,-

Mit Brücken in Städten und Landschaften können Akzente gesetzt werden.

Brückenbau ist ein Motor für technische Entwicklungen und leistet einen

wesentlichen Beitrag zur Baukultur.

Das vorliegende Buch ist ein Wegweiser für den optimierten Entwurf und

die Planung von Brückenbauwerken. Neben der umfassenden Darstellung

der Grundsätze des werkstoffübergreifenden Brückenentwurfes enthält

es Erläuterungen und Berechnungsbeispiele zur Konstruktion und Bemes-

sung von Massiv-, Stahl- und Verbundbrücken. Zum besseren Verständnis

der Beanspruchungen werden Hintergründe zu den Einwirkungen und

zum Sicherheitskonzept erläutert. Der Bewertung und Ertüchtigung beste-

hender Brücken ist ein gesondertes Kapitel gewidmet. Zusätzlich werden

spezielle Aspekte detailliert behandelt, wie z. B. die Gleis-Tragwerk-Inter-

aktion oder die dynamische Beanspruchung bei Eisenbahnbrücken. Zahl-

reiche Beispiele zu häufi gen Brückentypen, Hinweise zu Fußgänger-

brücken und ein Überblick über die Elemente der Brückenausstattung

runden das Werk ab.

Der reiche Erfahrungsschatz des Autors aus der Planungs- und Prüfpraxis

sowie aus der Tätigkeit als Gutachter und Hochschullehrer macht das

Werk zu einem einzigartigen Handbuch.

Prof. Dr.-Ing. Karsten Geißler studierte Bauingenieurwesen und promovierte 1996 an der

TU Dresden. Seit 1995 ist er Geschäftsführer der von ihm mitbegründeten GMG-Ingenieur-

gesellschaft. Im Jahr 2005 wurde er zum Professor für Entwerfen und Konstruieren – Stahl-

bau an die TU Berlin berufen. Er ist seit 2002 Prüfi ngenieur für Baustatik in den Fachrich-

tungen Metallbau und Massivbau sowie Prüfi ngenieur des Eisenbahnbundesamtes.

www.ernst-und-sohn.de9 7 8 3 4 3 3 0 2 9 0 3 9

ISBN 978-3-433-02903-9

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Geiß

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Karsten Geißler

Handbuch Brückenbau Entwurf, Konstruktion, Berechnung, Bewertung und Ertüchtigung

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Karsten Geißler

Handbuch Brückenbau

Karsten Geißler

Handbuch Brückenbau Entwurf, Konstruktion, Berechnung,

Bewertung und Ertüchtigung

Professor Dr.-Ing. Karsten GeißlerTechnische Universität BerlinFachgebiet Entwerfen und Konstruieren – Stahlbau Gustav-Meyer-Allee 25 13355 Berlin

Sofern nicht anders angegeben, stammen alle Abbildungen vom Autor.Titelbild: Fehmarnsundbrücke, Foto: Siegfried Möller

Bibliografische Information der Deutschen NationalbibliothekDie Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

© 2014 Wilhelm Ernst & Sohn, Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Rotherstr. 21, 10245 Berlin, Germany

Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Fotokopie, Mikrofilm oder irgend ein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Daten-verarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden.

All rights reserved (including those of translation into other languages). No part of this book may be reproduced in any form – by photoprinting, microfilm, or any other means – nor transmitted or translated into a machine language without written permission from the publisher.

Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützte Kennzeichen handeln, wenn sie als solche nicht eigens markiert sind.

Umschlaggestaltung: Sonja Frank, BerlinProduktion: HillerMedien, BerlinSatz: Uta-Beate Mutz, LeipzigDruck: AZ Druck- und Datentechnik GmbH, BerlinBindung: Stein + Lehmann, Berlin

Printed in the Federal Republic of Germany.Gedruckt auf säurefreiem Papier.

Print ISBN: 978-3-433-02903-9ePDF ISBN: 978-3-433-60345-1ePub ISBN: 978-3-433-60346-8eMobi ISBN: 978-3-433-60344-4oBook ISBN: 978-3-433-60343-7

Für meine Tochter Sarah

VII

Vorwort

Brücken in Städten und Landschaften haben seit jeher einen besonderen Reiz ausgeübt. Brückenbau leistet einen wesentlichen Beitrag zur Baukultur und war schon immer ein Motor für neue technische Entwicklungen. Insbesondere in Deutschland – das kann man durchaus feststellen – wird Brückenbau auf einem sehr hohen technischen Niveau praktiziert.

Die Aufgabe des Bauingenieurs, der bei der Planung einer Brücke die führende Rolle über-nehmen muss, ist geprägt durch die Einheit von Entwurf, Konstruktion und Berechnung. Er braucht für einen guten Entwurf Erfahrung und Kreativität, immer basierend auf fundierten theoretischen Kenntnissen.

Entsprechend ist das vorliegende Handbuch für den Brückenbau gegliedert. Es beschäftigt sich baustoffübergreifend mit allen Tragwerksformen und soll damit ein Wegweiser für den hinsichtlich Funktion und Gestaltung optimierten Brückenentwurf sein. Letzterer kann nur ge-lingen, wenn alle Randbedingungen für Tragwerksform und Bauweise von Planungsbeginn an berücksichtigt werden. Neben den Entwurfsgrundsätzen – vor allem für Straßen- und Eisen-bahnbrücken – kommt der realistischen Erfassung der Anforderungen, d. h. der Einwirkungen, eine besondere Bedeutung zu. Deshalb werden neben den normativen Festlegungen auch dies-bezügliche Hintergründe einschließlich des Sicherheitskonzeptes vertieft erläutert.

Die Eurocodes für die Bemessung von Brücken wurden für die Bauarten Beton, Stahl und Stahlverbund im Jahr 2013 in Deutschland verbindlich eingeführt. Die Konstruktion und die Bemessung von Brücken werden im vorliegenden Handbuch – in den entsprechenden Kapi-teln unterschieden nach Baustoffen – basierend auf den aktuellen Eurocodes behandelt. Die erforderlichen Nachweise werden sowohl theoretisch als auch anwendungsorientiert aufge-führt und zum besseren Verständnis durch zahlreiche Beispiele erläutert. Viele Berechnungs-themen sind über den Brückenbau hinaus für den Allgemeinen Hochbau gültig und aktuell.

Zur Sicherstellung des „Systems Eisenbahnnetz“ werden heute – gegenüber den Baujahren bis ca. 1980 – deutlich höhere Anforderungen an Brücken als Hochleistungstragwerke gestellt. Diese sind bedingt durch die teilweise sehr hohen Geschwindigkeiten bis 300 km/h, durch-gehende Gleise, den Einbau Fester Fahrbahnen, die Erhöhung der Zuglängen (aktuell bis zu 835 m und später vielleicht bis 1500 m), die hohe Ermüdungsbeanspruchung und die extrem kurzen Zeitfenster für notwendige bauliche Maßnahmen zur Sanierung, Ertüchtigung oder zum Ersatz – kurz: das Bauen unter „rollendem Rad“. In einem Sonderkapitel werden deshalb spezielle Themen, wie z. B. die Gleis-Tragwerk-Interaktion oder die dynamische Beanspru-chung von Eisenbahnbrücken, angesprochen.

Bereits heute und erst recht zukünftig sind die Bewertung und Ertüchtigung des Brücken-bestandes wesentliche Aufgabengebiete für die Ingenieure. Was für den Umgang mit den (älteren) Eisenbahnbrücken seit vielen Jahren thematisiert und seit ca. zwei Jahrzehnten nor-mativ geregelt ist, hat jetzt bekanntermaßen auch die Straßenbauverwaltungen eingeholt. Es zeigt sich aktuell ein volkswirtschaftlich bedeutsames Problem, da nicht nur die Bauwerke älter geworden sind, sondern sich vor allem die Straßenverkehrsbelastung in Menge und Größe immens gesteigert hat. Neben den älteren Bauwerken, die ihre planmäßige Nutzungs-dauer nahezu erreicht oder sogar überschritten haben, bedürfen insbesondere die zahlreichen Straßenbrücken der 1960er- bis 1980er-Jahre detaillierter Untersuchungen dahingehend, ob sie dem ansteigenden Verkehrsaufkommen standhalten und wie sie ertüchtigt werden können. Aus diesem Grund werden in einem eigenen Kapitel die Vorgehensweise bei der Bauwerksbe-wertung behandelt und dabei typische Tragsysteme der jeweiligen Bauzeit, Materialkennwerte,

VIII Vorwort

die Entwicklung der Verkehrslasten, der Nachweiskonzepte sowie mögliche Ertüchtigungs-maßnahmen erläutert.

Mit diesem Buch möchte ich meinen Erfahrungsschatz aus der Planungs- und Prüfingenieur-praxis sowie der Lehrtätigkeit an der Technischen Universität Berlin teilen und würde mich freuen, wenn das Buch die eine oder andere Anregung für Ingenieurkollegen /-innen sowie für Studenten der höheren Semester gibt. Möge das Buch auch helfen, möglichst Vielen den Ein-stieg in den Brückenbau zu erleichtern und die Scheu vor dieser komplexen Fachdisziplin zu nehmen. Eine zukunftstaugliche und leistungsfähige Transportinfrastruktur ist wesentlich für die Wettbewerbsfähigkeit eines Wirtschaftsraumes. Gute Brückenbauer werden also auch in Zukunft dringend gebraucht.

Eine Generation kann immer auf dem Wissen der vorherigen aufbauen – in diesem Sinne möchte ich mich bei meinen Lehrern – allen voran Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Graße – bedan-ken. Mehreren Kollegen meines Ingenieurbüros bzw. Lehrstuhls danke ich besonders für die stete fachliche Diskussion und die Hilfe bei der Manuskripterarbeitung: Peter Gauthier, Stefan Richter, Ronald Stein, Dr.-Ing. Sebastian Krohn, Matthias Mager, Jochen Rodemann und Dr.-Ing. Matthias Bartzsch. Aber auch ohne einige weitere im Rahmen verschiedenster Projekte eingebundene Fachkollegen /-innen hätte das Buch nicht in der nun vorliegenden Fassung entstehen können. Nicht zuletzt bedanke ich mich bei den Kolleginnen des Verlages Ernst & Sohn, Claudia Ozimek und Ute-Marlen Günther, die mich zu diesem Manuskript überhaupt erst ermutigt haben. Für fachliche Hinweise zur Verbesserung des Handbuchs bin ich jederzeit dankbar.

Karsten Geißler Berlin, April 2014

IX

Inhaltsverzeichnis

1 Brückenentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Zur geschichtlichen Entwicklung des Brückenbaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.1 Bogenbrücken als erste bedeutende Tragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.2 Frühe Hängebrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1.3 Erste Blechträger- und Fachwerkbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1.4 Bogenbrücken aus der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1.5 Die Weiterentwicklung der Vollwandträgerbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.1.6 Hängebrücken des 20. Jahrhunderts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.1.7 Schrägseilbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1.8 Bewegliche Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2 Grundlagen für den Brückenentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2.2 Planungsphasen und Regelwerke für den Entwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.2.3 Ziele für den Brückenentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.2.4 Baukulturelle sowie ästhetische Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.2.4.1 Bauwerksgestaltung durch optimales Formverhältnis des Tragsystems . . . . . . . . . . . . 161.2.4.2 Bauwerksgestaltung durch gute Detailausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.2.5 Anforderungen aus der Funktionalität sowie der Statik und

Konstruktion des Tragwerks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2.5.1 Systeme zum wirtschaftlichen Lastabtrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2.5.2 Erforderlicher (Nutz-) Querschnitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.2.5.3 Randbedingungen für Bau- und Konstruktionshöhen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411.2.5.4 Spezifische Anforderungen für Fußgängerbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451.2.5.5 Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit der Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461.2.6 Technische Anforderungen aus der Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.2.7 Herstellkosten und Nachhaltigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.3 Entwurfsvarianten für das Haupttragwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.3.1 Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.3.2 Balkenbrücken – Vollwandträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.3.2.1 Tragwirkung, Anwendungsbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.3.2.2 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551.3.2.3 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621.3.3 Rahmen, integrale und semiintegrale Bauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721.3.3.1 Tragwirkung, Anwendungsbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721.3.3.2 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741.3.3.3 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751.3.4 Balkenbrücken – Fachwerkträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801.3.4.1 Zur Tragwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801.3.4.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801.3.4.3 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831.3.4.4 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 841.3.5 Bogenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881.3.5.1 Zur Tragwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881.3.5.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901.3.5.3 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 911.3.5.4 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

InhaltsverzeichnisX

1.3.6 Stabbogenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 971.3.6.1 Zum Tragverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 971.3.6.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981.3.6.3 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981.3.6.4 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1001.3.7 Netzwerkbogenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031.3.7.1 Zur Entwicklung dieser Bauweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031.3.7.2 Zum Tragverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041.3.7.3 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1061.3.7.4 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1061.3.7.5 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1071.3.8 Schrägseilbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1111.3.8.1 Zum grundsätzlichen Tragverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1111.3.8.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1181.3.8.3 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1181.3.8.4 Pylone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1251.3.8.5 Schrägseile und Verankerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1261.3.8.6 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1291.3.9 Hängebrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1321.3.9.1 Zum Tragverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1321.3.9.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1331.3.9.3 Querschnittsausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1331.3.9.4 Aktuelle Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1351.3.10 Sonstige Tragsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1381.3.10.1 Zügelgurtbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1381.3.10.2 Spannbandbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

1.4 Entwurf des Lagerungssystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1411.4.1 Grundsätze für das Lagerungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1411.4.2 Lagerung für im Grundriss gekrümmte Überbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1421.4.3 Elastische Lagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1431.4.4 Lagerung auf Betongelenken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1441.4.5 Verzicht auf Lager – integrale Brücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

1.5 Entwurfsgrundlagen für die Unterbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1461.5.1 Pfeiler und Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1461.5.1.1 Grundsätze für die Anordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1461.5.1.2 Anordnung und Form aus gestalterischer Sicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1461.5.1.3 Ableitung der Vertikal- und Horizontallasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1491.5.1.4 Platzbedarf für technische Ausstattungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1531.5.1.5 Herstellung der Pfeiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1531.5.2 Widerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1551.5.2.1 Funktion und grundsätzliche Ausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1551.5.2.2 Konstruktion der Widerlagerwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1571.5.2.3 Konstruktion der Flügelwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1601.5.2.4 Hinterfüllung und Entwässerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1611.5.3 Gründungen für Pfeiler und Widerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1621.5.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1621.5.3.2 Flachgründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1621.5.3.3 Tiefgründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Inhaltsverzeichnis XI

2 Allgemeine Bemessungsgrundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

2.1 Baurecht und anerkannte Regeln der Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1672.1.1 Für den Brückenbau relevante Gesetzlichkeiten in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1672.1.2 Anerkannte Regeln der Technik und Normen im Brückenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

2.2 Sicherheitskonzept der normativen Regelungen für den Brückenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

2.2.1 Allgemeine Bemerkungen zum Sicherheitskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1702.2.2 Zuverlässigkeitstheoretische Berechnungsmethoden zur Ermittlung

der Bemessungswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1732.2.3 Charakteristische Werte, Teilsicherheitsfaktoren und Kombinations beiwerte . . . . 1752.2.4 Beispiele zur Ermittlung der Bemessungswerte, Teilsicherheitsfaktoren

und Kombinationsbeiwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1782.2.4.1 Ermittlung der Bemessungswerte und Teilsicherheitsfaktoren „per Hand“

am Beispiel eines Zugstabes mit zwei normalverteilten Basisvariablen . . . . . . . . . . . . 1782.2.4.2 Ermittlung der Bemessungswerte und Teilsicherheitsfaktoren am Beispiel

eines Fachwerkträgers mit nicht normalverteilten Basisvariablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1792.2.4.3 Ermittlung der Bemessungswerte und Teilsicherheitsfaktoren

am Beispiel eines Stahlbetonträgers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1832.2.4.4 Kombinationsbeiwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1862.2.5 Einwirkungskombinationen für den Brückenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

2.3 Einwirkungen für Straßen-, Eisenbahn- und Fußgängerbrücken . . . . . . . . . . 1902.3.1 Ständige Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1902.3.2 Zeitveränderliche Einwirkungen aus Verkehr auf der Brücke − Verkehrslasten . 1922.3.2.1 Verkehrslasten für Straßenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1932.3.2.1.1 Vertikale Straßenverkehrslasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1932.3.2.1.2 Horizontale Straßenverkehrslasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2062.3.2.1.3 Verkehrslasten auf Geh- und Radwegen − Lastfall Menschengedränge . . . . . . . . . . . . 2072.3.2.1.4 Lasten auf Hinterfüllungen und Widerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2082.3.2.1.5 Verkehrslastgruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2082.3.2.1.6 Lastmodell für Ermüdungsberechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2082.3.2.1.7 Außergewöhnliche Einwirkungen infolge Straßenverkehrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2112.3.2.2 Verkehrslasten für Eisenbahnbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2162.3.2.2.1 Vertikale Verkehrslasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2162.3.2.2.2 Horizontale Verkehrslasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2312.3.2.2.3 Lastannahmen für Hinterfüllungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2352.3.2.2.4 Verkehrslastgruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2352.3.2.2.5 Lastmodell für Ermüdungsberechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2352.3.2.2.6 Aerodynamische Einwirkungen aus Zugverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2382.3.2.2.7 Einwirkungen an den Befestigungsstellen für Oberleitungen und Signalmaste . 2402.3.2.2.8 Außergewöhnliche Einwirkungen aus Eisenbahnverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2412.3.2.3 Verkehrslasten für Fußgängerbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2462.3.2.4 Sonstige außergewöhnliche Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2482.3.3 Windeinwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2482.3.3.1 Erläuterungen zur mittleren Windgeschwindigkeit und Böenüberhöhung . . . . . . . . . 2482.3.3.2 Normative Windlastansätze für den Brückenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2522.3.4 Temperatureinwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2612.3.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2612.3.4.2 Konstanter Temperaturanteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2622.3.4.3 Vertikale Temperaturdifferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2642.3.4.4 Horizontale Temperaturdifferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

InhaltsverzeichnisXII

2.3.4.5 Überlagerung von konstantem Temperaturanteil und Temperaturdifferenz . . . . . . . 2702.3.4.6 Temperaturdifferenz zwischen benachbarten Bauteilen in Querrichtung . . . . . . . . . . 2702.3.5 Schneelasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2702.3.6 Einwirkungen während der Bauzustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2702.3.6.1 Einwirkungen aus den Bauzuständen und Bauhilfsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2702.3.6.2 Korrespondierende klimatische Einwirkungen − Temperatur einwirkungen . . . . . . 2712.3.6.3 Korrespondierende klimatische Einwirkungen − Windlasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2732.3.6.4 Korrespondierende klimatische Einwirkungen − Schneelasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2732.3.6.5 Anheben zum Auswechseln von Lagern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2742.3.7 Einwirkungen infolge Erdbeben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2742.3.7.1 Erdbebenzonen und Baugrundverhältnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2752.3.7.2 Elastisches Antwortspektrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2752.3.7.3 Beispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2802.3.7.4 Inelastisches Tragwerksverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2822.3.7.5 Regelungen für Pfeiler und Gründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2832.3.7.6 Regelungen bei Lagerung des Überbaus mit Elastomeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

2.4 Normative Einwirkungskombinationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2852.4.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit (Ed ≤ Rd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2852.4.1.1 Einwirkungskombinationen und Teilsicherheitsbeiwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2852.4.1.2 Einwirkungskombinationen für Straßenbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2892.4.1.3 Einwirkungskombinationen für Fußgänger- und Radwegbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2912.4.1.4 Einwirkungskombinationen für Eisenbahnbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2912.4.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (Ed ≤ Cd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2912.4.3 Bewegungen und Horizontalkräfte zur Bemessung von Lagern

und Übergangskonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2942.4.3.1 Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2942.4.3.2 Festlegungen bei schwimmender Lagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2942.4.3.3 Reaktionskräfte an Festpunkten aus dem Widerstand des Lagerungs systems . . . . 2952.4.3.4 Bemessungswerte und Einwirkungskombinationen für die Lagerkräfte

und Bewegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

3 Massivbrücken – Entwurf, Konstruktion und Bemessung . . . . . . . . . . . 301

3.1 Detaillierung der Entwurfsgrundlagen für Überbauten von Massivbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

3.1.1 Mögliche Querschnittsausbildungen für Deckbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3013.1.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3013.1.1.2 Plattenbalkenquerschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3013.1.1.3 Plattentragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3103.1.1.4 Spannbetonhohlkästen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3173.1.2 Spannbetonbauwerke – Konstruktion und Dimensionierung der Vorspannung . . 3263.1.2.1 Vorspannarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3263.1.2.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3263.1.2.1.2 Vorspannung mit sofortigem Verbund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3273.1.2.1.3 Vorspannung mit nachträglichem Verbund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3283.1.2.1.4 Vorspannung ohne Verbund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3353.1.2.2 Schnittkräfte infolge der Vorspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3423.1.2.2.1 Schnittkraftermittlung für statisch bestimmte Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3423.1.2.2.2 Schnittkraftermittlung für statisch unbestimmte Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

Inhaltsverzeichnis XIII

3.1.2.2.3 Beispiel – Vorbemessung eines vorgespannten Zweifeldträgers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3493.1.2.3 Dimensionierung der erforderlichen Vorspannkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3583.1.2.3.1 Mittelwert der Vorspannkraft Pm,t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3583.1.2.3.2 Beispiel Zweifeldträger – Vorbemessung der erforderlichen Vorspannung

über den Dekompressionsnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3613.1.2.3.3 Genaue Ermittlung der Spannkraftverluste aus Reibung und Keilschlupf . . . . . . . . . 3643.1.2.3.4 Spannkraftverluste aus Kriechen, Schwinden und Relaxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3693.1.2.3.5 Ermittlung der Spannwege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3723.1.2.3.6 Beispiel Zweifeldträger – Genaue Ermittlung des Verlaufes der Vorspannkraft . 373

3.2 Konstruktion und Bemessung von Massivbrücken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3813.2.1 Baustoffkennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3813.2.1.1 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3813.2.1.2 Betonstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3883.2.1.3 Spannstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3903.2.2 Querschnittseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3913.2.2.1 Mitwirkende Plattenbreite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3913.2.2.2 Querschnittseigenschaften unter Berücksichtigung des Langzeitverhaltens

von Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3933.2.3 Schnittgrößenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3943.2.3.1 Berechnungsverfahren, Momentenumlagerung und Berücksichtigung

der Rissbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3943.2.3.2 Berechnung der Querverteilung der Verkehrslasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3963.2.3.2.1 Zweistegiger Plattenbalken, unendlich steife Fahrbahnplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3963.2.3.2.2 Zweistegiger Plattenbalken, biegeweiche Fahrbahnplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3973.2.3.2.3 Beispiel Zweifeldträger – Querverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3983.2.3.3 Zusätzliche Querbeanspruchungen beim Hohlkasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4003.2.3.4 Schnittgrößenermittlung für Bereiche ohne lineare Dehnungsverteilung

(D-Bereiche) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4053.2.3.5 Auswirkungen nach Theorie II. Ordnung – geometrische Nichtlinearitäten . . . . . . 4063.2.3.6 Einfluss von zeitabhängigen Verformungen des Betons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4063.2.3.7 Nichtlineare Verfahren zur Schnittgrößenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4153.2.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4203.2.4.1 Bemessung für Biegung und Längskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4203.2.4.1.1 Allgemeines zum Nachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4203.2.4.1.2 Vorgehensweise zur Biegebemessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4223.2.4.1.3 Robustheitsbewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4253.2.4.1.4 Konstruktive Grundsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4263.2.4.1.5 Beispiel Zweifeldträger – Bemessung für Biegung und Längskraft im GZT . . . . . 4323.2.4.2 Bemessung für Querkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4403.2.4.2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4403.2.4.2.2 Rechnerischer Nachweis der Querkrafttragfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4403.2.4.2.3 Konstruktive Grundsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4463.2.4.2.4 Bemessung von Druck- und Zuggurten profilierter Querschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4483.2.4.2.5 Bemessung auf Durchstanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4493.2.4.3 Bemessung für Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4503.2.4.4 Beispiel Zweifeldträger – Bemessung für Querkraft und Torsion im GZT . . . . . . . . 4543.2.4.5 Bemessung druckbeanspruchter Bauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4593.2.4.6 Bemessung auf der Basis einer nichtlinearen Schnittgrößenermittlung . . . . . . . . . . . . . 4603.2.4.7 Bemessung mithilfe von Stabwerksmodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461