Integralbrücken - Integralbrücken über 70 m Länge

Integralbrücken weisen im Vergleich mit konventionellen Brücken besseren Fahrkomfort und geringere Lebenszykluskosten auf. Die fugenlose Verbindung zwischen Unter- und Überbau verursacht bei diesen Bauwerkstypen jedoch größere Zwangbeanspruchungen und eine komplexere Boden-Bauwerk-Interaktion, welche mit steigender Bauwerkslängen deutlich zunimmt.

Kurzbeschreibung

Allgemeine Zusammenfassung

In diesem Vorhaben wurden Zwangbeanspruchungen und Widerlagerverschiebungen in Abhängigkeit wesentlicher Parameter durch eine umfangreiche Parameterstudie quantifiziert. Die Boden-Bauwerk-Interaktion unter zyklischer Beanspruchung wurde anhand numerischer Modelle unter Berücksichtigung des hypoplastischen Stoffgesetzes sowie kleiner und großer Versuche untersucht. Weiterhin wurden Maßnahmen zur Reduktion der Zwangspannungen diskutiert.

Diese umfassen die Temperaturansätze, die Berücksichtigung der Rissbildung sowie statisch-konstruktive und betontechnologische Maßnahmen. Eine Machbarkeitsstudie für eine wartungsfreie, verformbare und dauerhafte Übergangskonstruktion wurde durchgeführt. Zusammengefasst werden die gewonnenen Erkenntnisse in einem Handbuch, welches den planenden Ingenieur unterstützen soll.

Problem

Für die Planung von langen Integralbrücken fehlen noch wesentliche Grundlagen. Unsicherheiten von Bauherren und Planern führen dazu, dass diese vorteilhafte Bauweise nur begrenzt zur Anwendung kommt.

Gewählte Methodik

Um die auftretenden Zwangspannungen und die Verformungen am Brückenende quantifizieren zu können, wird eine Parameterstudie durchgeführt. Die zyklischen Beanspruchungen der Hinterfüllung werden mit Hilfe eines numerischen Modells untersucht, parallel werden Versuche durchgeführt um die Berechnungen zu verifizieren. Um den Übergang zwischen Brücke und freier Fahrbahn möglichst wartungsfrei zu gestalten wird die Machbarkeit einer Übergangskonstruktion mit hoher Dauerhaftigkeit geprüft.

Ergebnisse und Schlussfolgerung

Die Ergebnisse zeigen, dass Zwangbeanspruchungen bei Brücken bis ca. 200 m beherrschbar sind. Der zentrische Zwang ist bei gewöhnlichen Integralbauwerken vernachlässigbar, weiters beeinflussen die Baugrundeigenschaften nur unterproportional die Bauwerksbeanspruchungen.

Eine iterative Berechnung zur Erfassung der Boden-Bauwerk-Interaktion im Rahmen der Bauwerksplanung ist nicht erforderlich. Aus den Modellversuchen konnte zum einen die Erkenntnis gewonnen werden, dass die Setzungsmulde hinter der Widerlagerwand auf drei Faktoren zurückgeführt ist. Zum anderen muss auf die kombinierte Widerlagerverschiebung besonderes Augenmerk gelegt werden, da in den seltensten Fällen eine reine Rotationsbewegung vorliegt. Weiterhin konnte für die Übergangskonstruktion eine innovative Lösung gefunden werden.

Publikationen

Projektbeteiligte

Projektleitung

Technische Universität Graz - Institut für Betonbau
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habi Viet Tue Nguyen

Projektpartner

Technische Universität Graz - Bodenmechanik und Grundbau
Prof. Dr. Helmut F. Schweiger
Technische Universität Wien - Institut für Tragkonstruktionen
O.Univ.Prof. DI Dr.Ing. Johann Kollegger

Kontaktadresse

Technische Universität Graz - Institut für Betonbau
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habi Viet Tue Nguyen
Tel.: +43 (316) 873-6190
Fax: +43 (316) 873-6694
E-Mail: tue@tugraz.at

Dieses Projekt wurde finanziert von bmvit, ÖBB und ASFiNAG im Rahmen von VIF2012.

Weiterführende Informationen sowie den Ergebnisbericht finden Sie im Infonetz der FFG.