allgemeinesDie orthotrope Stahlverbundplatte, kurz: Orthoverbundplatte, ist eine Sonderkonstruktion mit einer relativ dünnen Stahlbetonplatte, die ohne zusätzliche Schalung auf eine vereinfachte orthotrope Stahlplatte betoniert wird. Dabei werden die Vorteile der Stahlverbundplatte mit den Vorteilen der orthotropen Stahlfahrbahnplatte auf ideale Weise kombiniert. Um die Robustheit und die Dauerhaftigkeit dieser Konstruktion sicherzustellen, kommt der konstruktiven Ausbildung der Stahlbaudetails und der Verbindungsmittel größte Bedeutung zu. Im folgenden Aufsatz werden Lösungsmöglichkeiten dieser Details beschrieben und bewertet. Weiterhin werden aktuelle Ausführungsbeispiele vorgestellt und ein Ausblick auf die weiteren Entwicklungen dargestellt. 2 leichte Fahrbahnplatten im Stahlbrückenbau 2.1 orthotrope Platten Im Großbrückenbau wird bei Einzelstützweiten über 100 m das Eigengewicht im Gegensatz zu den Verkehrs-lasten für die Konstruktion eine maßgebende Bemessungsgröße. Um eine wirtschaftliche Überbaukonstruktion zu ermöglichen, werden die Fahrbahnplatten mit zunehmender Stützweite deshalb nicht mehr als Stahlbetonplatten, sondern als orthotrope Stahlfahrbahnplatten hergestellt. Orthotrope Fahrbahnplatten unterliegen mit zunehmenden Verkehrslasten einer erhöhten lokalen Ermüdungsbeanspruchung durch die Radlasten. Ermüdungsrisse sind ein entscheidendes Problem für diese Konstruktionsart im Stahlbrückenbau. Am häufigsten entstehen dabei Risse in der Längsnaht zwischen Deckblech und Längssteife (Bild 1), den sog. Ermüdungsschäden der Kategorie 1, und Risse im Anschluss der Längssteife an das Stegblech des Querträgers, den sog. Ermüdungsschäden der Kategorie 2, die mit zunehmender Länge zur Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit führen. Da bei Materialermüdung Instandsetzungsmaßnahmen in Form von Reparaturschweißungen nur bedingt möglich sind, ist die angestrebte Lebensdauer einer Brücke nicht mehr gegeben. Als das bekannteste Beispiel in Deutschland für dieses Schadensszenario ist die Rheinbrücke Leverkusen [1] zu nennen. Bereits acht Jahre nach Inbetriebnahme wurden bei der Bauwerksprüfung erste Bei Großbrücken spielt das Eigengewicht der Fahrbahnplatte eine sehr wichtige Rolle. Orthotrope Stahlfahrbahnplatten sind leicht, jedoch sehr ermüdungsanfällig. Deswegen werden orthotrope Platten heute nur noch in Ausnahmefällen geplant. Stahlbetonfahrbahnplatten von Verbundbrücken sind robust, jedoch für große Spannweiten zu schwer. Die Orthoverbundplatte kombiniert die Vorteile der orthotropen Fahrbahnplatte mit der Stahlbetonfahrbahnplatte von Verbundbrücken auf ideale Weise. Das Grundprinzip von leichten Verbundfahrbahnplatten existiert schon seit den 1930er-Jahren und wurde bei einigen Großbrücken erfolgreich eigesetzt. Die Orthoverbundplatte besteht aus einer orthotropen Platte mit reduzierten Abmessungen und einer bewehrten Aufbetonschicht. Den Verbundmitteln kommt eine entscheidende Rolle zu. Sie müssen auf einer großen Fläche wirtschaftlich aufgebracht werden können und zugleich widerstandsfähig gegen Ermüdung ...
Herrn Dipl.‐Ing., Dr.‐Ing. E. h. Reiner Saul zur Vollendung des 80. Lebensjahres gewidmet Die vergleichsweise junge Bauweise des Verbundbrückenbaus gewinnt zunehmend an Bedeutung und birgt gleichzeitig großes Innovationspotenzial. Einige innovative Konstruktionsweisen für die Querschnittgestaltung von Brücken in allen Spannweitenbereichen beruhen auf dem Prinzip, den Stahlbauteil als Hohlkastenkonstruktionen auszuführen und diese mit Betonhalbfertigteilen zu ergänzen. Dadurch entstehen bereits im Bauzustand robuste Konstruktionen mit hohem Vorfertigungsgrad, die es erlauben, auf Schalkonstruktionen zu verzichten. Sonderkonstruktionen mit Mittelträgern, deren Obergurte über der Fahrbahnebene verlaufen, eignen sich für einteilige Überbauten für beide Richtungsfahrbahnen und überqueren kreuzende Verkehrswege mit minimalem Gradientenabstand. Sie stellen gestalterisch ansprechende Alternativen zu klassischen oben liegenden Tragwerken, wie Stabbogenbrücken oder seilverspannten Tragwerken, dar. Sogenannte Orthoverbundplatten, bestehend aus einer leichten orthotropen Platte und einer im Verbund wirkenden, dünnen Aufbetonschicht, bilden eine leichte Fahrbahnplatte für den Großbrückenbau, deren Robustheit allen zeitgemäßen Anforderungen an Ermüdungssicherheit genügt.
<p>Increases in traffic loads led to extensive fatigue damages to existing orthotropic steel roadway slabs. Reinforced concrete slabs are less susceptible to fatigue but considerably heavier. With the so-called ortho-composite-slab a light and robust construction is developed as an alternative to ex- isting construction methods for bridge decks. The experimental test program planned within the framework of the AiF-FOSTA research project P 1265 [1] is used to determine the load-bearing and fatigue behavior of ortho-composite-slabs with composite dowel strips. The following article pre- sents the construction and the experimental test program.</p>
Das Bauwerk quert die A 3 bei km 396,332 zwischen den Anschlussstellen Behringsdorf und Nürnberg-Nord. Der überführte Geh-und Radweg verbindet die neben der Autobahn liegenden Waldgebiete nördlich von Nürnberg miteinander. Das Bestandbauwerk aus dem Jahr 1979 ist als Einfeldträgerkette über zwei Felder mit Stützweiten von je 21,75 m ausgeführt. Der Überbau besteht aus Spannbetonfertigteilen mit Ortbetonergänzung, die auf Elastomerlagern gelagert sind. Die Widerlager sowie die Mittelstütze sind im anstehenden Sandstein flach gegründet. Aufgrund mehrerer Längsrisse im Hauptträger mit Rissweiten bis 0,4 mm und einer mangelhaften Abdichtung im Bereich der Fugen zwischen den Überbauten bzw. zwischen Überbau und Widerlager ist mit einer Schadensausbreitung zu rechnen. Aufgrund dessen wird von der Autobahn GmbH des Bundes Niederlassung Nordbayern (zum Zeitpunkt der Entwurfsplanung Autobahndirektion Nordbayern) ein wartungsarmer und dauerhafter Ersatzneubau angestrebt.
Bei Großbrücken spielt das Eigengewicht der Fahrbahnplatte eine sehr wichtige Rolle. Orthotrope Stahlfahrbahnplatten sind leicht, jedoch sehr ermüdungsanfällig. Deswegen werden orthotrope Platten heute nur noch in Ausnahmefällen geplant. Stahlbetonfahrbahnplatten von Verbundbrücken sind robust, jedoch für große Spannweiten zu schwer. Die Orthoverbundplatte kombiniert die Vorteile der orthotropen Fahrbahnplatte mit der Stahlbetonfahrbahnplatte von Verbundbrücken auf ideale Weise. Das Grundprinzip von leichten Verbundfahrbahnplatten existiert schon seit den 1930er‐Jahren und wurde bei einigen Großbrücken erfolgreich eingesetzt. Die Orthoverbundplatte ist eine Kombination aus einer orthotropen Stahlplatte und einer im Verbund stehenden, bewehrten Aufbetonschicht. Sie vereint die positiven Eigenschaften beider Bauweisen. Sie ist leicht, aber dennoch robust, dauerhaft und widerstandsfähig gegenüber Materialermüdung. Sie kann mit einem sehr hohen Vorfertigungsgrad schnell, präzise und wirtschaftlich hergestellt werden. Die Orthoverbundplatte ist unanfällig bei extremen thermischen Ereignissen wie Blitzeisbildung und Zwangsbeanspruchungen infolge Heißeinbau von Gussasphalt.
Die am südlichen Stadtrand der Residenzstadt Würzburg ge legene im Jahr 1964 errichtete Talbrücke Heidingsfeld im Zuge der BAB A3 wird gegenwärtig durch eine moderne Verbundbrü cke ersetzt. Aufgrund der exponierten Lage der Brücke, die vom Würzburger Stadtgebiet weithin sichtbar ist, wurde im Vorfeld ein Realisierungswett bewerb durchgeführt. Für jede Richtungsfahr bahn wird der einzellige Stahlkasten des 635 m langen Überbaus über bis zu 120 m lange Felder eingeschoben. Anschließend wird die Fahrbahnplatte mit auf Konsolen aufgelegten Halbfertigteilen im Bereich der Kragarme und im Bereich des Kastens durch di rekte Betonage auf das geschlossene Deckblech hergestellt. Diese Bauweise zeichnet sich durch eine hohe Torsionssteifigkeit des Stahlkastens im Bauzustand, geringes Zusatzgewicht der Stahlbetonfahrbahnplatte und eine kurze und damit wirtschaftli che Herstellung aus.Design and design review of the Heidingsfeld Viaduct. The Heidingsfeld Viaduct which is currently being replaced by a modern composite bridge is located south of the city of Würzburg. Due to the exposed situation of the bridge, well visible from the Würzburg City Centre, a design competition was held. The 635 m long single box girder with spans of up to 120 m is being built by the incrementally launching method. The roadway slab was cast on pre-fabricated panels at the cantilever areas and on the closed upper chord of the steel box. This construction method is characterized by a high torsional stiffness of the steel box during construction, low weight of the concrete slab and a short and therefore economic manufacturing process.
<p> The main Bridge of the Elbebridge Wittenberge is a 3-span continuous beam steel bridge with a wave-like curved upper chord between the two carriageways. With spans of 126 - 160 - 126m and a slenderness of 32, the superstructure requires a light but fatigue resistant roadway slab. These requirements are fulfilled by an “ortho-composite” slab which consists of a reduced orthotropic steel deck and a 15cm thin in-situ concrete layer, connected by shear studs. The advantages of the ortho-composite slab compared to orthotropic steel decks are; the reduction of steel and welding effort, a much better fatigue resistance and no hazard of freezing rain. Compared to standard reinforced concrete slabs on steel girders, troughs or boxes, it is much lighter, easier and faster to build and gives a better stability during construction stages. As this construction type is not covered by German DIN-codes and German road authority contract conditions a single case approval is necessary. Large scale construction type tests have been performed for FLS, SLS and ULS truck loads. Additionally extensive FEM calculations have been carried out. The results show a massive reduction of stresses in the steel members compared to standard orthotropic steel decks and a huge load bearing reserve. All-in-all the ortho-composite-slab has proven to be the most economic and sustainable construction type for the Elbebridge Wittenberge.</p>
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.