Pfeiler - Stützen - Stützenreihen

Ergänzung zum Leitfaden: 2.1.2.3 Brückenformeln Stadt Münster

Bezeichnung

Pfeiler - Stützen - Stützenreihen

Art des Typenvertreters

Unterbau

Beispiele

Stützenreihen bei einer kommunalen Brücke

Beschreibung

Zu diesem Typenvertreter des Unterbaus zählen alle innenliegenden Stahlbeton-Stützungen wie Pfeiler, Stützen oder Stützenreihen. Es ist damit der einzige Typenvertreter des Unterbaus der zusätzlich zu einem Weiteren angewendet werden kann. Grundlegende Bedingung für die Anwendung ist, dass mindestens zwei Brückenfelder vorliegen müssen, sodass mindestens eine Zwischenstützung existiert. Bei bogenartigen Tragwerken und Wellstahlbrücken ist dies normalerweise sowieso nicht der Fall, diese Brücken sind jedoch auch explizit über die Randbedingungen ausgeschlossen. Weiterhin gilt die hier ermittelte Massenabschätzung lediglich für Brücken, die mit KFZ-Verkehr belastet werden. Hintergrund dafür ist der, dass die Vielfalt von Stützen bei Geh- und Radwegbrücken sehr groß ist (Holzstützen, Stahlstützen oder Betonstützen), wohingegen bei Straßenbrücken üblicherweise nur Stahlbetonstützen verwendet werden und somit eine pauschale Abschätzung möglich ist. Die Zuordnung erfolgt über die Bedingung, dass die obenliegende Art des Sachverhaltes mindestens eine Gemeindestraße sein muss. Umgebendes Bodenmaterial kommt bei diesem Typenvertreter in der Regel nicht vor und muss somit auch nicht berücksichtigt werden.

Eindeutige Zuordnung

Bauwerksart	Anzahl Felder	Art des Sachverhaltes (oben liegend)	Hauptbaustoff
nicht Bogenartiges Tragwerk	> 1	Gemeindestraße oder höherwertig	nicht Wellprofil

Berechnung

Beton:

m_Beton = 0,02 m^-1 * Masse Überbau [Mg] * Σ Stützungshöhe [m] / Anzahl Felder [-]

mit 0,02 m^-1 = 2,40 Mg/m³ * 0,009 m³/(Mg * m)

Schätzwerte: 2,40 Mg/m³ → Dichte Beton

Kennwerte und Angaben zur Genauigkeit:

Kennwert	Variationskoeffizient	Stichprobe	Minimum	Maximum
0,009 m³/(Mg * m)	37,4 %	3	0,005 m³/(Mg * m)	0,011 m³/(Mg * m)

Betonstahl:

m_Betonstahl = 0,0009 m^-1 * Masse Überbau [Mg] * Σ Stützungshöhe [m] / Anzahl Felder [-]

mit 0,0009 m^-1 = 0,1 Mg/m³ * 0,009 m³/(Mg * m)

Schätzwerte: 0,1 Mg/m³ → Betonstahlgehalt Unterbauten

Kennwerte und Angaben zur Genauigkeit:

Kennwert	Variationskoeffizient	Stichprobe	Minimum	Maximum
0,009 m³/(Mg * m)	37,4 %	3	0,005 m³/(Mg * m)	0,011 m³/(Mg * m)

Hintergrund der Berechnung

Zur Massenberechnung des in den Pfeilern und Stützen enthaltenen Betons wird die Betondichte mit dem Betonvolumen multipliziert. Das Volumen setzt sich dabei aus zwei Faktoren zusammen. Beim ersten handelt es sich um die Masse des Überbaus geteilt durch die Anzahl der Felder. Dies kann näherungsweise als die ständige Belastung auf eine Stützung angesehen werden und ist ungefähr proportional zur Querschnittsfläche dieser Stützung anzusehen. Die Masse des Überbaus kann vorab mit den Brückenformeln bestimmt werden. In der Regel handelt es sich hier um die Typenvertreter Vollplatte oder Plattenbalken und die Masse der Absturzsicherung sollte dabei ebenfalls berücksichtigt werden. Der zweite Faktor beinhaltet mit der Höhe der Stützen die dritte Dimension. Dazu werden alle Stützungshöhen der innenliegenden Stützungen summiert. Die Anzahl der Summanden entspricht hierbei der Anzahl der Felder minus 1. Das Produkt aus den vorgenannten Faktoren wird mit dem aus der Stichprobe empirisch ermittelten Kennwert 0,009 m³/(Mg * m) korrigiert, der den Wert anhand des untersuchten Münsteraner Brückenbestandes hinsichtlich Zahlenwert und Einheit anpasst, sodass das vorhandene Volumen [m³] resultiert. Für die Betondichte wird der Schätzwert 2,40 Mg/m³ angesetzt.

Für die Bestimmung der Masse des im Beton enthaltenen Betonstahls wird der Ansatz des Betonstahlgehaltes gewählt. Dazu wird lediglich das Betonvolumen übernommen und mit einem weiteren Schätzwert von 0,1 Mg/m³ Beton multipliziert.

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