Netzgenerierung von Netzwerkbogenbrücken

Nachdem der Netzwerkbogen über Jahrzehnte nahezu unbeachtet blieb, bildet er heute einen immer beliebteren Bestandteil des Brückenbaurepertoires. Seine statischen Vorteile überzeugen mehr und mehr Brückenbauverwaltungen, so dass in aller Welt zahlreiche neue Netzwerkbogenbrücken entstehen. Umso interessanter werden Hinweise für einen einfachen, raschen und nahezu optimalen Vorentwurf, gerade für “Einsteiger” auf dem Gebiet. Die größte Schwierigkeit beim Entwurf ist die Hängeranordnung, die durch Variablen wie Anzahl der Hängersets, Anzahl der Hänger pro Set sowie Neigungswinkel und Position jedes Hängers beschrieben wird. Anstatt der sehr aufwendigen Bestimmung von Lage und Neigung jedes einzelnen Hängers empfiehlt sich die Verwendung von Generierungsvorschriften für den Entwurf des gesamten Hängernetzes. Die gängigsten Generierungsverfahren Rautennetz, konstante Winkeländerung, konstanter Abstand sowie radiale Hängeranordnung werden erläutert und beurteilt. Letztendlich kristallisiert sich die radiale Hängeranordnung als eine Methode heraus, die auf sehr einfache und schnelle Art und Weise zu einer statisch sehr vorteilhaften Hängeranordnung führt. Generation of network arch hanger arrangements. After the network arch remained almost completely unnoticed for decades, it now constitutes an increasingly popular element of today's bridge construction repertory. Its structural advantages convince more and more bridge authorities, so that numerous new network arches are built all over the world. This circumstance calls for straight‐forward and quick ways to nearly optimal preliminary designs, especially for engineers who are new to this type of bridge. The biggest design challenge is the hanger arrangement that depends on the number of hanger sets, number of hangers per set as well as the hanger slope and hanger position. Instead of determining the geometry of each hanger individually, it is recommended to use general generation methods. The most common generation methods rhombus net, constant angle change, constant distance as well as the radial arrangement are discussed and evaluated. Ultimately, the radial arrangement turns out to be a very easy and fast method to obtain structurally very advantageous hanger arrangements.     

Neubau der ÖBB‐Donaubrücke Tulln – ein innovatives Brückentragwerk

104 Jahre nach ihrer Erbauung wurde die Eisenbahnbrücke der Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) über die Donau in Tulln einer Generalsanierung unterzogen. Als Tragsystem der neuen Brücke wurde eine Fachwerkverbundkonstruktion mit untenliegender Fahrbahn gewählt. Nach nur 16 Monaten Bauzeit konnte mit der Inbetriebnahme im Oktober 2009 ein Stück europäische Brückenbaugeschichte geschrieben werden. Für die Demontage der bestehenden Tragwerke und die Montage des neuen Tragwerks inklusive der Ausrüstung für den Bahnbetrieb stand eine 7‐monatige Streckensperre zur Verfügung. Die Herstellung des Ersatzneubaus des 440 m langen Brückentragwerks unter möglichst geringer Beeinträchtigung des Straßen‐, Bahn‐ und Schiffsverkehrs stellte höchste Anforderungen an den Bauherrn, die Planer und die ARGE Donaubrücke Tulln. Errection of the ÖBB‐Donaubrücke Tulln – an innovative bridge construction. 104 years after being built, the railway bridge of the Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) across the Danube at Tulln, Austria, has been completely refurbished. The new bridge is based on a composite over‐deck truss construction. After a construction time of only 16 months, commissioning in October 2009 was the last step in a project that will make European bridge construction history. For the dismantling of the existing supporting structure and the assembly of the new one incl. the railway facilities, the railway line was blocked for 7 months. Replacing the 400‐m long supporting structure while keeping the effects on road, rail and shipping traffic to the lowest possible level put highest demands on owner, planners and ARGE Donaubrücke Tulln.     

Vorschlag zur Verformungsberechnung von WIB‐Brücken

Walzträger in Beton (WIB) stellen für einfeldrige Eisenbahnbrücken mit bis zu 25 m Spannweite eine attraktive Lösung dar. Das Verformungsverhalten derartiger Bauwerke wird durch die Rissbildung des Betons wesentlich beeinflusst, was daher rechnerisch realitätsnah erfasst werden muss. Im vorliegenden Beitrag wird ein Näherungsverfahren vorgeschlagen, welches für die Verformungsberechnung einbetonierter Stahlquerschnitte unter Gebrauchslasten geeignet ist. A proposal for the calculation of deformations in concrete – encased steel beams. Concrete‐encased steel beams are attractive solutions for railroad bridges with spans up to 25 meters. By this type of constructions the cracking of concrete is of great importance. In this article a calculation procedure is suggested, which is appropriate for evaluating deformations of steel‐profiles integrated in concrete under service conditions.     

Instandsetzung und Verstärkung von Stahlbrücken mit Kategorie‐3‐Schäden

Reinforcing steel bridges with category 3 damages – report on a BASt research project. In recent years, fatigue damages have been observed at the main supporting structure of steel bridges, the orthotropic decks, as well as the transverse structure of steel bridges (the so‐called category 3‐failure). The rapidly increasing road traffic intensifies the situation resulting in a huge amount of steel bridges affected by fatigue damages. Existing steel bridges with category 3‐fatigue cracks have been intensively investigated. Fatigue failure modes and general evaluation criteria have been summarized, analysed and categorized, in order to enable first fundamental and time‐efficient definition and classification of category 3‐damages. FE‐simulations of transversal steel bridge structures (with and without reinforcements) have been carried out to evaluate and review the structural bridge concepts. Based on these studies, a special way of the steel bridges' maintenance has been followed up, which is removing all possible transversal bracings. Finally, different options of maintenance and repair have been investigated both newly and successfully applied in the recent past. Appropriate actions for solving essential category 3‐fatigue problems are presented.     

Bewertung einer alten genieteten Stahlbrücke – Die Bösebrücke in Berlin

Evaluation of an old riveted steel bridge – The Böse‐Bridge in Berlin, Germany. This report is about the recalculation of the Böse‐Bridge in Berlin which was built between 1912 and 1916. A special feature of this three‐bayed truss arch bridge is the nickel steel used in the main bay. Different models have been used to recalculate the main structure, the truss nodes and the carriageway slab. The static analysis is based on the semi‐probabilistic concept. As a result of this recalculation the construction was classified to have the bridge capacity 30‐30 according to DIN 1072. Finally, this report concludes by determining the remaining lifetime depending on the concept of the Wöhler curves.     

Schrägseilbrücke für Straßenbahn‐, Geh‐ und Radverkehr

Cable‐stayed bridge for tramway, pedestrians, and bike traffic. For the development of the new quarter “Parkstadt Schwabing” in den North of Munich, the transport connection is established by a new tramway, the line 23. Thereby, a new bridge construction became necessary for the crossing of the main circular roadway “Mittlerer Ring” at the Schenkendorfstraße. The extraordinary bridge structure in direct conjunction with the glass enclosure of the Petuel‐tunnel belongs to the most spectacular metropolitan crossing locations of Munich.     

Asymmetrische Netzwerkbogenbrücken

Asymmetrische Netzwerkbögen eröffnen dem entwerfenden Ingenieur neue gestalterische Möglichkeiten bei gleichzeitig guter Wirtschaftlichkeit und hoher Effizienz des Tragwerks. Im Gegensatz zu Stabbogenbrücken mit vertikalen Hängern befindet sich die Stützlinie in Netzwerkbögen ohne Hängerausfall für alle Lastfälle im Bogen. Daher muss die Bogenform nicht einem bestimmten Lastfall angepasst werden und kann asymmetrisch sein. Voraussetzung ist, dass auch dann eine Hängeranordnung entworfen wird, die Hängerausfall vermeidet. Die Schrittgrößen und die technische Machbarkeit entsprechen im Wesentlichen denen von symmetrischen Netzwerkbögen. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen asymmetrische Brückenstandorte sowie schiefwinklige Brücken und Brücken mit veränderlicher Breite. Asymmetric network arch bridges. Asymmetric network arch bridges offer new possibilities to the design engineers. At the same time they ensure both, economic and static efficiency. In contrast to tied arch bridges with vertical hangers, in network arches without hanger relaxation the line of thrust lies within the arch for all load cases. Therefore, the arch shape does not have to be adapted to a special load case and may be asymmetric. The requirement for this is, that a hanger arrangement is designed, which avoids hanger relaxation. Internal forces and technical feasibility are basically the same as in symmetric network arches. Possible applications are asymmetric bridge locations, skew bridges or bridges with variable width.