Qualitative Evaluierung der Effizienz von Konstruktionstypen im Verbundbrückenbau

Abstract

Für Balkenbrücken in Verbundbauweise wurden bis zum heutigen Tage im Wesentlichen vier unterschiedliche Konstruktionsformen ausgeführt, ohne dass für den einzelnen Entwurfsfall systematische Untersuchungen zur Wirtschaftlichkeit, zur technischen Qualität und zur Nachhaltigkeit dieser Bauweisen angestellt wurden. In diesem Beitrag wird daher der Versuch unternommen, eine allgemein gültige Bewertung der Effizienz der am häufigsten eingesetzten Konstruktionstypen im Verbundbrückenbau vorzunehmen. Als wichtigstes Kriterium für die Effizienz einer bestimmten Bauweise wird hierbei der Einheitspreis für die Lieferung und Montage der Stahlkonstruktion definiert und dessen Struktur genauer untersucht. Die durchschnittliche Relation dieses Einheitspreises wird hierbei für die beiden bisher bevorzugten Bauweisen, nämlich die des einzelligen Großkastens auf der einen Seite und der dualen Kleinkastenbauweise auf der anderen Seite, am Beispiel einer durchschnittlichen Balkenbrücke konkret untersucht. Unter Berücksichtigung der verfügbaren Erfahrungswerte bezüglich des Stahlgewichts bei ausgeführten Verbundbrücken wird im zweiten Schritt die Gesamtrelation des Preises der Stahlkonstruktion für diese beiden Konstruktionstypen ermittelt. Nicht in der gleichen Tiefe, jedoch in ausreichender Genauigkeit erfolgt dann die Ausdehnung dieser Untersuchung auf die weiteren bekannten Verbundbauweisen, sodass als erstes Hauptergebnis eine Evaluierung der Effizienz der Stahlkonstruktion aller wichtigen Verbundbauweisen vorgenommen werden kann. Da mit dieser Bewertung jedoch noch keine Aussage über die Gesamteffizienz einer Verbundbauweise getroffen werden kann, folgt abschließend noch die Evaluierung der restlichen wichtigen Kosten‐ und Leistungsbereiche wie der Ausführung der Betonfahrbahn, des Gesamtkomplexes Korrosionsschutz, Innenbegehung und Brückenunterhaltung sowie des Redundanzverhaltens. Mit diesen weiteren Kriterien kann als Gesamtergebnis eine Evaluierungsmatrix aller untersuchten Bauweisen erstellt werden.

Live Load Structural Index study on Small and Medium Span Steel‐Concrete Composite Bridges

“…Kwang-Min Lee [5] proposed practical formulas for optimizing the lifecycle cost of steel bridges, and also introduced a new road user cost model and a regional socio-economic loss model. Reintjes and Wagner [6] investigated the single and dual box-girder composite bridge and suggested advices for the lifecycle cost of composite bridge in Germany. Andre Orcesi [7] proposed the concept of lifecycle cost based on the idea of lifecycle analysis, considered the time value of funds, and presented a formula for calculating the total agency cost of steel-concrete composite beam bridges.…”

Verbundbrückenbau – neue Entwicklungen und Beispiele

“…Regelquerschnitt des Brückenentwurfs mit Darstellung der relevanten Details mit randnahen Kopfbolzen aus Wagner[11] Standard cross-section of the bridge design with relevant details of headed studs close to the concrete edge according to Wagner[11] KOBO = 100 mm, a sw = 1,57cm 2 /KOBO; P-11: l KOBO = 100 mm, a sw = 3,14 cm 2 /KOBO; P-12: l KOBO = 200 mm, a sw = 1,57 cm 2 /KOBO] [14] Influence of the stud length and the transversal reinforcement on the load-slippage behavior [P-10: l Stud = 100 mm, a sw = 1.57 cm 2 /Stud; P-11: l Stud = 100 mm, a sw = 3.14 cm 2 /Stud; P-12: l Stud = 200 mm, a sw = 1.57 cm 2 /Stud] [14] Flussdiagramm für die Anwendung des neuen Bemessungsvorschlags mit Bezug auf prEN1993-1-8, EN 1992-4 und EN1994-2 [14] Flow chart for the application of the new approach based on prEN1993-1-8, EN 1992-4 and EN1994-2 [14] Der Trend von der klassischen Verbundbauweise zu inno vativen hybriden Querschnitten, bei denen Stahlgurte durch Beton und Betonstege durch Stahl ersetzt werden, führt zu neuen Herausforderungen für die Verbundsicherung, deren Bewältigung eine wichtige Voraussetzung für den zukünftigen Verbundbrückenbau ist. Die hier vorgestellten Untersuchungen zeigen erste Lösungsansätze auch mit Regelungen für eine praxisgerechte Bemessung, die es für weitere Anwendungen z.…”