The article presents the current status of the revision of EN 1993‐1‐11 with regard to the design of saddles and clamps for ropes or for parallel wire tension components for suspended structures. The focus here is on presenting a general approach for clamps. For saddles, emphasis is on types where the slip resistance is – in addition to the component from deviation forces – increased by clamping forces, although general aspects are also covered. The starting point is a (retrospective) look at the provisions in national standards and guidelines as well as in the current version of EN 1993‐1‐11 (2006). Subsequently, the new provisions are presented, and the different new coefficients are explained in detail.
Die Verlängerung der Stadtbahnlinie U6 von Fasanenhof/Schelmenwasen zum Flughafen und zur Messe Stuttgart überquert die BAB A 8 östlich der Anschlussstelle Stuttgart‐Degerloch (B 27). Das neue Brückenbauwerk befindet sich in exponierter Lage, in einem komplexen Umfeld eines großen Verkehrsknotens, und erschließt als Teil des schienengebundenen ÖPNV im Raum Stuttgart das Messegelände, den Flughafen und den geplanten Fernbahnhof am Flughafen für das südliche Stadtgebiet Stuttgarts. Neben Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit besteht an das Brückenbauwerk auch ein gestalterischer Anspruch sowie die Anforderung, dass die Beeinträchtigungen des Verkehrs – sowohl während der Bauzeit als auch später – auf ein Minimum begrenzt werden sollte. Daher überspannt das Hauptfeld der Brücke die an dieser Stelle etwa 80 m breiten Verkehrsflächen mit insgesamt sechs Fahrspuren und vier Ein‐ und Ausfädelspuren stützenfrei. Zusammen mit den offen gestalteten Seitenfeldern ergeben sich, trotz der auf hohen Erddämmen angeordneten neuen Trasse, max. freie Sichtbeziehungen. Eine besondere Innovation stellen die geneigten, sich kreuzenden Hängerseile aus Carbon‐Zugelementen dar, die ein ästhetisches und gleichzeitig effizientes Tragwerk ermöglichen.
Die Entscheidung, bei der Stadtbahnbrücke erstmals Zugglieder aus Carbon für die Hänger eines Netzwerkbogens einzusetzen, wurde zunächst vor dem Aspekt der außergewöhnlich guten Ermüdungsfestigkeit und der daraus resultierenden möglichen Reduktion der Querschnitte getroffen. Erst in der weiteren Planung zeigte sich das Potenzial dieser Lösung auch im Hinblick auf das Gesamttragverhalten des Systems Netzwerkbogen durch Vergleichmäßigung der Hängerkräfte, Vermeidung von auf Druck ausfallenden Hängern sowie die vorteilhaften dynamischen Eigenschaften der leichten, hoch vorgespannten Zugglieder. Ergänzend zu den bereits veröffentlichten Beiträgen zum Entwurf und Tragverhalten der Stadtbahnbrücke, dem Tragprinzip des Carbonnetzwerkbogens und zu deren Fertigung und Montage soll in diesem Beitrag auf die Carbonhänger und deren Verankerungen an Bogen und Deck eingegangen werden.
Die Verwendung von eingeschweißten Stahlprofilen als Netzwerkhänger in Kombination mit den auf Schwingbreiten und Vermeidung von Hängerausfall optimierten Netzwerklayouts führt zu technischen Herausforderungen, welche in der jüngeren Vergangenheit nicht immer befriedigend gelöst werden konnten [1]. Insbesondere bei langen, flach geneigten Hängern treten Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Durchbiegung infolge Eigengewicht und Veränderung der Durchbiegung infolge Normalkraftamplituden sowie Zusatzbeanspruchungen aus winderregten Schwingungen auf [1, 2]. Durch die Verwendung von Zugstangen aus CFK (im Weiteren „Carbon“) als Hänger ändern sich die Randbedingungen für die Gestaltung der Hängeranordnung grundlegend, was Auswirkungen auf das gesamte Tragverhalten des Netzwerkbogens hat: Aufgrund des hohen Ermüdungswiderstands von Carbonbauteilen können die Hänger ohne Rücksicht auf begrenzte Schwingbreiten rein unter dem Aspekt der Ausnutzung auf Zug angeordnet werden. Der hierfür erforderliche Querschnitt beträgt bei der Verwendung von Carbonhängern weniger als ein Viertel des erforderlichen Stahlquerschnitts. Dies in Kombination mit einem geringen E‐Modul bei CFK führt zu deutlich größeren Dehnwegen in den Hängern, womit die Problematik ausfallender Hänger entfällt. Gleichzeitig verlagern sich die Eigenfrequenzen der Carbonhänger aufgrund der geringen Masse und der höheren möglichen Vorspannung. Durch die Verwendung von Carbonzuggliedern als Hänger lassen sich ästhetisch hochwertige und gleichzeitig sehr effiziente Hängeranordnungen mit vergleichsweise steilen Hängern ohne Hängerausfall und ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer infolge winderregter Schwingungen realisieren. Der wirtschaftlich sinnvolle Anwendungsbereich für Netzwerkbogenbrücken kann damit deutlich über 300 m Spannweite ausgedehnt werden.
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