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Buch (Monographie) zugänglich unter
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Einfluss der veränderten Verkehrsführung bei Ertüchtigungsmaßnahmen auf die Bauwerksbeanspruchungen

Influence of changes in traffic routeing on bridges to the effects due to road traffic

Freundt, Ursula ; Böning, Sebastian

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Achslast , Auflager (Brücke) , Baustelle , Belastung , Berechnung , Breite , Brücke , Brückenüberbau , CEN , Deutschland , Engpass , Fahrbahn , Fahrstreifen , Forschungsbericht , Gestaltung , Norm (tech) , Rechenmodell , Simulation , Veränderung , Verkehrsstärke , Verkehrszusammensetzung
Freie Schlagwörter (Englisch): Axle load , Bearing (bridge) , Bottleneck , Bridge , Calculation , Carriageway , CEN , Construction site , Germany , Layout , Load , Mathematical model , Modification , Research report , Simulation , Specification (standard) , Superstructure (bridge) , Traffic composition , Traffic concentration , Traffic lane , Width
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 53 Brückenbau
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Ingenieurbüro Prof. Dr. U. Freundt
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 97
ISBN: 978-3-95606-058-8
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 05.02.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Im Rahmen von mehreren vorhergehenden Forschungsprojekten wurden vom Forschungsnehmer Untersuchungen zu den Beanspruchungen von Brückenbauwerken infolge des Straßenverkehrs durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen führten zu den neuen Verkehrslastannahmen für Straßenbrücken im Eurocode 1, Teil 2 (in Verbindung mit dem deutschen nationalen Anhang) und den Ziellastniveaus in der Nachrechnungsrichtlinie. Im Ergebnis von Nachrechnungen müssen die Bestandsbrücken ertüchtigt oder neu gebaut werden. Ertüchtigung von Autobahnbrücken heißt Bauen unter Verkehr. Auf den Bestandsbrücken ist eine veränderte Verkehrsführung erforderlich. Mit einer veränderten Verkehrsführung geht aber unter Umständen auch eine Veränderung der Beanspruchungen der Brückenbauwerke infolge dieser "Umnutzung" einher. Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist es, den Einfluss der veränderten Verkehrsführung bei Ertüchtigungsmaßnahmen auf die Bauwerksbeanspruchungen zu analysieren. Unter Anwendung einer in den vorhergehenden Projekten entwickelten Vorgehensweise werden Simulationsrechnungen durchgeführt, in denen verschiedenen Varianten von Spuranordnungen auf Überbauquerschnitten betrachtet werden. Des Weiteren werden differenzierte Verkehrscharakteristiken, also verschiedene Verkehrsstärken und Verkehrszusammensetzungen, betrachtet. Grundsätzlich werden hierbei Beanspruchungen, also zum Beispiel resultierende Biegemomente oder Auflagerkräfte, betrachtet. Aus diesem Grund müssen die Berechnungen für definierte Tragsysteme durchgeführt werden. Im vorliegenden Projekt wurden hierzu zwei reale Brückenbauwerke betrachtet, die sich im Zuge von Autobahnen in Nordrhein-Westfalen befinden. Erweitert werden die Betrachtungen auf ein zusätzliches "virtuelles" Tragsystem, um ein gewisses Spektrum von Stützweiten und Querschnittsbreiten analysieren zu können. Grundsätzlich zeigt sich im Ergebnis der Untersuchungen, dass Beanspruchungen aus aktuellem Verkehr bei normaler Verkehrsführung durch das Lastmodell LM1 des DIN-Fachberichtes 101 abgedeckt werden. Für Beanspruchungen aus zukünftigem Verkehr ist das neue Lastmodell LM1 des Eurocodes erforderlich. Im Rahmen von Baumaßnahmen wird im Allgemeinen eine 4+0-Verkehrsführung eingerichtet. Hierbei werden bei zweiteiligen Überbauquerschnitten vier Fahrstreifen über einen Querschnitt geleitet. Dies geht einher mit einer Verengung der Fahrspuren. In solchen Fällen ist davon auszugehen, dass es nicht möglich ist, dass Lkw-Überholverkehr stattfinden kann. Dies führt zu einer wesentlichen Verringerung der Beanspruchungen von Brückenbauwerken, da auch in Stausituationen in den zwei Richtungsfahrbahnen keine Lkw-Fahrzeuge nebeneinander stehen können. Für Verkehrszusammensetzungen entsprechend der aus der Nachrechnungsrichtlinie bekannten Verkehrsart "Große Entfernung" (50 % Sattelzugfahrzeuge) ergibt sich daher eine Abdeckung der Beanspruchungen aus Straßenverkehr durch das Lastmodell BK60 der DIN 1072. Für Verkehrszusammensetzungen analog der Verkehrsart "Mittlere Entfernung" reicht das Lastmodell BK30/30 zu Abdeckung aus. Weitere Differenzierungen hinsichtlich der Verkehrsstärke führen hier zu keinen wesentlichen Änderungen der getroffenen Aussagen.
Kurzfassung auf Englisch: In the course of several previous scientific projects, analyses of the action effects of bridges due to road traffic are carried out. The results of these analyses led to the new traffic load model for road bridges in Eurocode 1, part 2 (together with German national annex) and to the target levels of traffic load in the guideline for recalculation of road bridges. As a result of the recalculation, the existing bridges have to be toughening up or have to be rebuilt. Toughen up of road bridges in the highway network implies work under flowing traffic and a different routing of the traffic on the structure is necessary. A change of the effects of road traffic due to different routing of the traffic is possible. Aim of this scientific project is the evaluation of the influence of changes in traffic routeing to the effects due to road traffic. By using a system which was developed in the previous projects, such analyses are carried out. Different variants of alignment of traffic lanes on across section are considered. Furthermore different characteristics of road traffic (traffic composition and traffic intensity) are subjects of the analyses. Basically, effects of the road traffic (stress resultants like bending moment or shear forces) for defined structural systems are calculated. In this project two real bridges were analysed, which are situated in the courses of highways in North Rhine-Westphalia. Additionally the examination is extended by a virtual bridge, to consider a spectrum of lengths of spans and widths of cross sections. Generally the results of the analyses point out, that effects of actual road traffic in a normal traffic routeing are covered by the load model LM1 of the DIN-Fachbericht 101. Effects of future road traffic are covered by the load model LM1 of the Eurocode. In connection with building measures normally "4+0" traffic routeings are established. In this case four traffic lanes (two per direction) are led over one cross section of a bridge (for a two-part overall cross section system). This comes along with a reduction of the widths of lanes. In such cases it can be assumed, that overtaking processes of heavy load traffic vehicles are impossible. This situation leads to a significant reduction of the effects of road traffic. In cases of traffic jams no heavy load vehicles can stand side by side in two lanes of one direction. For traffic compositions according to the traffic characteristic "Große Entfernung" of the guideline for recalculation of bridges ("Nachrechnungsrichtlinie") with 50% articulated lorry, the effects of road traffic are covered with the load model BK60 of DIN 1072. For traffic compositions according to the traffic characteristic "Mittlere Entfernung" the load model BK30/30 covers the effects sufficiently. Further differentiations concerning the traffic intensities don’t lead to significant changes of these conclusions