Handbuch Brücken - Entwerfen, Konstruieren, Berechnen, Bauen und Erhalten

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

Autorenverzeichnis

1 Brückenbau auf dem Weg vom Altertum zum modernen Brückenbau

1.1 Einführung

1.2 Brücken im Altertum

1.2.1 Brücken in China

1.2.2 Brücken in Griechenland, in den persischen Großreichen und in Mesopotamien

1.2.3 Römische Brückenbaukunst

1.3 Brücken im Mittelalter

1.4 Brücken von der Renaissance bis zur Gegenwart

1.4.1 Steinbrücken

1.4.2 Holzbrücken

1.4.3 Eisen- und Stahlbrücken

1.4.4 Bogen-, Balken- und Rahmenbrücken aus Beton

1.4.5 Moderne Schrägkabelbrücken

1.5 Bemerkungen zur Gestaltung von Brücken und zu schicksalhaften und symbolischen Bedeutungen

2 Ingenieuraufgaben im Brückenbau

2.0 Vorbemerkung

2.1 Genereller Entwurf

2.1.1 Vorplanung

2.1.2 Entwurfsfindung im offenen oder eingeladenen Realisierungswettbewerb

2.2 Entwurfsplanung

2.2.1 Vorschriften

2.2.2 Randbedingungen

2.2.3 Baubetrieb und Baustellen einrichtung

2.2.4 Entwurfselemente, Hilfsmittel und statische Vorberechnung

2.2.5 Hinweise zur Bauwerksgründung

2.2.6 Hinweise zu den Unterbauten

2.2.7 Hinweise zu Lagerung und Beweglichkeit

2.2.8 Hinweise zu Brückenentwässerung und Abdichtung

2.2.9 Hinweise zu Bau- und Herstellungsverfahren

2.3 Genehmigungsplanung

2.4 Ausschreibung

2.4.1 Ausschreibung mit Mengenermittlung

2.4.2 Randbedingungen für Sonderentwürfe

2.4.3 Funktionale Ausschreibung

2.4.4 Verpflichtung zur Eindeutigkeit

2.5 Angebotsbearbeitung

2.6 Submission

2.7 Vergabe

2.8 Ausführungsplanung

2.9 Prüfung

2.10 Bauausführung, Bauüberwachung, Abrechnung

2.10.1 Bauausführung

2.10.2 Örtliche Bauüberwachung

2.10.3 Bauoberleitung

2.10.4 Bauüberwachung bei funktional ausgeschriebenen Brückenbauwerken

2.10.5 Abrechnung

2.10.6 Nachträge

2.11 Objektbetreuung und Dokumentation

2.12 Ingenieuraufgaben im Brückenbestand

2.12.1 Überwachen, Bewerten und Beurteilen von Brücken

2.12.2 Instandsetzung und Ertüchtigung von Brücken

2.12.3 Verstärkung von Brückenbauwerken

2.12.4 Austausch oder Verbreiterung von Tragwerksteilen oder von ganzen Tragwerken

2.12.5 Abbruch von Brückenbauwerken

3 Entwurf

3.1 Entwurfsgrundlagen

3.2 Bauwerkspezifische, verkehrstechnische Vorgaben

3.3 Ortspezifische Randbedingungen

3.4 Funktionelle Anforderungen

3.4.1 Tragsicherheit

3.4.2 Gebrauchstauglichkeit

3.4.3 Dauerhaftigkeit

3.5 Kulturelle Anforderungen

3.5.1 Kosten

3.5.2 Ästhetik

3.6 Ziel der Entwurfsarbeit

3.7 Überlegungen beim konzeptionellen Entwurf

3.8 Ausgewählte Brücken

3.8.1 Sunnibergbrücke, Schweiz

3.8.2 Fußgängerbrücke Kelheim, Deutschland

3.8.3 Osormort Viaduct, Spanien

3.8.4 Sacramento river trail pedestrian bridge, USA

3.8.5 Puente de la Barqueta, Spanien

3.8.6 Falkensteinbrücke, Österreich

3.8.7 Le Pont de Brotonne, Frankreich

3.8.8 Donaukanalbrücke in Wien, Österreich

3.8.9 Mangfallbrücke, Deutschland

3.8.10 The Normandie Bridge, Frankreich

3.8.11 Rheinbrücke Bendorf, Deutschland

3.8.12 Schrägseilbrücke Dubrovnik, Kroatien

4 Querschnittsgestaltung

4.1 Querschnittsgestaltung in Abhängigkeit von System und Funktion

4.1.1 Allgemeines

4.1.2 Allgemeine Erläuterungen zu den Hauptquerschnittstypen

4.1.3 Querschnitte für Straßenbrücken

4.1.4 Querschnitte für Bahnbrücken

4.1.5 Querschnitte für Fußgängerund Radwegbrücken

4.1.6 Sonderquerschnitte

4.2 Querschnittsgestaltung in Abhängigkeit vom verwendeten Werkstoff

4.2.1 Betonbrücken

4.2.2 Stahlbrücken

4.2.3 Verbundbrücken

4.2.4 Holzbrücken

5 Haupttragwerke der Überbauten

5.1 Beton-Plattenbrücken

5.2 Balkenbrücken

5.2.1 Beton-Balkenbrücken

5.2.2 Stählerne Balkenbrücken

5.2.3 Balkenbrücken als Verbundbrücken oder Mischkonstruktionen

5.3 Rahmenbrücken

5.3.1 Rahmenbrücken aus Beton

5.3.2 Rahmenbrücken aus Stahl

5.3.3 Rahmenbrücken als Verbundund Mischkonstruktionen

5.4 Bogen- und Stabbogenbrücken

5.4.1 Steinbrücken

5.4.2 Betonbogenbrücken

5.4.3 Stahlbrücken

5.4.4 Verbund- und Mischkonstruktionen

5.5 Schrägkabelbrücken

5.5.1 Konstruktionsgrundsätze

5.5.2 Konstruktionselemente

5.5.3 Lagerbedingungen

5.5.4 Aerodynamisches Verhalten

5.5.5 Konstruktive Gestaltung der Konstruktionselemente

5.5.6 Ergänzungen zu Verbundund Mischkonstruktionen

5.6 Hängebrücken

5.7 Spannbandbrücken

5.7.1 Einleitung

5.7.2 Tragwirkung

5.7.3 Bauverfahren

5.7.4 Beanspruchungen

5.7.5 Wirtschaftlichkeit

6 Lagerung

6.1 Überblick

6.2 Aufgaben und Beurteilung der Lagerung

6.3 Wahl der Lagerung und Anordnung der Lager

6.4 Ermittlung der Kräfte und Bewegungen

6.5 Lagerwiderstände

6.6 Planungsunterlagen

6.7 Messungen von Kräften und Bewegungen an Lagern

6.8 Inspektion und Instandhaltung der Lager und Lagerungen

7 Unterbauten

7.1 Überblick

7.2 Widerlager

7.2.1 Definition, Aufgaben und Konstruktionsprinzip

7.2.2 Anordnung von Widerlagerwand und Flügeln – Widerlagerarten

7.2.3 Konstruktion der Bauteile

7.2.4 Entwurf von Widerlagern

7.3 Stützen und Pfeiler

7.3.1 Definition, Aufgaben und Konstruktionsprinzip

7.3.2 Anordnung und Querschnittsgestaltung von Pfeilern

7.3.3 Anordnung und Querschnittsgestaltung von Stützen

7.3.4 Pfeiler- oder Stützenkopf

7.3.5 Herstellung

7.3.6 Pylone

7.4 Gründungen

7.4.1 Aufgaben und Überblick

7.4.2 Flachgründungen

7.4.3 Pfahlgründungen

7.4.4 Auswahlkriterien und Entwurf der Gründung

8 Berechnung

8.1 Einwirkungen auf Brücken

8.1.1 Allgemeines

8.1.2 Grundlagen

8.1.3 Einwirkungen aus dem Bauwerk

8.1.4 Einwirkungen aus der Bauwerks nutzung

8.1.5 Einwirkungen aus der Bauwerksumgebung

8.1.6 Bauzustände

8.2 Systeme, Tragverhalten, Schnittgrößen

8.2.1 Grundlagen

8.2.2 Überbauten

8.2.3 Unterbauten

8.2.4 Gesamtsysteme

8.3 Berechnung von Stahlbrücken

8.3.1 Grundlagen

8.3.2 Berechnung von Stahlbrücken: Ausgewählte Probleme

8.4 Ausgewählte Nachweise bei einer Verbundbrücke

8.4.1 Allgemeines

8.4.2 Steifigkeit der Fahrbahnplatte

8.4.3 Verbundtragwirkung

8.4.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit

8.4.5 Ermüdungsnachweis

8.4.6 Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit

8.5 Betonbrücken

8.5.1 Vorspannung von Betonbrücken

8.5.2 Schnittgrößen infolge Vorspannung

8.5.3 Einleitung konzentrierter Kräfte

8.5.4 Vorspannkraftverluste infolge des Kriechens und Schwindens des Betons und der Relaxation des Spannstahls

8.5.5 Schnittgrößenumlagerungen bei Systemänderungen und abschnittsweisem Bauen

8.5.6 Bemessungsgrundlagen

8.5.7 Berechnungsbeispiel, über drei Felder durchlaufende, vorgespannte Plattenbrücke

8.6 Berechnung von Unterbauten

8.6.1 Einführung

8.6.2 Berechnung von Widerlagern

8.6.3 Berechnung von Pfeilern und Stützen

8.6.4 Berechnung von Gründungen

8.7 Spezielle Probleme

8.7.1 Temperaturbeanspruchung

8.7.2 Schwingungsprobleme

8.7.3 Erdbebenbeanspruchung

9 Herstellung und Ausführungsmethoden

9.1 Betonbrücken

9.1.1 Herstellung auf Lehrgerüst

9.1.2 Herstellung auf Vorschubrüstung

9.1.3 Freivorbau

9.1.4 Taktschieben

9.1.5 Segmentbauweise

9.1.6 Schrägkabelbrücken

9.2 Stahlbrücken

9.2.1 Werkstattfertigung

9.2.2 Montage vorgefertigter Einheiten

9.2.3 Freivorbau

9.2.4 Längseinschub (Lancieren)

9.2.5 Spezielle Verfahren

9.3 Brücken in Verbund- und Mischbauweise

9.3.1 Fertigung und Montage Stahlüberbau

9.3.2 Schalung und Fertigung Betonfahrbahnplatte

9.3.3 Einfluss des Bauablaufs

9.3.4 Systemabhängige Bauabläufe

10 Brückenausrüstung

10.1 Fahrbahnausbildung und Dichtungen

10.1.1 Fahrbahnen von Straßenbrücken

10.1.2 Oberbau von Eisenbahnbrücken

10.2 Lager

10.2.1 Übersicht

10.2.2 Verformungslager

10.2.3 Stahllager

10.2.4 Topflager

10.2.5 Kalottenlager

10.2.6 Horizontalkraftlager

10.2.7 Sonderlager

10.2.8 Einbau und Austausch der Lager

10.3 Fahrbahnübergänge

10.3.1 Allgemeines

10.3.2 Fahrbahnübergänge für Straßenbrücken

10.3.3 Schienenauszugsvorrichtungen

10.4 Schrammborde, Leiteinrichtungen, Kappen und Geländer

10.4.1 Kappen von Straßenbrücken

10.4.2 Kappen auf Eisenbahnbrücken

10.4.3 Geländer und Leiteinrichtungen

10.5 Brückenentwässerungen

10.6 Beleuchtung

10.7 Versorgungsleitungen

10.8 Lärmschutzanlagen

10.8.1 Überblick

10.8.2 Lärmschutzanlagen auf Brücken

11 Überwachung, Prüfung, Bewertung und Beurteilung von Brücken

11.1 Einleitung

11.2 Ursachen für Schäden an Betonbrücken

11.2.1 Allgemeines

11.2.2 Schäden am Beton

11.2.3 Schäden am Bewehrungsstahl

11.2.4 Schäden an den Fugen und Lagern

11.2.5 Schäden am Oberbau

11.3 Überwachung und Prüfung von Brückenbauwerken

11.3.1 Grundlagen zur Überwachung von Brückenbauwerken

11.3.2 Prüfung von Betonbrücken

11.3.3 Prüfung von Stahlund Verbundbrücken

11.3.4 Prüfung der Brückenausstattung

11.3.5 Prüfung der Brückenausrüstung

11.4 Zustandsbewertung und -beurteilung von Brücken

11.4.1 Allgemeines

11.4.2 Verfahren zur Zustandsbewertung von Brücken

11.5 Brückenmanagement

11.5.1 Allgemeines

11.5.2 Brückenmanagementsysteme

12 Brückeninstandsetzung und Sanierung

12.1 Einleitung

12.2 Betonbrücken

12.2.1 Planung von Instandsetzungsund Sanierungsmaßnahmen

12.2.2 Vorbereitende Maßnahmen

12.2.3 Durchführung der Instandsetzungsund Sanierungsmaßnahmen

12.3 Stahlbrücken

12.3.1 Korrosionsschutz

12.3.2 Niete und Schrauben

12.3.3 Instandsetzung von Abrostungen

12.4 Fahrbahnbeläge

13 Brückenverstärkung

13.1 Einleitung

13.2 Betonbrücken

13.2.1 Geklebte Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe

13.2.2 Externe Vorspannung

13.2.3 Querschnittsergänzung

13.3 Stahl- und Verbundbrücken

13.3.1 Fahrbahnverstärkung

13.3.2 Systemverstärkung

13.3.3 Systemänderung

Literatur

Brückenverzeichnis

Personen- und Firmenverzeichnis

Sachverzeichnis