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E-Book

Handbuch Brücken

Entwerfen, Konstruieren, Berechnen, Bauen und Erhalten

AutorGerhard Mehlhorn
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl1198 Seiten
ISBN9783642044236
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis169,99 EUR

In dem Handbuch erläutern Fachautoren ihre Erfahrungen mit Tragwerkstypen, Berechnungs-, Herstellungs- und Bauausführungsverfahren sowie Bauüberwachungsmethoden. In der 2. Auflage werden die Verwendung von Ultra-Hochleistungsbeton und die mit Brückenbaupreisen (2006-2008) ausgezeichneten Brücken berücksichtigt. Die Kapitel zum Entwerfen, Konstruieren, Berechnen, Bauen und Erhalten wurden aktualisiert, das 11. Kapitel um Abschnitte zur kontinuierlichen und diskretisierten rechnergestützten Bauwerksüberwachung (Monitoring) erweitert.



Professor Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Gerhard Mehlhorn, Jahrgang 1932, studierte bis 1959 Bauingenieurwesen an der TH Dresden. Nach Tätigkeit in der Ingenieurpraxis, zunächst im Entwurfsbüro für Straßenwesen in Potsdam-Babelsberg und danach bei Dyckerhoff & Widmann in Wiesbaden, promovierte er 1970 an der TH Darmstadt, wo er von 1972 bis 1983 eine Professur für Massivbau innehatte. Von 1983 bis 1997 war er Professor für Massivbau an der Universität Kassel.

Professor Mehlhorn ist Autor zahlreicher Veröffentlichungen in deutschen und internationalen Fachzeitschriften zu Themen des Brückenbaus, des Spannbetons, der Stabilitätstheorie von vorgespannten und nicht vorgespannten Stahlbetontragwerken sowie zum nichtlinearen Verhalten gerissener Stahlbeton-Flächentragwerke.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur zweiten Auflage4
Vorwort zur ersten Auflage6
Inhaltsverzeichnis9
Autorenverzeichnis15
1 Brückenbau auf dem Weg vom Altertum zum modernen Brückenbau17
1.1 Einführung17
1.2 Brücken im Altertum18
1.2.1 Brücken in China18
1.2.2 Brücken in Griechenland, in den persischen Großreichen und in Mesopotamien25
1.2.3 Römische Brückenbaukunst30
1.3 Brücken im Mittelalter39
1.4 Brücken von der Renaissance bis zur Gegenwart47
1.4.1 Steinbrücken47
1.4.2 Holzbrücken53
1.4.3 Eisen- und Stahlbrücken57
1.4.4 Bogen-, Balken- und Rahmenbrücken aus Beton90
1.4.5 Moderne Schrägkabelbrücken106
1.5 Aktuelle Entwicklungen, Bemerkungen zur Gestaltung von Brücken und zu besonderen Bedeutungen112
1.5.1 Aktuelle Entwicklungen112
1.5.2 Bemerkungen zur Gestaltung von Brücken115
1.5.3 Brücken mit besonderer Bedeutung120
1.6 Gestaltung von Brücken, Wettbewerbe, Brückenbaupreise124
1.6.1 Vorbemerkung124
1.6.2 Baukultur126
1.6.3 Initiative Baukultur und Stiftung Baukultur127
1.6.4 Gestaltungsmöglichkeiten für Brücken128
1.6.5 Planungswettbewerbe im Brückenbau130
1.6.6 Deutscher Brückenbaupreis133
1.6.7 Gewinner und Nominierte für den Deutschen Brückenbaupreis 2006 und 2008136
1.6.8 Beschreibung der für den Brückenbaupreis 2006 und 2008 nominierten Bauwerke147
2Ingenieuraufgaben im Brückenbau181
2.0 Vorbemerkung181
2.1 Genereller Entwurf182
2.1.1 Vorplanung182
2.1.2 Entwurfsfindung im offenen oder eingeladenen Realisierungswettbewerb184
2.2 Entwurfsplanung185
2.2.1 Vorschriften185
2.2.2 Randbedingungen187
2.2.3 Baubetrieb und Baustelleneinrichtung189
2.2.4 Entwurfselemente, Hilfsmittel und statische Vorberechnung189
2.2.5 Hinweise zur Bauwerksgründung190
2.2.6 Hinweise zu den Unterbauten190
2.2.7 Hinweise zu Lagerung und Beweglichkeit191
2.2.8 Hinweise zu Brückenentwässerung und Abdichtung192
2.2.9 Hinweise zu Bau- und Herstellungsverfahren192
2.3 Genehmigungsplanung194
2.4 Ausschreibung194
2.4.1 Ausschreibung mit Mengenermittlung194
2.4.2 Randbedingungen für Sonderentwürfe196
2.4.3 Funktionale Ausschreibung196
2.4.4 Verpflichtung zur Eindeutigkeit196
2.5 Angebotsbearbeitung197
2.6 Submission198
2.7 Vergabe198
2.8 Ausführungsplanung199
2.9 Prüfung199
2.10 Bauausführung, Bauüberwachung, Abrechnung200
2.10.1 Bauausführung200
2.10.2 Örtliche Bauüberwachung201
2.10.3 Bauoberleitung201
2.10.4 Bauüberwachung bei funktional ausgeschriebenen Brückenbauwerken203
2.10.5 Abrechnung203
2.10.6 Nachträge204
2.11 Objektbetreuung und Dokumentation204
2.12 Ingenieuraufgaben im Brückenbestand205
2.12.1 Überwachen, Bewerten und Beurteilen von Brücken205
2.12.2 Instandsetzung und Ertüchtigung von Brücken206
2.12.3 Verstärkung von Brückenbauwerken207
2.12.4 Austausch oder Verbreiterung von Tragwerksteilen oder von ganzen Tragwerken208
2.12.5 Abbruch von Brückenbauwerken209
3 Entwurf210
3.1 Entwurfsgrundlagen210
3.2 Bauwerkspezifische, ­verkehrstechnische ­Vorgaben211
3.3 Ortspezifische ­Randbedingungen212
3.4 Funktionelle ­Anforderungen212
3.4.1 Tragsicherheit212
3.4.2 Gebrauchstauglichkeit213
3.4.3 Dauerhaftigkeit216
3.5 Kulturelle Anforderungen217
3.5.1 Kosten217
3.5.2 Ästhetik220
3.6 Ziel der Entwurfsarbeit224
3.7 Überlegungen beim ­konzeptionellen Entwurf225
3.8 Ausgewählte Brücken231
3.8.1 Sunnibergbrücke, Schweiz231
3.8.2 Fußgängerbrücke Kelheim, Deutschland233
3.8.3 Osormort Viaduct, Spanien235
3.8.4 Sacramento river trail ­pedestrian bridge, USA237
3.8.5 Puente de la Barqueta, Spanien239
3.8.6 Falkensteinbrücke, Österreich241
3.8.7 Le Pont de Brotonne, Frankreich243
3.8.8 Donaukanalbrücke in Wien, Österreich245
3.8.9 Mangfallbrücke, Deutschland247
3.8.10 The Normandie Bridge, Frankreich249
3.8.11 Rheinbrücke Bendorf, Deutschland251
3.8.12 Schrägseilbrücke Dubrovnik, Kroatien253
4 Querschnittsgestaltung256
4.1 Querschnittsgestaltung in Abhängigkeit von System und Funktion256
4.1.1 Allgemeines256
4.1.2 Allgemeine Erläuterungen zu den Hauptquerschnittstypen259
4.1.3 Querschnitte für Straßenbrücken261
4.1.4 Querschnitte für Bahnbrücken262
4.1.5 Querschnitte für Fußgänger- und Radwegbrücken263
4.1.6 Sonderquerschnitte264
4.2 Querschnittsgestaltung in Abhängigkeit vom verwendeten Werkstoff264
4.2.1 Betonbrücken264
4.2.2 Stahlbrücken276
4.2.3 Verbundbrücken286
4.2.4 Holzbrücken296
5 Haupttragwerke der Überbauten305
5.1 Beton-Plattenbrücken305
5.2 Balkenbrücken316
5.2.1 Beton-Balkenbrücken316
5.2.2 Stählerne Balkenbrücken349
5.2.3 Balkenbrücken als Verbundbrücken oder Mischkonstruktionen354
5.3 Rahmenbrücken364
5.3.1 Rahmenbrücken aus Beton364
5.3.2 Rahmenbrücken aus Stahl372
5.3.3 Rahmenbrücken als Verbund- und Mischkonstruktionen374
5.4 Bogen- und Stabbogenbrücken376
5.4.1 Steinbrücken376
5.4.2 Betonbogenbrücken389
5.4.3 Stahlbrücken398
5.4.4 Verbund- und Mischkonstruktionen410
5.5 Schrägkabelbrücken424
5.5.1 Konstruktionsgrundsätze424
5.5.2 Konstruktionselemente428
5.5.3 Lagerbedingungen435
5.5.4 Aerodynamisches Verhalten437
5.5.5 Konstruktive Gestaltung der Konstruktions­elemente438
5.5.6 Ergänzungen zu Verbund- und Mischkonstruktionen457
5.6 Hängebrücken464
5.7 Spannbandbrücken470
5.7.1 Einleitung470
5.7.2 Tragwirkung471
5.7.3 Bauverfahren473
5.7.4 Beanspruchungen474
5.7.5 Wirtschaftlichkeit475
5.7.6 Ausblick475
6 Lagerung476
6.1 Überblick476
6.2 Aufgaben und Beurteilung ­der Lagerung480
6.3 Wahl der Lagerung und Anordnung der Lager483
6.4 Ermittlung der Kräfte und Bewegungen489
6.4.1 Allgemeines489
6.4.2 Beispiel zur Ermittlung der Kräfte und Bewegungen und der Nachweisführung für bewehrte Elastomerlager490
6.5 Lagerwiderstände500
6.6 Planungsunterlagen500
6.7 Messungen von Kräften und Bewegungen an Lagern502
6.8 Inspektion und Instandhaltung der Lager und Lagerungen505
7 Unterbauten508
7.1 Überblick508
7.2 Widerlager508
7.2.1 Definition, Aufgaben und Konstruktionsprinzip508
7.2.2 Anordnung von Widerlagerwand und Flügeln – Widerlagerarten510
7.2.3 Konstruktion der Bauteile513
7.2.4 Entwurf von Widerlagern517
7.3 Stützen und Pfeiler520
7.3.1 Definition, Aufgaben und Konstruktionsprinzip520
7.3.2 Anordnung und Querschnitts­gestaltung von Pfeilern521
7.3.3 Anordnung und Querschnitts­gestaltung von Stützen523
7.3.4 Pfeiler- oder Stützenkopf524
7.3.5 Herstellung526
7.3.6 Pylone526
7.4 Gründungen527
7.4.1 Aufgaben und Überblick527
7.4.2 Flachgründungen527
7.4.3 Pfahlgründungen530
7.4.4 Auswahlkriterien und Entwurf der Gründung532
8 Berechnung533
8.1 Einwirkungen auf Brücken533
8.1.1 Allgemeines533
8.1.2 Grundlagen537
8.1.3 Einwirkungen aus dem Bauwerk539
8.1.4 Einwirkungen aus der Bauwerks­nutzung540
8.1.5 Einwirkungen aus der Bauwerks­umgebung546
8.1.6 Bauzustände547
8.2 Systeme, Tragverhalten, Schnittgrößen548
8.2.1 Grundlagen548
8.2.2 Überbauten552
8.2.3 Unterbauten566
8.2.4 Gesamtsysteme571
8.3 Berechnung von Stahlbrücken572
8.3.1 Grundlagen572
8.3.2 Ausgewählte Probleme576
8.4 Ausgewählte Nachweise bei einer Verbundbrücke602
8.4.1 Allgemeines602
8.4.2 Steifigkeit der Fahrbahnplatte603
8.4.3 Verbundtragwirkung605
8.4.4 Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit607
8.4.5 Ermüdungsnachweis614
8.4.6 Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit617
8.5 Betonbrücken618
8.5.1 Vorspannung von Betonbrücken618
8.5.2 Schnittgrößen infolge Vorspannung621
8.5.3 Einleitung konzentrierter Kräfte636
8.5.4 Vorspannkraftverluste infolge des Kriechens und Schwindens des Betonsund der Relaxation des Spannstahls641
8.5.5 Schnittgrößenum­lagerungen bei Systemänderungen und abschnittsweisem Bauen648
8.5.6 Bemessungsgrundlagen652
8.5.7 Berechnungsbeispiel, über drei Felder durchlaufende, vorgespannte Plattenbrücke672
8.6 Berechnung von Unterbauten704
8.6.1 Einführung704
8.6.2 Berechnung von Widerlagern704
8.6.3 Berechnung von Pfeilern und Stützen722
8.6.4 Berechnung von Gründungen732
8.7 Spezielle Probleme743
8.7.1 Temperaturbeanspruchung743
8.7.2 Schwingungsprobleme766
8.7.3 Erdbebenbeanspruchung790
9 Herstellung und Ausführungsmethoden807
9.1 Betonbrücken807
9.1.1 Herstellung auf Lehrgerüst807
9.1.2 Herstellung auf Vorschubrüstung825
9.1.3 Freivorbau837
9.1.4 Taktschieben851
9.1.5 Segmentbauweise861
9.1.6 Schrägkabelbrücken890
9.2 Stahlbrücken912
9.2.1 Werkstattfertigung912
9.2.2 Montage vorgefertigter Einheiten916
9.2.3 Freivorbau922
9.2.4 Längseinschub (Lancieren)927
9.2.5 Spezielle Verfahren930
9.3 Brücken in Verbund- und Mischbauweise947
9.3.1 Fertigung und Montage Stahlüberbau947
9.3.2 Schalung und Fertigung Betonfahrbahnplatte950
9.3.3 Einfluss des Bauablaufs960
9.3.4 Systemabhängige Bauabläufe966
10Brückenausrüstung971
10.1 Fahrbahnausbildung und Dichtungen971
10.1.1 Fahrbahnen von Straßenbrücken971
10.1.2 Oberbau von Eisenbahnbrücken974
10.2 Lager978
10.2.1 Übersicht978
10.2.2 Verformungslager978
10.2.3 Stahllager986
10.2.4 Topflager988
10.2.5 Kalottenlager990
10.2.6 Festhaltekonstruktionen und Führungslager991
10.2.7 Sonderlager992
10.2.8 Einbau und Austausch der Lager992
10.3 Fahrbahnübergänge993
10.3.1 Allgemeines993
10.3.2 Fahrbahnübergänge für Straßenbrücken994
10.3.3 Schienenauszugs­vorrichtungen1003
10.4 Schrammborde, Schutzeinrichtungen, Kappen und Geländer1004
10.4.1 Kappen von Straßenbrücken1004
10.4.2 Kappen auf Eisenbahnbrücken1005
10.4.3 Geländer und Leiteinrichtungen1006
10.5 Brückenentwässerungen1008
10.6 Beleuchtung1010
10.7 Versorgungsleitungen1012
10.8 Lärmschutzanlagen1014
10.8.1 Überblick1014
10.8.2 Lärmschutzanlagen auf Brücken1015
11 Überwachung, Prüfung, Bewertung und Beurteilung von Brücken1020
11.1 Einleitung1020
11.2 Ursachen für Schäden an Betonbrücken1020
11.2.1Allgemeines1020
11.2.2 Schäden am Beton1021
11.2.3 Schäden am Bewehrungsstahl1026
11.2.4 Schäden an den Fugen und Lagern1032
11.3 Schäden an Stahl- und Verbundbrücken1035
11.4 Überwachung und Prüfung von Brückenbauwerken1046
11.4.1 Grundlagen zur Überwachung von Brückenbauwerken1046
11.4.2 Prüfung von Betonbrücken1047
11.4.3 Prüfung von Stahl- und Verbundbrücken1056
11.4.4 Prüfung der Brückenausstattung1063
11.4.5 Prüfung der Brückenausrüstung1064
11.5 Zustandsbewertung und -beurteilung von Brücken1065
11.5.1 Allgemeines1065
11.5.2 Verfahren zur Zustandsbewertung von Brücken1066
11.6 Brückenmanagement1070
11.6.1 Allgemeines1070
11.6.2 Brückenmanagement­systeme1071
11.7 Kontinuierliche rechnergestützte Dauerüberwachung1073
11.7.1 Allgemeines1073
11.7.2 Festlegung eines Konzepts für die Dauer­überwachung1073
11.7.3 Messgrößen und zugehörige Sensoren1074
11.7.4 Aufzeichnung der Messdaten1077
11.7.5 Aufbereitung und Verarbeitung der Messdaten1078
12 Brückeninstandsetzung und -sanierung1080
12.1 Einleitung1080
12.2 Betonbrücken1080
12.2.1 Planung von Instandsetzungs- und Sanierungsmaßnahmen1080
12.2.2 Vorbereitende Maßnahmen1082
12.2.3 Durchführung der Instandsetzungs- und Sanierungsmaßnahmen1086
12.3 Stahlbrücken1094
12.3.1 Korrosionsschutz1094
12.3.2 Niete und Schrauben1094
12.3.3 Instandsetzung von Abrostungen1095
12.4 Fahrbahnbeläge1095
13 Brückenverstärkung1097
13.1 Einleitung1097
13.2 Betonbrücken1097
13.2.1 Geklebte Kohlenstofffaser­verbundwerkstoffe1097
13.2.2 Externe Vorspannung1106
13.2.3 Querschnittsergänzung1110
13.3 Stahl- und Verbundbrücken1114
13.3.1 Fahrbahnverstärkung1116
13.3.2 Systemverstärkung1117
13.3.3 Systemänderung1122
Literatur1124
Brückenverzeichnis1179
Personen- und Firmenverzeichnis1189
Sachverzeichnis1193

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