integrale Brücken mit Druckstreben

Abstract

Am Institut für Tragkonstruktionen - Betonbau der Technischen Universität Wien wird im Rahmen von experimentellen Untersuchungen intensiv an der Entwicklung eines neuartigen Brückenherstellungssystems gearbeitet. Das sogenannte Brückenklappverfahren wird zum ersten Mal nach Großversuchen bei der Brücke über die Lafnitz zur Anwendung kommen.<br />Im Zuge der Realisierung dieses Projekts entstand der Gedanke das Brückentragwerk in integraler Bauweise auszuführen. Durch das Fehlen vorhandener Ergebnisse zu diesem Thema entstand der Wunsch einer Diplomarbeit über integrale Brücken.<br />Die simulierten Brücken entsprechen zum größten Teil der Brücke über die Lafnitz. Zur Berechnung und Modellierung dieser Brückentragwerke dienten die Programme R-Stab und Microsoft Excel. Die Auswahl der verwendeten Programme wurde in Hinsicht auf die einfache Handhabung und die klare, einfache Nachvollziehbarkeit getroffen.<br />Zwei verschiedene Brückentragwerke wurden in der vorliegenden Arbeit genauer untersucht. Der Unterschied der beiden Brücken liegt in der Länge des Tragwerks und in der Anzahl der einzuklappenden Elemente.<br />Weiters wurden verschiedene Ausführungsszenarien (semiintegral, integral) an beiden Systemen simuliert.<br />Das Ziel dieser Diplomarbeit war ursprünglich eine Aussage über eine maximal ausführbare Länge einer integralen Brücke treffen zu können. Auf Grund der Gespräche mit den betreuenden Personen während dem Erstellen der Diplomarbeit wurde nicht die maximale Länge ermittelt. Viel mehr bestand die Hauptaufgabe darin einen Vergleich dieser Brückenvarianten in Hinsicht auf die Vorspannkraft zu eruieren.<br />Der Nachweis der Dekompression stellt für die Dimensionierung des Tragwerks und somit für die minimal mögliche Vorspannkraft, das wichtigste Kontrollinstrument dar.<br />Die Ergebnisse der verschieden Ausführungsvarianten sind in Hinblick auf die Größe der Vorspannkraft sehr unterschiedlich. So benötigen die kurzen Brückentragwerke deutlich mehr Vorspannung als die langen Brücken. Der Unterschied zwischen semiintegraler und integraler Bauweise ist jedoch sehr gering. Lediglich die Simulation mit verschiedenen Bauzuständen brachte eine weitere Minimierung der Vorspannkraft.<br />Die Länge der Konstruktion hat in dieser Arbeit nur einen geringen Einfluss, da die Einwirkungen des Schwindens durch das Kriechen des Betons stark reduziert werden.<br />Vielmehr ist das Hauptaugenmerk auf die Länge der Felder und der Anordnung zueinander zu legen.<br />

At the Institute of Structural Engineering - Research Center of Structural Concrete a new bridge construction method is being developed.<br />The bridge over the river Lafnitz is the first one where the so - called balanced lift method will be applied. During the designing phase of this project the idea of designing it in an integral way was born. At this time no results of such a construction system existed. The integral building of the bridge over the river Lafnitz was the basic idea of this master thesis.<br />The simulated bridges almost comply with the bridge over the river Lafnitz. For the structural design the programs R-Stab and Excel were used. The reason of using these programs was to design the bridges as simple as possible and also the way of simulating it.<br />In this master thesis two different bridge constructions were analysed.<br />The differences between them are the length of the construction and the amount of lifted elements. A variation of the bridge system (integral, semi-integral) was simulated also.<br />The original goal of this work was to receive results of a maximum buildable length of such an integral bridge. During the time of the structural design the mentors changed the original goal. The new aim was a relation between the two different systems. The proof of decompression is one of the most important verifications for designing a bridge with pre-stressing. By satisfying it a minimum pre-stressing force can be found.<br />Because of the various construction methods there are differences in the amount of pre-stressed forces. Bridge constructions with short lengths need more pre-stressing than those with longer lengths. There are no big differences between the integral and the semi-integral system. Only the simulation using construction steps can reduce the pre-stressing force.<br />The length of the bridge construction has only a minimum effect because the crawling reduces the influence of contraction. More attention has to be given on the length configuration and their combination.