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Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Motivation

1.2 Zielstellung

1.3 Aufbau der Arbeit

1.4 Begriffsklärung

1.4.1 Vom Bogen bis zur Mauerwerksgewölbebrücke

1.4.2 Natursteinmauerwerk

1.4.3 Schädigungsarten bei Mauerwerksgewölbebrücken

2 Stand des Wissens

2.1 Berechnungsmethoden für Gewölbetragwerke

2.1.1 Historische Modellvorstellungen

2.1.2 Stützlinientheorie

2.1.3 Elastizitätstheorie

2.1.4 Traglastverfahren

2.1.5 Empirische Methoden

2.1.6 Numerische Methoden

2.1.7 Zum Vergleich verschiedener Berechnungsmethoden

2.2 Normen und Sicherheitskonzepte für die Tragsicherheitsbewertung bestehender Gewölbebrücken

2.2.1 Relevante Normen

2.2.2 Bewertungsstufen für die Tragsicherheitsbewertung

2.2.3 Notwendigkeit und Umfang von Tragsicherheitsbewertungen

2.2.4 Grenzzustände

2.2.5 Sicherheitskonzepte

2.2.6 Teilsicherheitsbeiwerte

2.2.7 Lastannahmen

2.3 Experimentelle Tragsicherheitsbewertung von Mauerwerksgewölbebrücken

2.4 Zusammenfassung der Auswertung des Wissensstandes

3 Vorschlag eines Konzeptes für den Tragsicherheitsnachweis von Mauerwerksgewölbebrücken

3.1 Bestandsaufnahme

3.2 Zur Modellbildung in 3D

3.3 Bauwerk-Boden-Interaktion

3.4 Materialverhalten des Mauerwerks

3.5 Materialverhalten des Bodens

3.6 Versagenskriterien und Sicherheitskonzept

3.7 Berücksichtigung von Vorschädigungen und Bauzuständen

3.8 Experimentelle Unterstützung des Tragsicherheitsnachweises

4 Numerische Simulationen unter Anwendung des vorgeschlagenen Nachweiskonzeptes

4.1 Vergleich und Bewertung ausgewählter Berechnungsmethoden anhand eines Beispiels

4.2 Untersuchungen zur Objektivität der Rechenergebnisse

4.2.1 Untersuchungen zur Bodenmodellgröße

4.2.2 Vergleich von 2D- und 3D-Modellen

4.2.3 Untersuchungen zur Netzabhängigkeit

4.2.4 Untersuchungen zur Berücksichtigung von Bauzuständen

4.2.5 Zusammenfassung zur Objektivität der Rechenergebnisse

4.3 Untersuchung von Einflussgrößen auf die ermittelte Tragsicherheit

4.3.1 Einfluss der Gewölbegeometrie

4.3.2 Einfluss von Stirnmauern und Füllung

4.3.3 Einfluss der Mauerwerkseigenschaften

4.3.4 Einfluss der Bodeneigenschaften

4.3.5 Beanspruchung durch Temperaturänderung

4.3.6 Beanspruchung durch Anfahren, Bremsen und Wind

4.3.7 Zur Berücksichtigung von Vorschädigungen

4.3.8 Zusammenfassung zu den Einflussgrößen auf die Tragsicherheit

4.4 Nachbildung von Schäden an Mauerwerksgewölbebrücken

4.5 Validierung von Simulationsergebnissen durch Messungen am Bauwerk

5 Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Historische Eisenbahnbrücken
2019, 136 S., 5 Tab. u. 78 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bogenbrücken aus Mauerwerk und aus Stampfbeton, insbesondere als Eisenbahnbrücken, sind orts- und landschaftsprägende Ingenieurbauwerke, die häufig auch Denkmalwert besitzen. Aufgrund der sehr robusten Bauweise entsteht an diesen Bauwerken meist erst nach Jahrzehnten ein offensichtlicher Instandsetzungsbedarf. Dann jedoch zwingen Erosion und Verwitterung häufig zu akutem Handeln. Oft stellt sich die Frage, ob eine Brücke erhalten werden kann oder ein Abriss und Neubau notwendig werden. Erfolgreiche Sanierungsbeispiele zeigen, dass mit sorgfältigen Untersuchungen und geeigneten Maßnahmen der Erhalt dieser Bauwerke sehr oft möglich und wirtschaftlich sinnvoll ist. Im Tagungsband wurden die Beiträge aus der Fachtagung "Historische Eisenbahnbrücken" des Vereins "Erhalten historischer Bauwerke e.V." zusammengetragen. Darin werden den verantwortlichen Verwaltungsfachleuten als Bauherrenvertreter, Gutachtern, Planern und ausführenden Firmen praktische Bewertungs- und Entscheidungshilfen vorgestellt und Erhaltungskonzepte diskutiert.

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Mauerwerk-Kalender 2018
Mauerwerk-Kalender
Brücken, Bauen im Bestand
2018, XVIII, 570 S., 391 SW-Abb., 8 Farbabb., 140 Tabellen. 240 mm, Hardcover
Ernst & Sohn

 

 

Der Mauerwerk-Kalender 2018 befasst sich schwerpunktmäßig mit den Themen Brücken und Bauen im Bestand. In mehreren Beiträgen werden Belastungsversuche inklusive Nachrechnungen an einer Mauerwerksbrücke beschrieben. Damit werden vertiefte Kenntnisse des Tragverhaltens von Gewölbebrücken vermittelt, die bei Nachrechnungen sowie Ertüchtigungsplanungen hilfreich und wertvoll sind. Des Weiteren werden die Themen Erhaltung und Instandsetzung von Mauerwerk nach WTA-Merkblatt sowie Umnutzung bestehender Mauerwerksbauten behandelt. Wie gewohnt werden auch im 43. Jahrgang sämtliche zulassungsbedürftige Neuentwicklungen mit der Aktualität eines Jahrbuches vorgestellt.

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Armin Ziegler
Bauwerksdynamik und Erschütterungsmessungen
2017, xi, 306 S., 18 SW-Abb., 262 Farbabb. 240 mm, Hardcover
Springer, Berlin

 

 

Der Band gibt eine Einführung in die Dynamikprobleme im Bauwesen. Dazu gehören Bauwerks- und Baugrund-Dynamik sowie Erschütterungsmessung. Weitere Schwerpunkte sind Erschütterungsausbreitung beim Schienenverkehr, Fußgängerbrücken und Kirchtürmen. Anhand von zahlreichen Beispielen aus der Praxis wird die Anwendung der Theorie gezeigt. Aus dem Inhalt: - Grundlagen der Bauwerksdynamik; - Grundlagen der Baugrunddynamik; - Erschütterungsmessung im Bauwesen; - Erschütterungsausbreitung beim Schienenverkehr; - Fußgängerbrücken; - Dynamik der Glockentürme; - Schwingende Balkone; - Erschütterungsüberwachung; - Simulation von Bauwerksdynamikproblemen; - Simulation von Bodendynamik-Problemen; - Die Tücken der Bauwerksdynamik.

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Klaus Stiglat
Bücher sind Brücken
Ein Streifzug durch 300 Jahre Bauingenieurliteratur
2017, 144 S., 23 Farbabb. 173 x 226 mm, Softcover
Ernst & Sohn

 

 

Anhand der wichtigsten Buchveröffentlichungen zeichnet Klaus Stiglat die Entwicklung des Bauens und damit auch die parallel verlaufende Herausbildung des Berufs des Bauingenieurs nach. Dadurch entsteht nicht nur ein konziser Überblick über die wichtigsten publizistischen Meilensteine im Bauwesen seit dem 16. Jahrhundert, sondern auch ein sehr persönliches Bekenntnis zum Beruf des Bauingenieurs. Der Autor nimmt den Leser gleichsam mit auf einen Rundgang durch seine private Fachbibliothek, die im Laufe seines Berufslebens - auch durch die Übernahme der Sammlung Fritz Leonhardts - auf über 1500 Bände angewachsen ist. Anlass für die Publikation, die auch eine ausführliche Inventarliste enthält, ist die Übergabe der Bibliothek des Autors an das Südwestdeutsche Archiv für Architektur und Ingenieurbau.

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Roman Geier, Carl-Alexander Graubner, Volkhard Angelmaier
Integrale Brücken
Entwurf, Berechnung, Ausführung, Monitoring
2017, X, 254 S., 96 SW-Abb., 120 Farbabb., 44 Tabellen. 244 mm, Hardcover
Ernst & Sohn

 

 

Integrale Brücken erfordern weniger Aufwand in Wartung und Instandhaltung als konventionelle Brücken. Daher wird diese Bauweise sowohl im Neubaubereich als auch bei der Umrüstung bestehender Bauwerke immer populärer. Insbesondere die Planung, aber auch die Ausführung integraler Brücken, erfordert in einigen Bereichen besondere Aufmerksamkeit und Kenntnisse. Zwangsschnittgrößen sowie die Auswirkungen der Bauwerk-Baugrund-Interaktion müssen in der Bemessung und der konstruktiven Durchbildung entsprechend beachtet werden. Allerdings ermöglicht die Bauweise auch eine besondere Gestaltung, die dem integralen Tragverhalten Rechnung trägt und dieses in geeigneter Weise auch ästhetisch umsetzen kann. Das Handbuch stellt das dafür notwendige Ingenieur-Know-how bereit, es ist eine Arbeitshilfe für Entwurf, Ausführung und Überwachung integraler Brücken.

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Forschungsberichte

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M. L. Ruiz Ripoll, A. Stolz
Verbundprojekt "Schutz kritischer Brücken und Tunnel" (SKRIBT Plus) - Teilvorhaben: Bewertung terroristischer Bedrohungen. Abschlussbericht
Bauforschung Fraunhofer EMI , Band 4
2015, 51 S., Abb., Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen des Projekts SKRIBTPlus wurden Brücken und Tunnel im Zuge von Straßen mit einem "all-hazard"-Ansatz bewertet. Aufgabe des Fraunhofer EMI war es, terroristische Bedrohungen zu bewerten. Im Rahmen der Untersuchungen konnte vom Fraunhofer EMI der Einfluss der statischen Vorlast auf die Schädigung infolge einer Explosion für Nah- und Fernfeldereignisse ausgearbeitet werden. Zudem wurde für Tunnel ein Bewertungsmodell hergeleitet, welches es erlaubt, die Auswirkungen auf die Tunnelstruktur unter Berücksichtigung der Bodenbettung zu erfassen. Diese Information stellen essentielle Eingangsparameter zur Durchführung einer weitergehenden Risikoanalyse dar.

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Konrad Zilch, Markus Hennecke
Anwendung hochfesten Betons im Brückenbau. Abschlußbericht
1998, 94 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit der Richtlinie für hochfesten Beton des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton liegen die notwendigen technischen Regelungen für den Stahlbetonbau vor. Für den Spannbetonbau, der sein wesentliches Anwendungsgebiet im Brückenbau hat, gibt es bisher noch keine Regelwerke. Damit ergab sich die Notwendigkeit, entsprechende Regelungen zu formulieren. Es wurden daher technische Regelungen entwickelt, die sich an das Normenkonzept von DIN 4227 Teil 1 orientieren. Die Intention, das alte Konzept dieser Norm aufzugreifen, bestand darin, die Akzeptanz von Hochleistungsbeton zu fördern und den neuen Baustoff mit vertrauten Regelungen einzuführen. Zur Erweiterung von DIN 4227 Teil 1 auf den hochfesten Beton wurden alle Regelungen auf die Übertragbarkeit auf den hochfesten Beton untersucht. Die Fortschreibung von Grenzwerten für Betonspannungswerte orientierte sich an dem Anstieg der jeweiligen Materialfestigkeiten. Um das vorhandene Sicherheitsniveau beizubehalten, wurden die zulässigen Spannungen für die genormten Festigkeitsklassen in Bezug auf ihre Korrelation mit den entsprechenden Festigkeitswerten untersucht. Anhand der dabei gefundenen Zusammenhänge wurden die Werte extrapoliert. Auch wenn DIN 1045-1 auf moderneren Bemessungskonzepten beruht, so bietet das vorliegende Ergebnis die Möglichkeit, Vergleichsrechnungen zwischen DIN 1045-1 und DIN 1045 bzw. DIN 4227 Teil 1 zu führen.

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Dieter Sengler, Gerhard Werner
Dokumentation und Ermittlung realitaetsbezogener und bauart-spezifischer Unterhaltskosten von Holzbruecken. Schlussbericht
1986, 120 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zusammenfassender Bericht der mehrteiligen Forschungsarbeit. 1. Auswahl der untersuchten Brueckenbauwerke; Ergebnisse der Untersuchung; 2. Brueckenverzeichnis 3. Rechnerische Auswertung und Beurteilung der Ergebnisse durch die FMPA-Baden-Wuerttemberg, Otto Graf Institut. 4. Dokumentationsblaetter und Fotonachweis der untersuchten Holzbruecken. (fb)

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G. Neroth
Spaetschaeden an Spannbetonbauteilen - Prophylaxe, Frueherkennung, Behebung. Schlussbericht zu 2.1.4: Chloridbestimmungsmethoden. Vorschlaege fuer die praktische Anwendung
1983, 13 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es werden Vorschlaege unterbreitet, wie der Chloridgehalt von Cl(-)-beaufschlagten Betonbauteilen, insbesondere Strassenbruecken, bestimmt werden sollte. Neben der Festlegung der Entnahmestellen und der Wahl eines geeigneten Probenahmeverfahrens werden die quantitative Analyse mit der potentiometrischen Titration sowie Schnellverfahren zur Cl(-)-Bestimmung behandelt. Abschliessend wird ueber die zur Zeit gueltigen Beurteilungskriterien und zusaetzlich zur Chloridanalyse durchzufuehrende Untersuchungen berichtet. (-z-)

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T. Seeger, B. Melber
Schallgedaempfte Stahlkonstruktionen im Brueckenbau
1980, 43 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel der Untersuchungen an den Eisenbahnbruecken ueber die Ilmenau in Bienenbuettel und der dazugehoerigen Laboruntersuchungen ist es, durch schalldaempfende Verbundsysteme und durch Entwicklung laermarmer Ausgangskonstruktionen die Eisenbahnbruecke aus Stahl so leise wie die freie Strecke zu machen. Am Neuprojekt der Bienenbuetteler Bruecke werden zum einen die Erfahrungen bei der Integration von Beschichtungsmassnahmen in den Fertigungsablauf beim Brueckenbau gewonnen, zum anderen Aussagen zum akustischen Verhalten einer geaenderten Brueckenkonstruktion gemacht. (to)

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Maas, Stefan; Nguyen, Viet Ha; Kebig, Tanja; Schommer, Sebastian; Zürbes, Arno
Comparison of different excitation- and data sampling-methods in structural health monitoring. Kurita-Albrecht Best Scientific Paper Award 2018 - Concrete
Civil engineering design, 2019

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Händler, Kai; Walz, Marcus
Instandsetzung und Ertüchtigung der Vogelsangbrücke in Esslingen am Neckar
Bautechnik, 2019

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Dietsche, Daniela
Ästhetik versus Nutzen. Brückeninstandsetzung
Tec 21, 2019

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Bühler, Dirk
Brücken in Lateinamerika - die Geschichte
Bautechnik, 2019

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Mischo, Hendrik; Seifried, Jörg; Thiele, Klaus; Schanzenbach, Stephan; Grassl, Martin
Vom 3-D-Laserscan zum BIM-Modell. Ein Erfahrungsbericht aus dem Stahlbrückenbau
Bautechnik, 2019

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