Wellstahlbrücke (umgebender Boden): Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 16. September 2024, 16:28 Uhr

Ergänzung zum Leitfaden: 2.1.2.3 Brückenformeln Stadt Münster

Bezeichnung

Wellstahlbrücke (umgebender Boden)

Art des Typenvertreters

Unterbau

Beispiele

Wellstahlrohr als Bachüberführung (Quelle: FH Münster, Lukas Tammen)

Beschreibung

Dieser Typenvertreter des Unterbaus ist direkt an den Typenvertreter des Überbaus Wellstahlrohr geknüpft und beinhaltet die selben Brückenbauwerke. Dazu zählen alle Brücken, die aus einem geschlossenen Wellstahl-Querschnitt bestehen und als Rohr unter einem Verkehrsweg verlaufen, um beispielsweise einen Bach zu unterführen. Im Gegensatz zum Typenvertreter Wellstahlrohr, in dem lediglich der Stahl selbst abgeschätzt wird, geht es hier im Bereich des Unterbaus ausschließlich um die Abschätzung das umgebenden Bodenmaterials. Dessen Bettung sorgt dafür, dass die von oben kommenden Lasten über das Wellstahlrohr abgeleitet werden können. Die Tragwirkung funktioniert somit nur im Verbund aus Wellstahl und Boden. Betrachtet wird hier der unmittelbar angrenzende Bereich zwischen Rohrsohle und Fahrbahnbelag mit Berücksichtigung eines Arbeitsraumes beidseitig des Rohres.

Eindeutige Zuordnung

Hauptbaustoff
Wellprofil

Berechnung

Bodenmaterial:

V_Boden = ((Gesamtlänge [m] + 1,00 m) * (Lichte Höhe [m] + Minimale Überschüttungshöhe [m]) - (π/4 * Gesamtlänge [m] * Lichte Höhe [m])) * Gesamtbreite [m]

Schätzwerte: 1,00 m → Breite Arbeitsraum

Hintergrund der Berechnung

Die Massenabschätzung des umgebenden Bodenmaterials ist eine reine Volumenbestimmung, die sich aus der vorhandenen Geometrie in Abhängigkeit einiger Attribute ergibt. Es sind daher keine Münsteraner Kennwerte zur Berechnung notwendig. Die Gesamtlänge entspricht der lichten Weite, die mit dem Schätzwert 1,00 m für die Breite des Arbeitsraumes ergänzt wird. Für die vertikale Dimension werden die lichte Höhe und die Überschüttungshöhe addiert. Durch Multiplikation der beiden Größen ergibt sich eine Rechtecksfläche, von der die Fläche des Rohrquerschnittes abgezogen wird. Dazu wird näherungsweise ein Ellipsenprofil mit den beiden Durchmessern Gesamtlänge und Lichte Höhe unterstellt. Der Nettoquerschnitt des Bodens wird zuletzt mit der Länge des Rohres multipliziert, welche am genauesten mit der Gesamtbreite der Brücke abgebildet wird.

Alle Typenvertreter:

Überbau: Vollplatte | Plattenbalken | Holzbrücke | Stahlbrücke | Wellstahlrohr
Absturzsicherung: Brüstung - Beton | Brüstung - Stein | Rohrgeländer - Stahl | Holmgeländer - Stahl | Füllstabgeländer - Stahl | Füllstabgeländer - Aluminium | Füllstabgeländer - Holz (Heimisch) | Füllstabgeländer - Holz (Tropisch)

Unterbau: Kastenwiderlager | Spundwandkopfbalken | Wellstahlbrücke (umgebender Boden) | Pfeiler - Stützen - Stützenreihen

Gründung: Brunnengründung | Flachgründung: Sohlplatte bei Rahmen | Streifenfundament Straßenbrücke | Einzelfundamente Geh- und Radwegbrücke | Einzelfundamente Mehrfeldbrücke

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 ==== Beispiele ====
-[[Datei:Wellstahlrohr.jpg|ohne|mini|250x250px|Wellstahlrohr als Bachüberführung]]
+[[Datei:Wellstahlrohr.jpg|ohne|mini|250x250px|Wellstahlrohr als Bachüberführung (Quelle: FH Münster, Lukas Tammen)]]
 ==== Beschreibung ====
-Zu diesem Typenvertreter des Unterbaus zählen alle Widerlager-Konstruktionen in Verbindung mit einer Spundwandgründung. Dabei wird das Stahlbeton-Bauteil am Kopfende der Spundwand betrachtet, der sogenannte Spundwandkopfbalken. Dieser kann als Widerlagerwand fungieren, zusätzlich aber auch über als Flügelwände fungierenden Spundwänden angeordnet sein, sodass der Balken rings um das jeweilige Widerlager verläuft. Er kann dort die Funktion einer Kappe beim Überbau übernehmen und beispielsweise [[Absturzsicherung]] und Gehweg tragen. Auf der Widerlagerwand ist dagegen üblicherweise der Brückenüberbau aufgelagert. Es werden für jede Brücke zwei Widerlager angenommen. Das Volumen des umgebenden Bodenmateriales wird bei diesem Typenvertreter nicht mit abgeschätzt, da Spundwände in der Regel gerammt werden und dazu kein Boden bewegt werden muss.
+Dieser Typenvertreter des Unterbaus ist direkt an den Typenvertreter des Überbaus [[Wellstahlrohr]] geknüpft und beinhaltet die selben Brückenbauwerke. Dazu zählen alle Brücken, die aus einem geschlossenen Wellstahl-Querschnitt bestehen und als Rohr unter einem Verkehrsweg verlaufen, um beispielsweise einen Bach zu unterführen. Im Gegensatz zum Typenvertreter [[Wellstahlrohr]], in dem lediglich der Stahl selbst abgeschätzt wird, geht es hier im Bereich des Unterbaus ausschließlich um die Abschätzung das umgebenden Bodenmaterials. Dessen Bettung sorgt dafür, dass die von oben kommenden Lasten über das Wellstahlrohr abgeleitet werden können. Die Tragwirkung funktioniert somit nur im Verbund aus Wellstahl und Boden. Betrachtet wird hier der unmittelbar angrenzende Bereich zwischen Rohrsohle und Fahrbahnbelag mit Berücksichtigung eines [[Breite Arbeitsraum|Arbeitsraumes]] beidseitig des Rohres.
 ==== Eindeutige Zuordnung ====
 {| class="wikitable"
-![[Art der Stützung]]
-![[Bauwerksart]]
 ![[Hauptbaustoff]]
 |-
-|Spundwand
+|Wellprofil
-|nicht Bogenartiges Tragwerk
-|nicht Wellprofil
 |}
 ==== Berechnung ====
-'''Beton:'''
+'''Bodenmaterial:'''
-'''m<sub>Beton</sub>''' = 1,40 Mg/m² * [[Gesamtbreite]] [m] * [[Lichte Höhe]] [m]
+'''V<sub>Boden</sub>''' = (([[Gesamtlänge]] [m] + 1,00 m) * ([[Lichte Höhe]] [m] + [[Minimale Überschüttungshöhe]] [m]) - (π/4 * [[Gesamtlänge]] [m] * [[Lichte Höhe]] [m])) * [[Gesamtbreite]] [m]
-mit 1,40 Mg/m² = 2,40 Mg/m³ * 0,57 m³/m²
+[[Schätzwert|'''Schätzwerte''']]: 1,00 m → [[Breite Arbeitsraum]]
-[[Schätzwert|'''Schätzwerte''']]: 2,40 Mg/m³ → [[Dichte]] Beton
-{| class="wikitable"
-|+[[Kennwert|Kennwerte]] und Angaben zur Genauigkeit:
-!Kennwert
-!Variationskoeffizient
-![[Stichprobe Spundwandkopfbalken|Stichprobe]]
-!Minimum
-!Maximum
-|-
-|0,57 m³/m²
-|69,3 %
-|8
-|0,14 m³/m²
-|1,18 m³/m²
-|}
-'''Betonstahl:'''
-'''m<sub>Betonstahl</sub>''' = 0,057 Mg/m² * [[Gesamtbreite]] [m] * [[Lichte Höhe]] [m]
-mit 0,057 Mg/m² = 0,1 Mg/m³ * 0,57 m³/m²
-[[Schätzwert|'''Schätzwerte''']]: 0,1 Mg/m³ → [[Betonstahlgehalt]] Unterbauten
-{| class="wikitable"
-|+[[Kennwert|Kennwerte]] und Angaben zur Genauigkeit:
-!Kennwert
-!Variationskoeffizient
-![[Stichprobe Spundwandkopfbalken|Stichprobe]]
-!Minimum
-!Maximum
-|-
-|0,57 m³/m²
-|69,3 %
-|8
-|0,14 m³/m²
-|1,18 m³/m²
-|}
 ==== Hintergrund der Berechnung ====
-Zur Massenberechnung der Spundwandkopfbalken der beiden Widerlager wird die Betondichte mit dem Betonvolumen multipliziert. Das Volumen ist abhängig von den beiden [[Attribut (ASB-ING)|Attributen]] [[Gesamtbreite]] und [[lichte Höhe]], welche die Breite des Widerlagers und die Länge der eventuell vorhandenen Flügelwände und damit die Gesamtlänge des Spundwandkopfbalkens abbilden. Das Produkt wird mit dem aus der [[Stichprobe Spundwandkopfbalken|Stichprobe]] empirisch ermittelten [[Kennwert]] 0,57 m³/m² korrigiert, der den Wert anhand des untersuchten Münsteraner Brückenbestandes hinsichtlich Zahlenwert und Einheit anpasst, sodass das vorhandene Volumen [m³] resultiert. Für die [[Dichte|Betondichte]] wird der [[Schätzwert]] 2,40 Mg/m³ angesetzt.
+Die Massenabschätzung des umgebenden Bodenmaterials ist eine reine Volumenbestimmung,  die sich aus der vorhandenen Geometrie in Abhängigkeit einiger [[Attribut (ASB-ING)|Attribute]] ergibt. Es sind daher keine Münsteraner [[Kennwert|Kennwerte]] zur Berechnung notwendig. Die [[Gesamtlänge]] entspricht der [[Lichte Weite|lichten Weite]], die mit dem [[Schätzwert]] 1,00 m für die [[Breite Arbeitsraum|Breite des Arbeitsraumes]] ergänzt wird. Für die vertikale Dimension werden die [[lichte Höhe]] und die [[Minimale Überschüttungshöhe|Überschüttungshöhe]] addiert. Durch Multiplikation der beiden Größen ergibt sich eine Rechtecksfläche, von der die Fläche des Rohrquerschnittes abgezogen wird. Dazu wird näherungsweise ein Ellipsenprofil mit den beiden Durchmessern [[Gesamtlänge]] und [[Lichte Höhe]] unterstellt. Der Nettoquerschnitt des Bodens wird zuletzt mit der Länge des Rohres multipliziert, welche am genauesten mit der [[Gesamtbreite]] der Brücke abgebildet wird.
-Für die Bestimmung der Masse des im Beton enthaltenen Betonstahls wird der Ansatz des [[Betonstahlgehalt|Betonstahlgehaltes]] gewählt. Dazu wird lediglich das Betonvolumen übernommen und mit einem weiteren [[Schätzwert]] von 0,1 Mg/m³ Beton multipliziert.
-Der mit 69,3 % vergleichsweise hohe Variationskoeffizient lässt auf eine große Streuung und damit auf eine größere Ungenauigkeit schließen. Ursächlich dafür sind die großen Unterschiede der jeweiligen Querschnittsflächen der Spundwandkopfbalken bei den untersuchten Bauwerken. Diese reicht von 0,07 m² bis 0,86 m² und wird nach [[Anweisung Straßeninformationsbank Segment Bauwerksdaten (ASB-ING)|ASB-ING]] nicht erfasst. Außerdem können die Ausführungen bei verschiedenen Brücken durchaus drastisch abweichen, da nicht immer Flügelwände mit Spundwandkopfbalken vorhanden sind. Die [[lichte Höhe]] bietet die beste Möglichkeit, diesen Aspekt mit zu berücksichtigen, wenngleich auch hier Spielraum für weitere Ungenauigkeiten liegt.
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 [[Category:Ergebnis]]
-[[Category:Lukas]]
-[[Category:Nadine]]
-[[Category:Franziska]]
-[[Category:Thomas]]
-[[Category:Jonas]]
-[[Category:Hendrik]]
-[[Category:Qualitätskontrolle]]