2.1.2.3 Brückenformeln Stadt Münster: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 4. März 2024, 16:39 Uhr

Leitfaden → 2 Lager und Stoffströme → 2.1 Anthropogenes Materiallager → 2.1.2 Brücken

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2.1.2.4 Anwendbarkeit für andere Kommunen

Autoren: Lukas Tammen, Frank Heimbecher, Henning Klöckner

Stand: 30.01.2024

Nach Analyse der exemplarisch ausgewählten Brückenbauwerke der Stadt Münster sind für die Hauptbauteile Überbau, Unterbau und Gründung empirisch regelmäßige Zusammenhänge identifiziert worden. Diese lassen sich mit Formeln, bestehend aus Attributen, die nach ASB-ING hinterlegt sein müssen, Kennwerten und Schätzwerten ausdrücken. Die Genauigkeit schwankt dabei und es wird daher zunächst vertieft auf sie eingegangen. Anschließend werden alle ermittelten Brückenformeln mit den vorhandenen Münsteraner Kenn- und Schätzwerten aufgelistet.

Genauigkeit

Die Bildung der hier gezeigten Formeln und Zusammenhänge beruht auf einer begrenzten Menge an Brückenbauwerken der Kommune Münster. Es ist nachvollziehbar, dass die hier zusammengefassten und vereinfachten Typen nicht alle mit der gleichen Häufigkeit auftreten. Die ermittelten Kennwerte stützen sich somit auf unterschiedlich große Stichproben. Letztendlich handelt es sich bei den für Münster charakteristischen Kennwerten um Mittelwerte innerhalb der Stichproben. Auch hierbei ist es natürlich, dass die auftretenden Streuungen sehr unterschiedlich ausgeprägt sind. Um einen Einblick zu der erwartbaren Genauigkeit zu liefern, wird bei jedem Kennwert ein Hinweis zur relativen Streuung mit angegeben. Diese wird über den Variationskoeffizienten dargestellt, der die Standardabweichung bezogen auf den arithmetischen Mittelwert prozentual beschreibt. Je geringer der Wert ist, desto höher ist die Genauigkeit des Kennwertes.

Überbau

Vollplatte:

Beton:

m_Beton = 2,88 Mg/m³ * Gesamtlänge [m] * Breite [m] * (Konstruktionshöhe min. [m] + Konstruktionshöhe max. [m]) / 2

mit 2,88 Mg/m³ = 2,40 Mg/m³ * 1,20

Schätzwerte: 2,40 Mg/m³ → Dichte Beton

Kennwerte und Angaben zur Genauigkeit:
Kennwert	Variationskoeffizient	Stichprobe	Minimum	Maximum
1,20 [-]	11,1 %	16	0,99	1,40

Betonstahl:

m_Betonstahl = 1,20 * Gesamtlänge [m] * Breite [m] * (Konstruktionshöhe min. [m] + Konstruktionshöhe max. [m]) / 2 * Schätzwert (Baujahr) [Mg/m³]

Schätzwerte: Schätzwert (Baujahr) [Mg/m³] → Betonstahlgehalt laut Tabelle

Baujahr	Betonstahlgehalt [Mg/m³ Beton]
bis 1967	0,125
1968 -2003	0,135
ab 2004	0,150

Kennwerte und Angaben zur Genauigkeit:
Kennwert	Variationskoeffizient	Stichprobe	Minimum	Maximum
1,20 [-]	11,1 %	16	0,99	1,40

Plattenbalken:

Holzbrücke:

Stahlbrücke:

Wellstahlrohr:

Absturzsicherung

Unterbau

Kastenwiderlager:

Beton:

m_Beton = 1,80 Mg/m³ * Gesamtbreite [m] * (Lichte Höhe [m])²

mit 1,80 Mg/m³ = 2,40 Mg/m³ * 0,75

Schätzwerte: 2,40 Mg/m³ → Dichte Beton

Kennwerte und Angaben zur Genauigkeit:
Kennwert	Variationskoeffizient	Stichprobe	Minimum	Maximum
0,75 [-]	41,9 %	24	0,23	1,43

Betonstahl:

m_Betonstahl = 0,075 Mg/m³ * Gesamtbreite [m] * (Lichte Höhe [m])²

mit 0,075 Mg/m³ = 0,1 Mg/m³ * 0,75

Schätzwerte: 0,1 Mg/m³ → Betonstahlgehalt Unterbauten

Kennwerte und Angaben zur Genauigkeit:
Kennwert	Variationskoeffizient	Stichprobe	Minimum	Maximum
0,75 [-]	41,9 %	24	0,23	1,43

Bodenmaterial:

V_Boden = (Lichte Höhe [m])² * (4 * Gesamtbreite [m] + 2,5 * Lichte Höhe [m] + 1,50 m)

Spundwandkopfbalken:

Wellstahlbrücke (umgebender Boden):

Pfeiler - Stützen - Stützenreihen:

Gründung

Brunnengründung:

Flachgründung

Sohlplatte bei Rahmen:
Streifenfundament Straßenbrücke:
Einzelfundamente Geh- und Radwegbrücke:
Einzelfundamente Mehrfeldbrücke:

RekoTi-Toolbox

Die entwickelten Brückenformeln fließen direkt in die Toolbox mit ein und sollen Kommunen ermöglichen digital das anthropogene Materiallager des Infrastrukturbereich Brücken zu approximieren. Die Umsetzung erfolgt dabei gemäß der IDM Massenberechnung Brücken.

Die dazu relevanten Basisattribute wurden in einem entsprechenden LOIN-Dokument definiert. Die Umsetzung erfolgt gemäß der

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-m<sub>Beton</sub> = 1,80 Mg/m³ * [[Gesamtbreite]] [m] * ([[Lichte Höhe]] [m])²
+'''Beton:'''
-V<sub>Boden</sub> = ([[Lichte Höhe]] [m])² * (4 * [[Gesamtbreite]] [m] + 2,5 * [[Lichte Höhe]] [m] + 1,50 m)
+'''m<sub>Beton</sub>''' = 1,80 Mg/m³ * [[Gesamtbreite]] [m] * ([[Lichte Höhe]] [m])²
+mit 1,80 Mg/m³ = 2,40 Mg/m³ * 0,75
+[[Schätzwert|'''Schätzwerte''']]: 2,40 Mg/m³ → [[Dichte]] Beton
+{| class="wikitable"
+|+[[Kennwert|Kennwerte]] und Angaben zur Genauigkeit:
+!Kennwert
+!Variationskoeffizient
+![[Stichprobe Kastenwiderlager|Stichprobe]]
+!Minimum
+!Maximum
+|-
+|0,75 [-]
+|41,9 %
+|24
+|0,23
+|1,43
+|}
+'''Betonstahl:'''
+'''m<sub>Betonstahl</sub>''' = 0,075 Mg/m³ * [[Gesamtbreite]] [m] * ([[Lichte Höhe]] [m])²
+mit 0,075 Mg/m³ = 0,1 Mg/m³ * 0,75
+[[Schätzwert|'''Schätzwerte''']]: 0,1 Mg/m³ → [[Betonstahlgehalt]] Unterbauten
+{| class="wikitable"
+|+[[Kennwert|Kennwerte]] und Angaben zur Genauigkeit:
+!Kennwert
+!Variationskoeffizient
+![[Stichprobe Vollplatte|Stichprobe]]
+!Minimum
+!Maximum
+|-
+|0,75 [-]
+|41,9 %
+|24
+|0,23
+|1,43
+|}
+'''Bodenmaterial:'''
+'''V<sub>Boden</sub>''' = ([[Lichte Höhe]] [m])² * (4 * [[Gesamtbreite]] [m] + 2,5 * [[Lichte Höhe]] [m] + 1,50 m)