Table Of ContentRalph Holst, Karl Heinz Holst
Brücken aus Stahlbeton und Spannbeton
Entwurf, Konstruktion und Berechnung
6. Auflage
Brücken aus Stahlbeton und Spannbeton
Entwurf, Konstruktion und Berechnung
Ralph Holst
Karl Heinz Holst
BauoberratDipl.-Ing.RalphHolst
BundesanstaltfürStraßenwesen
Brüderstr.53
51427BergischGladbach
Prof.i.R.Dipl.-Ing.KarlHeinzHolst(†)
Titelbild:GutachtalbrückebeiTitisee-Neustadt.
Foto:RainerUllrich
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Satz:BeltzBadLangensalzaGmbH,BadLangensalza
DruckundBindung:StraussGmbH,Mörlenbach
PrintedintheFederalRepublicofGermany.
GedrucktaufsäurefreiemPapier.
6.Auflage
PrintISBN: 978-3-433-02953-4
ePDFISBN: 978-3-433-60304-8
ePubISBN: 978-3-433-60307-9
eMobiISBN: 978-3-433-60306-2
oBookISBN: 978-3-433-60305-5
Vorwort zur sechsten Auflage
Das Thema Querkraftbemessung wird zurzeit vor dem Hintergrund des sehr konservativen
Ansatzesfürdie„NachrechnungvonBestandbrücken“inderFachweltheftigdiskutiert.Hier
werden sich wohl Veränderungen ergeben, die Einfluss auf die zukünftige Nachweisführung
haben werden. In dieser Auflage kann nur der aktuell anerkannte Sachstand wiedergegeben
werden.
Das Vorwort der fünften Auflage begann mit Ausführungen zu den DIN-Fachberichten, die
als Übergangslösung bis zur Einführung der „eigentlichen“ Eurocodes für den Brückenbau
gedachtwaren.
JetztistdernächsteundvorerstletzteSchrittzurEinführungderEurocodesfürdenBrücken-
bauerfolgt.
MitARS22/2012hatdasBundesministeriumfürVerkehr,BauundStadtentwicklungdieent-
sprechendenEurocodesfüralleneuenVergabeverfahrenzum01.05.2013fürdieAnwendung
imBereichderBundesfernstraßeneingeführt.
DerAufbauunddieGliederungdesBuchesentsprechenderfünftenAuflage.Damitistesein-
facher,dieNeuerungenunddamitVeränderungenzuerkennen.
DiewichtigstenVeränderungenfürdieStraßehabensichergebenbezüglich
− derEinwirkungen(DINEN1991-xx),
– LastmodellLM1(Belastungauf3.Fahrspur),
– Windeinwirkungen,Temperatur,außergewöhnlicheEinwirkungen,
− derBemessung(DINEN1992-2),u.a.zurQuerkraftbemessungundErmüdung,
− derQuerschnitte(RichtliniefürAnlagevonAutobahnen,RAA),
− desBaugrundes(DINEN1997-xx),
− derLager(DINEN1337-xx),
− derTraggerüste,
− derRichtzeichnungen.
FürdieEisenbahnsinddieVeränderungendargelegtingeändertenRegelwerken,vorallem
− D804,inklusiveangepassterRichtzeichnungen.
DarüberhinaussindAusführungenzuintegralenBrückenneuaufgenommenworden.
BedankenmöchteichmichandieserStellebeiHerrnWolf-DieterFriebelvomBundesministe-
rium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung sowie Herrn Heiko Gregorski und Herr Tristan
Mölter von der Deutschen Bahn, die mich sehr unkompliziert und kurzfristig bezüglich einer
Reihe von Bildern aus dem Bereich der Bundesfernstraßen und der Deutschen Bahn unter-
stützthaben.
Die Berechnung der Plattenbeispiele des Kapitels 5 mittels FE-Berechnungen wurde durch
Herrn Dipl.-Ing. Dirk Michael und Frau Prof. Dr.-Ing. Ursula Freundt vom Ingenieurbüro
Freundtdurchgeführt.AuchdafürmeinenherzlichenDank.
Aufgrund des Todes des bisherigen Erstverfassers, Herrn Prof. Dipl.-Ing. Karl Heinz Holst,
imJahre2005bekamderVerlagErnst&SohnmitmireinenneuenPartner.FürdiegroßeUn-
terstützung, die Geduld unddie Professionalität der Zusammenarbeit bedankeich mich herz-
lichbeiFrauDipl.-Ing.KarinLang,FrauUte-MarlenGüntherundHerrnDipl.-Ing.JensVöl-
ker. Darüber hinaus war auch die Korrekturphase mit Frau Dipl.-Ing. Barbara Miklaw sehr
fruchtbarundbrachtedieeineoderandereVerbesserungdesManuskripteshervor.
VI AusdemVorwortzurerstenAuflage
Der größte Dank gilt meinem Vater, Herrn Karl Heinz Holst, der mich sowohl für den Brü-
ckenbau begeistert als auch mir die Möglichkeit gegeben hat, dieses Fachbuch fortzuführen.
Ichhoffe,dassauchdieseAuflagedenAnspruch,sowohleinLehrbuchalsauchein„Beglei-
ter“fürdiePraxiszusein,erfüllt.
Overath,imJuli2013 RalphHolst
Aus dem Vorwort zur ersten Auflage
DerBrückenbauhatindenletztenJahrzehnteneinestarke,fastrasante,Entwicklungerfahren,
die vorrangig durch die Entwicklung des modernen Straßenbaues eingeleitet worden ist und
mit diesem expandierte. Der starke Kraftfahrzeugverkehr, dessen Volumen z.Z. immer noch
wächst,verlangteinweitverzweigtesundgutausgebautesStraßennetz,dasvonderAutobahn
bis zur Gemeindestraße reicht. Die zügigen Linienführungen dieses Straßensystems, insbe-
sondereauchimHinblickaufdieverkehrstechnischenBelangederStädteundüberregionalen
Ballungsräume,schaffendenBedarffürdasBrückenbauvolumen.
DasvorliegendeBuchbefasstsichzunächstnurmitdenStraßenbrücken,undvondiesenvor-
rangig mit jenen, die im Bereich normaler Anforderungen anfallen, also Längen bis zu 60 m
aufweisen. Die entwurfstechnischen, konstruktiven und gestalterischen Grundlagen müssen
nämlich am normalen Bauwerk, am sogenannten Regelbauwerk, erlernt werden; beherrscht
mandieses,sokannmansichauchimGroßbrückenbaubewegen.
DasBuch möchte einLehrbuchsein unddenStudenten derBauingenieurwissenschaften und
jeden anderen Interessierten in die Materie des Brückenbauens einführen. Das Buch möchte
aberauch einBegleiter fürdenbereits„Eingeführten“ sein undesihmermöglichen,gewisse
Kenntnisse,dieernichtständigvorhaltenmuss,wiederaufzufrischen.
Lübeck,imOktober1984 DerVerfasser
Inhaltsverzeichnis
VorwortzursechstenAuflage............................................... V
AusdemVorwortzurerstenAuflage ........................................ VI
Einführung................................................................ 1
1 BerechnungsgrundlagenfürBrückenbauwerke...................... 3
1.1 BautenimBereichöffentlicherNutzung............................... 3
1.1.1 GenehmigungspflichtundZulassungsverfahren ........................ 3
1.1.2 BautenimBereichderStraßenbauverwaltungdesBundes
undderLänder .................................................... 5
1.1.3 BautenimBereichderEisenbahnendesBundesundderLänder .......... 6
1.1.4 GrundbegriffederTragwerksplanung................................. 7
1.1.4.1 Einwirkungen ..................................................... 7
1.1.4.2 GrenzzuständeundEinwirkungskombinationen ........................ 9
1.1.5 VorschriftenundBautechnischeRegelwerke........................... 10
1.2 EinwirkungenausdemStraßenverkehr................................ 12
1.2.1 ZuordnungdesStraßenverkehrs...................................... 12
1.2.2 Vertikallasten,charakteristischeWerte................................ 14
1.2.2.1 StändigeLasten.................................................... 14
1.2.2.2 Verkehrsregellasten ................................................ 14
1.2.3 Horizontallasten,charakteristischeWerte.............................. 16
1.2.4 EinwirkungenfürErmüdungsberechnungen............................ 17
1.2.5 AußergewöhnlicheEinwirkungen .................................... 19
1.2.6 SonstigeEinwirkungen ............................................. 22
1.2.7 ErmittlungvonVerkehrsbelastungenfürStraßenbrücken ................ 23
1.2.8 EinwirkungskombinationenfürdieGrenzzustände...................... 24
1.2.8.1 VerkehrslastmodelleundzeitlichgleicheandereEinwirkungen........... 24
1.2.8.2 KombinationsfaktorenψfürStraßenbrücken........................... 25
1.2.8.3 TeilsicherheitsbeiwerteγfürStraßenbrücken .......................... 26
1.3 EinwirkungenausmilitärischemFahrzeugverkehr ...................... 27
1.4 EinwirkungenausdemEisenbahnverkehrund-betrieb .................. 31
1.4.1 Übersicht......................................................... 31
1.4.2 Vertikallasten,charakteristischeWerte................................ 31
1.4.2.1 StatischeLastanteile................................................ 31
1.4.2.2 VerteilungderAchslastendurchSchienen,SchwellenundSchotter ....... 34
1.4.3 DynamischeEinwirkungen.......................................... 35
1.4.3.1 UrsacheundWirkung .............................................. 35
1.4.3.2 DynamischeBeiwerte .............................................. 36
1.4.3.3 ResonanzoderübermäßigeSchwingung............................... 40
1.4.4 Horizontallasten,charakteristischeWerte.............................. 43
1.4.4.1 EinwirkungenausZentrifugallasten................................... 43
1.4.4.2 EinwirkungenausSeitenstoß(Schlingerkraft).......................... 45
1.4.4.3 EinwirkungenausAnfahrenundBremsen............................. 45
1.4.5 LängsgerichteteEinwirkungen....................................... 46
1.4.5.1 LeitlinienfürdieUntersuchungderInteraktionzwischenBrückenüberbau
undSchienenoberbau............................................... 46
VIII Inhaltsverzeichnis
1.4.5.2 BerechnungswertedesGleises ....................................... 49
1.4.5.3 VereinfachtesNachweisverfahrenfüreinteiligeÜberbauten.............. 50
1.4.6 Druck-Sog-EinwirkungenausZugverkehr
(aerodynamischeEinwirkungen) ..................................... 53
1.4.7 EinwirkungenfürErmüdungsberechnungen............................ 56
1.4.8 AußergewöhnlicheEinwirkungendesEisenbahnverkehrs................ 58
1.4.9 SonstigeEinwirkungen ............................................. 61
1.4.10 ErmittlungvonVerkehrsbelastungenfürEisenbahnbrücken.............. 62
1.4.11 EinwirkungskombinationenfürdieGrenzzustände...................... 65
1.4.11.1 VerkehrslastmodelleundzeitlichgleicheandereEinwirkungen........... 65
1.4.11.2 KombinationsfaktorenψfürEisenbahnbrücken......................... 67
1.4.11.3 TeilsicherheitsbeiwerteγfürEisenbahnbrücken ........................ 67
1.5 EinwirkungenausdemFußgänger-undRadwegverkehr................. 67
1.5.1 VertikaleLasten,charakteristischeWerte.............................. 67
1.5.2 HorizontaleLasten,charakteristischeWerte............................ 68
1.5.3 AußergewöhnlicheEinwirkungen .................................... 69
1.5.4 SonstigeEinwirkungen ............................................. 69
1.5.5 ErmittlungvonVerkehrsbelastungenfürFußgänger-
undRadwegbrücken................................................ 69
1.5.6 EinwirkungskombinationenfürdieGrenzzustände...................... 70
1.6 EinwirkungenausÄnderungenderStützungsbedingungen............... 71
1.7 EinwirkungenausWindlasten........................................ 73
1.7.1 AllgemeineZusammenhänge ........................................ 73
1.7.2 WindkräftebeiBrücken............................................. 76
1.7.2.1 NachweisverfahrennachDINEN1991-1-4............................ 76
1.7.2.2 VereinfachtesNachweisverfahrennachDINEN1991-1-4/NA............ 78
1.8 Temperatureinwirkungen............................................ 81
1.8.1 BegriffeundFormelzeichen ......................................... 81
1.8.2 TemperatureinwirkungenaufBrückenbauwerke........................ 82
1.8.2.1 KonstanterTemperaturanteil,charakteristischeWerte ................... 82
1.8.2.2 LinearerTemperaturunterschied,charakteristischeWerte ................ 84
1.8.2.3 GleichzeitigkeitvonTemperatureinwirkungen.......................... 87
1.8.3 TemperatureinwirkungenaufBrückenpfeiler........................... 87
1.8.4 KombinationfürdieGrenzzustände................................... 87
1.9 SchnittkräfteausEinwirkungeninfolgevertikalerVerkehrslast ........... 87
1.9.1 Belastungsprinzip.................................................. 87
1.9.2 VerkehrslastundEinflusslinie ....................................... 88
1.9.3 VerkehrslastundEinflussfeld........................................ 90
1.10 Berechnungsbeispiele............................................... 94
1.10.1 ErmittlungeinerWindkraft.......................................... 94
1.10.2 ErmittlungeinesBiegemomenteseinesBalkentragwerkes................ 95
1.10.3 ErmittlungeinesBiegemomenteseinesFlächentragwerkes............... 96
1.10.4 ErmittlungdercharakteristischenWertederEinwirkungenundder
VerkehrslastgruppenfüreineEisenbahnbrücke......................... 99
1.10.4.1 System,AbmessungenundVorwerte ................................. 100
1.10.4.2 CharakteristischeWertederVertikallasten............................. 102
1.10.4.3 CharakteristischeWertederHorizontallasten........................... 106
1.10.4.4 CharakteristischeWertederaußergewöhnlichenEinwirkungen ........... 113
1.10.4.5 MaßgebendeSchnittgrößen.......................................... 114
1.10.4.6 ErmittlungderVerkehrslastgruppen .................................. 116
