Entscheidungshilfe für die Auswahl von Behelfsbrückensystemen bei großen Flüssen

Abstract

Im zivilen Bereich werden temporäre Brücken meist bei der Instandsetzung bestehender Brücken sowie im Katastrophenfall eingesetzt. Sie ermöglichen, Verkehrswege vor Unterbrechungen zuschützen beziehungsweise diese rasch wieder herzustellen. Diese Arbeit stellt derzeit verwendete temporäre Brückensysteme vor und vergleicht sie miteinander, um eine Informationsbasis für zukünftige Projekte zu generieren.Zu Beginn der Arbeit wird ein Überblick über die unterschiedlichen im Brückenbau vorkommendenTragwerke, Unterbauten, Bauverfahren und Verbindungstechniken gegeben. Unter allen im Brückenbau eingesetzten Tragwerken werden Tragwerke, welche sich für den temporären Brückenbau eignen, identifiziert sowie die Unterschiede zwischen temporärem und konventionellem Brückenbau beschrieben. Durch die Notwendigkeit die Einzelteile der Brückensysteme für den Transport und die Montage so klein wie möglich zu halten sowie diese als eine Art Bausatzmontieren zu können, folgen Limitationen bei der Leistungsfähigkeit von Brückensystemen. Wo die Grenzen der analysierten Tragwerke im Bezug auf ihre Spannweite liegen, wird in Kapitel 3 erörtert. Dabei werden Tragwerke mit Einzelspannweiten von 40m bis 100m der relevanten Brückensysteme gelistet. Die angegebenen Spannweiten der Tragwerke können zwar nicht auf alle Situationen angewendet werden, sie werden jedoch mit Experten auf dem Gebiet des temporären Brückenbaus und unter Berücksichtigung der zur Zeit dieser Arbeit aktuellen Norm als Richtwerte erarbeitet. Kapitel 4 beschreibt die Erstellung eines Kostenmodells und die Analyse der Kosten einzelner Tragwerke. Das Kostenmodell geht davon aus, dass das in der technischen Analyse ermittelte Gewicht der Tragwerke ausschlaggebend für die Kosten und damit für den Preis der Brücke ist. Um eine Abschätzung des Preises für ein konkretes Projekt zu ermöglichen, wird ein Preis pro Tonne unabhängig vom geplanten Tragwerk ermittelt. An einem konkreten Beispiel,dem Brückenprojekt Stein-Mautern, werden Anforderungen, die an temporäre Brücken gestelltwerden können und deren Einfluss auf die Auswahl des Systems erörtert. Aus der Kombination der gewonnen Daten wird eine Entscheidungsmatrix erstellt, mit deren Hilfe eine Empfehlung für ein passendes Tragwerk auf Basis der Anforderungen abgeleitet werden kann. Diese stellt die wichtigen Entscheidungen, die zur Auswahl eines Systems relevant sind, dar. Weil jedes Projekt andere Anforderungen hat, ist die Entscheidungsmatrix möglichst allgemein formuliert,um die Entscheidungsfindung bei neuen Projekten zu erleichtern. Durch die Anwendung der Entscheidungsmatrix wird bezogen auf die Baukosten ein möglichst wirtschaftliches Systementsprechend den vorhandenen Projektrahmenbedingungen empfohlen.

This paper proposes a flowchart for selecting modular bridging systems for large rivers. Its goal is to collect, present, and compare information about the temporary bridges currently used in Europe and, on this basis, provide a guide for future projects. The paper begins by listing all modern bridge structures, including a short overview of their history, their field of use, and their capabilties to be able to find a structure suitable for temporary construction.Furthermore, the construction techniques and joint techniques are discussed. The findings of this work demonstrate that very few bridge form works offer the necessery properties to be considered for a temporary construction. The bridge formworks that are produced and sold in Europe are presented in detail in chapter 3. By drawing on case studies and comparing manuals and their underlying standards for construction, this chapter aims to determine the maximum free spans of the available formworks. Furthermore, the weight of the formworks is calculated to allow for acomparison of the sytems in the subsequent economic analysis. The economic analysis in chapter 4 uses the fact that the material cost of steel accounts for the largest share of the costs of steeltruss bridges. This cost is directly proportional to the weight of the bridge without distinguishing between different formwork systems. With that in mind, a fixed cost per metric ton of bridge is calculated for production and construction of the bridge. To be able to get a rough estimate of the cost of a completed bridge, cost per metric ton of bridge may be used when multyplied with the weight of the completed bridge. Drawing on the a forementioned findings, the formworks of the different companies are compared to create a flowchart in chapter 5 to help with thedecision-making process. The application of this flowchart is demonstrated through the project requirements of the ongoing bridge projekt „Stein - Mautern“. As project requirements can bevery diverse, the flowchart attempts to cover a broad variety of possibilities without loosing too much accuracy. As a result, extraordinary circumstances are not accounted for in the flowchart.When followed, the flowchart leads its reader to the most economic formwork available.