Leitfaden → 2 Lager und Stoffströme → 2.1 Anthropogenes Materiallager → 2.1.2 Brücken
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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
Beton:
mBeton = 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
| Kennwert | Variationskoeffizient | Stichprobe | Minimum | Maximum |
|---|---|---|---|---|
| 1,20 [-] | 11,1 % | 16 | 0,99 | 1,40 |
Betonstahl:
mBetonstahl = 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 |
| Kennwert | Variationskoeffizient | Stichprobe | Minimum | Maximum |
|---|---|---|---|---|
| 1,20 [-] | 11,1 % | 16 | 0,99 | 1,40 |
Beton:
mBeton = 0,90 Mg/m² * Länge der Schutzeinrichtung [m] * Höhe der Schutzeinrichtung [m]
mit 0,90 Mg/m² = 2,40 Mg/m³ * 0,375 m
2,40 Mg/m³ → Dichte Beton
0,375 m → Brüstungsbreite Beton-Brüstung
Falls Höhe der Schutzeinrichtung unbekannt → 1,000 m
Falls Länge der Schutzeinrichtung unbekannt nach Tabelle:
| Bauwerksart | Schätzwert [m] |
|---|---|
| Rahmenartige Tragwerke | Gesamtlänge [m] x 3,05 |
| Alle anderen Bauwerksarten | Gesamtlänge [m] x 1,40 |
Betonstahl:
mBetonstahl = 0,0375 Mg/m² * Länge der Schutzeinrichtung [m] * Höhe der Schutzeinrichtung [m]
mit 0,0375 Mg/m² = 0,1 Mg/m³ * 0,375 m
0,1 Mg/m³ → Betonstahlgehalt Brüstungen
0,375 m → Brüstungsbreite Beton-Brüstung
Falls Höhe der Schutzeinrichtung unbekannt → 1,000 m
Falls Länge der Schutzeinrichtung unbekannt nach Tabelle:
| Bauwerksart | Schätzwert [m] |
|---|---|
| Rahmenartige Tragwerke | Gesamtlänge [m] x 3,05 |
| Alle anderen Bauwerksarten | Gesamtlänge [m] x 1,40 |
Naturstein:
mMauerwerk = 1,40 Mg/m² * Länge der Schutzeinrichtung [m] * Höhe der Schutzeinrichtung [m]
mit 1,40 Mg/m² = 2,74 Mg/m³ * 0,50 m
2,74 Mg/m³ → Dichte Natursteinmauerwerk
0,50 m → Brüstungsbreite Stein-Brüstung
Falls Höhe der Schutzeinrichtung unbekannt → 0,900 m
Falls Länge der Schutzeinrichtung unbekannt nach Tabelle:
| Bauwerksart | Schätzwert [m] |
|---|---|
| Rahmenartige Tragwerke | Gesamtlänge [m] x 3,05 |
| Alle anderen Bauwerksarten | Gesamtlänge [m] x 1,40 |
- Rohrgeländer - Stahl:
- Holmgeländer - Stahl:
- Füllstabgeländer - Stahl:
- Füllstabgeländer - Aluminium:
- Füllstabgeländer - Holz (Heimisch):
- Füllstabgeländer - Holz (Tropisch):
Unterbau
Beton:
mBeton = 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
| Kennwert | Variationskoeffizient | Stichprobe | Minimum | Maximum |
|---|---|---|---|---|
| 0,75 [-] | 41,9 % | 24 | 0,23 | 1,43 |
Betonstahl:
mBetonstahl = 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
| Kennwert | Variationskoeffizient | Stichprobe | Minimum | Maximum |
|---|---|---|---|---|
| 0,75 [-] | 41,9 % | 24 | 0,23 | 1,43 |
Bodenmaterial:
VBoden = (Lichte Höhe [m])² * (4 * Gesamtbreite [m] + 2,5 * Lichte Höhe [m] + 1,50 m)
Wellstahlbrücke (umgebender Boden):
Pfeiler - Stützen - Stützenreihen:
Gründung
- 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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