Prof. Dr.-Ing. Michael MüllerProf. Dr.-Ing. Thomas Bauer

Eisenbahnbrückenbaunach EUROCODE

Beispiele prüffähigerStandsicherheitsnachweiseStahlbeton- und Spannbetonüberbaunach DIN-Fachbericht 101 und 102

/Bauwerk

Inhaltsverzeichnis Teil 1 - Stahlbetonüberbau

1 Vorbemerkungen 4

1.1 Beschreibung des Tragwerkes 4

1.2 Vorschriften und Rechenannahmen 6

1.3 Geometrisches System 7

1.4 Längs- und Querschnitte 7

1.5 Materialkennwerte 9

1.6 Hinweise zum Herstellungs- und Bauverfahren 15

2 Fahrbahnkonstruktion 16

3 Haupttragwerk 17

3.1 Berechnungsgrundlagen 173.1.1 Darstellung und Beschreibung des statischen Systems 183.1.2 System für DV - Berechnung 183.1.3 Programmbeschreibung zur D V - Berechnung 18

3.2 Charakteristische Werte der einwirkenden Last- und Weggrößen 193.2.1 Ständige Einwirkungen 193.2.2 Veränderliche Einwirkungen 20

3.2.2.1 Lastmodell 71 203.2.2.2 Lastmodell SW/0 243.2.2.3 Lastmodell SW/2 243.2.2.4 UnbeladenerZug 243.2.2.5 Verkehrslast auf Dienstwegen 253.2.2.6 Verkehrslast bei Gleis und Brückenunterhaltung 253.2.2.7 Ermüdungslastmodell 263.2.2.8 Zentrifugallasten 273.2.2.9 Seitenstoß 293.2.2.10 Einwirkungen aus Anfahren und Bremsen 293.2.2.11 Einwirkungen auf Geländer 303.2.2.12 Temperatureinwirkungen 303.2.2.13 Windlasten 343.2.2.14 Druck- Sogeinwirkungen aus Zugverkehr 343.2.2.15 Einwirkungen aus Erddruck 35

3.2.3 Außergewöhnliche Einwirkungen 363.2.3.1 Einwirkungen infolge Entgleisung 363.2.3.2 Einwirkungen infolge Fahrleitungsbruch 37

3.3 Querschnittsgrößen 383.3.1 Ermittlung der mittragenden Gurtbreiten 383.3.2 Ermittlung der Querschnittsgrößen 38

3.4 Schnittgrößen 403.4.1 Ständige Einwirkungen 403.4.2 Veränderliche Einwirkungen 41

3.4.2.1 Lastmodell 71 413.4.2.2 Lastmodell SW/0 453.4.2.3 Lastmodell SW/2 453.4.2.4 Unbeladener Zug 473.4.2.5 Verkehrslast auf Dienstwegen 483.4.2.6 Verkehrslast bei Gleis- und Brückenunterhaltung 483.4.2.7 Ermüdungslastmodell 493.4.2.8 Zentrifugallasten 503.4.2.9 Seitenstoß 533.4.2.10 Einwirkungen aus Anfahren und Bremsen 543.4.2.11 Einwirkungen auf Geländer 553.4.2.12 Temperatureinwirkungen 563.4.2.13 Windlasten 583.4.2.14 Druck - Sog Einwirkungen aus Zugverkehr 583.4.2.15 Einwirkungen aus Erddruck 593.4.2.16 Rückstellkräfte aus vertikaler Belastung 59

3.4.3 Außergewöhnliche Einwirkungen infolge Entgleisung 60

3.5 Bemessung des Überbaus 623.5.1 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 66

3.5.1.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung mit Längskraft 663.5.1.2 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Querkraft und Torsion 703.5.1.3 Zusammenstellung der ermittelten Bewehrung 863.5.1.4 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Ermüdung 89

3.5.2 Nachweise Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 963.5.2.1 Spannungsbegrenzung für Biegung mit Längskraft 96

3.5.2.1.1 Nachweis der Betondruckspannungen 963.5.2.1.2 Nachweis der Betonstahlspannungen 100

3.5.2.2 Grenzzustand der Rissbildung 1013.5.2.3 Grenzzustand der Verformungen 104

3.5.2.3.1 Begrenzung der vertikalen Durchbiegung 1043.5.2.3.2 Begrenzung des Enddrehwinkels 1073.5.2.3.3 Begrenzung der Horizontalverformung 1083.5.2.3.4 Begrenzung der Verwindung des Überbaus 111

4 Quersystem 112

4.1 Statisches Ersatzsystem 112

4.2 Charakteristische Werte der Einwirkungen und Schnittgrößen 113

4.3 Nachweise 1204.3.1 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 1204.3.2 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 123

5 Lager 128

5.1 Darstellung des Lagerschemas 128

5.2 Charakteristische Werte der Einwirkungen 1305.2.1 Ständige Einwirkungen 1305.2.2 Veränderliche Einwirkungen 133

5.2.2.1 Lastmodell 71 1335.2.2.2 Lastmodell SW/0 1355.2.2.3 Lastmodell SW/2 1355.2.2.4 UnbeladenerZug 1375.2.2.5 Verkehr auf Dienstwegen 1385.2.2.6 Verkehrslast bei Gleis- und Brückenunterhaltung 1395.2.2.7 Ermüdungslastmodell 1395.2.2.8 Zentrifugallasten 140

5.2.2.8.1 Lastmodell 71 1405.2.2.8.2 Lastmodell SW/2 1415.2.2.8.3 UnbeladenerZug 142

5.2.2.9 Seitenstoß 1435.2.2.10 Anfahren und Bremsen 1435.2.2.11 Einwirkungen auf Geländer 1445.2.2.12 Temperatureinwirkungen 1445.2.2.13 Windlasten 1455.2.2.14 Druck- Sog- Einwirkungen aus Zugverkehr 1475.2.2.15 Einwirkungen aus Erddruck 1475.2.2.16 Schwinden 1 48

5.2.3 Außergewöhnliche Einwirkungen infolge Entgleisung 149

5.3 Zusammenstellung der Lagerlasten und -wege 151

6 Schlußblatt 152

Anlagen

Ausschnitte aus den Übersichtsplänen

Verzeichnis der Tabellen 157

Verzeichnis der Abbildungen 160

Inhaltsverzeichnis Teil 2 - Spannbetonüberbau

1 Vorbemerkungen

1.1 Beschreibung des Tragwerkes 5

1.2 Vorschriften und Rechenannahmen 8

1.3 Geometrisches System 9

1.4 Längs- und Querschnitte 9

1.5 Materialkennwerte n

1.6 Hinweise zum Herstellungs- und Bauverfahren 14

2 Fahrbahnkonstruktion 15

3 Haupttragwerk 16

3.1 Berechnungsgrundlagen 163.1.1 Darstellung und Beschreibung des statischen Systems 163.1.2 System für DV - Berechnung 173.1.3 Programmbeschreibung zur DV - Berechnung 17

3.2 Charakteristische Werte der einwirkenden Last-und Weggrößen 183.2.1 Ständige Einwirkungen 183.2.2 Vorspannung 183.2.3 Veränderliche Einwirkungen 23

3.2.3.1 Lastmodell 71 233.2.3.2 Lastmodell SW/O 273.2.3.3 Lastmodell SW/2 273.2.3.4 UnbeladenerZug 273.2.3.5 Verkehrslast auf Dienstwegen 283.2.3.6 Verkehrslast bei Gleis und Brückenunterhaltung 283.2.3.7 Verkehrslast im Bauzustancf 283.2.3.8 Ermüdungslastmodell 293.2.3.9 Zentrifugallasten 303.2.3.10 Seitenstoß 323.2.3.11 Einwirkungen aus Anfahren und Bremsen 323.2.3.12 Einwirkungen auf Geländer 333.2.3.13 Temperatureinwirkungen 333.2.3.14 Windlasten 373.2.3.15 Druck- Sogeinwirkungen aus Zugverkehr 373.2.3.16 Einwirkungen aus Erddruck 38

3.2.4 Außergewöhnliche Einwirkungen 393.2.4.1 Einwirkungen infolge Entgleisung 393.2.4.2 Einwirkungen infolge Fahrleitungsbruch 40

3.3 Querschnittsgrößen 413.3.1 Ermittlung der mittragenden Gurtbreiten 413.3.2 Ermittlung der Querschnittsgrößen 41

3.4 Schnittgrößen 433.4.1 Ständige Einwirkungen 433.4.2 Vorspannung, Kriechen, Schwinden und Relaxation 44

3.4.2.1 Vorspannung 443.4.2.2 Kriechen, Schwinden und Relaxation 46

3.4.3 Veränderliche Einwirkungen 563.4.3.1 Lastmodell 71 563.4.3.2 Lastmodell SW/O 603.4.3.3 Lastmodell SW/2 603.4.3.4 UnbeladenerZug 623.4.3.5 Verkehrslast auf Dienstwegen 633.4.3.6 Verkehrslast bei Gleis- und Brückenunterhaltung 633.4.3.7 Verkehrslast im Bauzustand 643.4.3.8 Ermüdungslastmodell 643.4.3.9 Zentrifugallasten 653.4.3.10 Seitenstoß 683.4.3.11 Einwirkungen aus Anfahren und Bremsen 693.4.3.12 Einwirkungen auf Geländer 703.4.3.13 Temperatureinwirkungen 71

3.4.3.14 Windlasten ZZZZZZZZZZZZ'Z^. '. ZZ"ZZ.Z. 733.4.3.15 Druck - Sog Einwirkungen aus Zugverkehr 733.4.3.16 Einwirkungen aus Erddruck 743.4.3.17 Rückstellkräfte aus vertikaler Belastung. 74

3.4.4 Außergewöhnliche Einwirkungen infolge Entgleisung Z..ZZZZZZZZZZZZZ.... 753.5 Bemessung des Überbaus 77

3.5.1 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 813.5.1.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegun"g"mit Längskraft".".'."'.".'".'.".".'.'.'.".'.. 813.5. .2 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Querkraft und Torsion 873.5. .3 Grenzzustand der Tragfähigkeit für Versagen ohne Vorankündigung .. 95

<**•> ! -4 . G r ^ s t a n d der Tragfähigkeit für Ermüdung 963.5.2 Nachweise Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 104

O.b.2.1 Gren77l)RtanH Hör n~i .3.5« Grenzt £ £ ~ n '" ^ " ^ %

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4 Quersystem 1 2 4

4.1 Statisches Ersatzsystem 124

4.2 Charakteristische Werte der Einwirkungen und Schnittgrößen 125

4.3 Nachweise 1324.3.1 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit 1324.3.2 Nachweise im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 135

5 Lager 140

5.1 Darstellung des Lagerschemas 140

5.2 Charakteristische Werte der Einwirkungen 1425.2.1 Ständige Einwirkungen 1425.2.2 Veränderliche Einwirkungen 144

5.2.2.1 Lastmodell 71 1445.2.2.2 Lastmodell SW/0 1455.2.2.3 Lastmodell SW/2 1455.2.2.4 UnbeladenerZug 1465.2.2.5 Verkehr auf Dienstwegen 1475.2.2.6 Verkehrslast bei Gleis- und Brückenunterhaltung 1485.2.2.7 Ermüdungslastmodell 1485.2.2.8 Zentrifugallasten 149

5.2.2.8.1 Lastmodell 71 1495.2.2.8.2 Lastmodell SW/2 1505.2.2.8.3 UnbeladenerZug 151

5.2.2.9 Seitenstoß 1525.2.2.10 Anfahren und Bremsen 1525.2.2.11 Einwirkung auf Geländer 1535.2.2.12 Temperatureinwirkungen 1535.2.2.13 Windlasten 1545.2.2.14 Druck- Sog- Einwirkungen aus Zugverkehr 1555.2.2.15 Einwirkungen aus Erddruck 1555.2.2.16 Schwinden 1 5 5

5.2.3 Außergewöhnliche Einwirkungen infolge Entgleisung 156

5.3 Zusammenstellung der Lagerlasten und -wege 158

6. Schlußblatt 1 6 0

Anlagen

Ausschnitte aus den Übersichtsplänen 161

Verzeichnis der Tabellen 165

Verzeichnis der Abbildungen 168