Vorschlaege zum Bau von Verbundboegen an Stabbogenbruecken

Suggestions for the construction of composite arches at tied arch bridges

Stabbogenbruecken (Langerscher Balken) werden meistens in Stahl ausgefuehrt. Die Ausfuehrungen als Verbundkonstruktion, die schon im 19. Jahrhundert in Form des Systems Melan gebaut wurden, sind in Deutschland weitgehend in Vergessenheit geraten, waehrend zu dieser Konstruktion in China umfangreiche Weiterentwicklungen und Forschungen laufen. Zum Thema Verbundboegen an Stabbogenbruecken werden verschiedene Vorschlaege zur Realisierung gemacht und die Vorteile von Verbundboegen herausgestellt. Bei der Bauart verwendet man vollstaendig oder teilweise einbetonierte Walzprofile sowie ausbetonierte Hohlprofile. Bei allen Ausfuehrungsvorschlaegen wird vorausgesetzt, dass zunaechst der Stahlbogen auf einem Vormontageplatz hergestellt und dann dieser Bogen in die Endlage verschoben wird. Dort erfolgt die Fertigstellung des Bogens mittels Ortbetonergaenzung. Vorteilhaft ist dabei das geringe Gewicht des zu verschiebenden Bogens und die Moeglichkeit, die Stahlprofile als Schalung fuer den Ortbeton zu verwenden. Untersuchungen haben gezeigt, dass als Walztraeger fuer den Bogen sowohl H- als auch I-Profile verwendet werden koennen. Fuer auszubetonierende Hohlprofile eignen sich wegen begrenzt verfuegbarer Liefergroessen nur geschweisste Hohlkaesten. Allerdings koennen auch speziell gefertigte Rohre verwendet werden. Die Abtragung der Lasten ueber Drucknormalkraefte im Bogen ist sowohl waehrend des Verschubs als auch bei der spaeteren Ortbetonergaenzung aktiviert. Eingegangen wird auf Einzelheiten der Herstellung und Berechnung einbetonierter Profile, wie sie bei Verbundboegen verwendet werden. Dabei wird herausgestellt, dass durch vollstaendig einbetonierte Profile ein statisch vorteilhafter torsionssteifer Kasten entsteht. Der Verbund zwischen Beton und Baustahl wird ueber Duebel hergestellt. Abschliessend werden moegliche Ausfuehrungen von Bogenfusspunkten vorgestellt, wobei auf einen eindeutigen Kraftfluss Wert gelegt wird. An dem Beispiel eines typischen Stabbogens wird die Berechnung des Verbundbogens nach Theorie II. Ordnung dargestellt. Dabei werden verschiedene Bogenvarianten nach den gueltigen Regelwerken bemessen und verglichen. Der Vergleich zeigt deutliche Montagevorteile des Verbundbogens gegenueber dem reinen Stahlbogen und eine Gewichtseinsparung bis zu 20 Prozent. ABSTRACT IN ENGLISH: The arches of tied arch bridges are predominantly under compressive loading and are most often constructed out of steel. This contradicts the basic engineering knowledge to use concrete for compressive loading and steel for tension loading. The simple assembly of steel arches compared to the time-consuming falsework for concrete arches, the large degree of prefabrication and a smaller net weight compared to a heavy concrete arch are reasons for choosing to use a steel arch. As an alternative to steel or concrete arches, suggestions for composite arches on ”normal“ tied arch bridges are made. A composite tied arch combines, like a composite column, the advantages of steel and concrete construction. Calculations show that rolled sections encased in concrete can be used as tied arches for common effective spans. Such arches have economic advantages and the rolled sections can additionally be used as formwork or formwork girder. Concrete filled hollow sections allow for particularly slender arches and the hollow section functions also as formwork. Furthermore, possible arch supports are specified and analyzed. Tied arch bridges are often assembled at a preassembly area and subsequently launched into their end position. For such cases, composite arches have, when compared to pure steel arches, a lighter steel construction during the bridge launch. (A)

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 269-78
  • Serial:
    • Stahlbau
    • Volume: 86
    • Issue Number: 3
    • Publisher: Ernst & Sohn GmbH
    • ISSN: 0038-9145

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01642868
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jun 30 2017 3:59AM