Segmentbrücke direkt befahrbare Betonfertigteilfahrbahn der Fa. Max Bögl TITEL TITEL Segmentbrücke Inhaltsverzeichnis 1. Motivation für neue Brückenbauarten 2. Technische Details des Pilotprojektes 3. Bauablauf beim Pilotprojekt 4. Zeitersparnis mit der vorgestellten Segmentbauweise 5. Zusammenfassung © Max Bögl | 2 Fortschritt baut man aus Ideen. 1 Motivation für neue Brückenbauarten Segmentbrücke Segmentbauweise Niederlande Fertigteile in Längsrichtung mit Ortbetonergänzung Bauweise: Vor-Kopf, Vorschubrüstung © Max Bögl | 4 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Verbundbauweise Bahretalbrücke (Deutschland) Vorgefertigte Fahrbahnelemente in Betonbauweise mit Ortbetonverguss © Max Bögl | 5 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Verbundbauweise Bahretalbrücke (Deutschland) Vorgefertigte Fahrbahnelemente in Betonbauweise mit Ortbetonverguss © Max Bögl | 6 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Verbundbauweise Bahretalbrücke (Deutschland) Vorgefertigte Fahrbahnelemente in Betonbauweise mit Ortbetonverguss © Max Bögl | 7 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Verbundbauweise Bahretalbrücke (Deutschland) Vorgefertigte Fahrbahnelemente in Betonbauweise mit Ortbetonverguss Diskussionspunkte: • viele kleine Ortbetonvergussbereiche • aufwendige Auflagerung der Fertigteile auf Stahlüberbau (Dichtigkeit/Höhenanpassung/Lasteinleitung) • Montage der Fertigteile mit großem Autokran © Max Bögl | 8 Fortschritt baut man aus Ideen. Achdorfer Steg Landshut © Max Bögl | 9 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Segmentbauweise Achdorfer Steg in Landshut (Deutschland) Trennung von Längs- und Quertragsystem (Stahlträger/Betonplatten) © Max Bögl | 10 Fortschritt baut man aus Ideen. Achdorfer Steg, Auflagerung © Max Bögl | 11 Fortschritt baut man aus Ideen. Instandsetzung Achdorfer Steg © Max Bögl | 12 Fortschritt baut man aus Ideen. Instandsetzung Achdorfer Steg © Max Bögl | 13 Fortschritt baut man aus Ideen. Instandsetzung Achdorfer Steg © Max Bögl | 14 Fortschritt baut man aus Ideen. Instandsetzung Achdorfer Steg © Max Bögl | 15 Fortschritt baut man aus Ideen. Instandsetzung Achdorfer Steg © Max Bögl | 16 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Segmentbauweise Achdorfer Steg in Landshut (Deutschland) Trennung von Längs- und Quertragsystem (Stahlträger/Betonplatten) Diskussionspunkte: • undichte Querfugen • Verzerrung der elastomeren Auflagerung © Max Bögl | 17 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Ausgangslage in Deutschland/Europa Klare Konstruktionsvorgaben für etablierte Brückenbauweisen Kaum mehr Möglichkeiten für Sondervorschläge bei öffentlichen Ausschreibungen Erkannte Probleme aktueller Brückenbauten werden “akzeptiert” (notwendige Kappen- , Abdichtungs- und Asphaltsanierungen) Entwicklung neuer Konstruktionsarten bedürfen aufwändiger und langwieriger Planungsund Genehmigungszeiten © Max Bögl | 18 Fortschritt baut man aus Ideen. 2 Technische Details Pilotprojekt Segmentbrücke Grundriss Knotenpunkt © Max Bögl | 20 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke 3D-Ansichten © Max Bögl | 21 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke 3D-Ansichten © Max Bögl | 22 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke 3D-Ansichten © Max Bögl | 23 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Technische Konstruktionsmerkmale Statisches System: Gründung: Stützweite (im Winkel): Lichte Weite (senkrecht): Überbau: Konstruktionshöhe: Lichte Höhe: Einfeldrahmen Flachgründung 33,50 m 32,00 m Verbundfertigteile (VFT) mit Betondübelleiste als luftdicht verschweißte Hohlkästen mit separaten, vorgespannten Fahrbahnsegmenten Haupttragsystem als VFT-Träger inklusive Konstruktionsaufbau zur Einleitung der Fahrbahnlasten:1,00 m bis 2,55 m Fahrbahnsegment über Hauptträger: 0,38 m Fahrbahnsegment in Bauwerksachse: 0,35 m ≥ 4,70 m (geplant 4,76 m) Regelquerschnitt Bauwerk: Außenkappen: Nord 3,75 m mit Geh- und Radweg Süd 2,05 m Fahrbahnbreite zwischen den Kappen: 10,25 m im Regelquerschnitt Gesamtbreite zwischen den Geländern: 15,55 m im Regelquerschnitt Brückenfläche: 521 m² © Max Bögl | 24 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Querschnitt in Feldmitte © Max Bögl | 25 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Längsschnitt © Max Bögl | 26 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Abweichungen vom Regelwerk – notwendige ZiEs Auflagerung der Fahrbahnfertigteile auf den VFT-Längsträgern Querfugenausbildung/Abdichtung der Fahrbahnfertigteile Korrosionsschutz Litzenenden der Spannbettvorspannung (Fahrbahnelemente) Selbstverdichtender Beton für die Fahrbahnfertigteile Externe, jedoch intern verlaufende Vorspannung in den Fahrbahnelementen © Max Bögl | 27 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Auflagerung zwischen VFT-Träger und Fahrbahnelement © Max Bögl | 28 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Auflagerung zwischen VFT-Träger und Fahrbahnelement Geschliffene Betonoberfläche Gleitpaarung teflonbeschichtete Betonoberfläche und Edelstahlblech Gesicherte Reibbeiwerte << 0,30 während der Lebensdauer Elastomerlager zur Kompensation von Spannungsspitzen © Max Bögl | 29 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Querfugenausbildung und Abdichtung © Max Bögl | 30 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Segmentstoß - Querfugenabdichtung © Max Bögl | 31 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Korrosionsschutz der Spannbettlitzenenden © Max Bögl | 32 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Selbstverdichtender Beton Gemäß ZTV-ING bedarf ein selbstverdichtender Beton der Zustimmung im Einzelfall © Max Bögl | 33 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Externe, aber intern verlaufende Spannglieder in den Fahrbahnelementen © Max Bögl | 34 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Innovationen der Segmentbauweise Vorgefertigte Fahrbahnfertigteile (unter Werksbedingungen) Herstellung von identischen Standardfertigteilen dichter, selbstverdichtender Beton Fahrbahn quer vorgespannt mit Spannbettlitzen Herstellung individueller Fahrbahnplatten durch CNC-Bearbeitung kein Gradientenausgleich notwendig! Neuartige Auflagerung von geschliffenen und beschichteten Beton auf Edelstahl Anwendung von Abdichtungsprofilen aus dem Tunneltübbingbau im Brückenbau © Max Bögl | 35 Fortschritt baut man aus Ideen. 3 Bauablauf beim Pilotprojekt Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Herstellung VFT-Träger mit Betonverbunddübelleiste © Max Bögl | 37 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Lagerung und CNC-Bearbeitung der VFT-Träger © Max Bögl | 38 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Lagerung und CNC-Bearbeitung der VFT-Träger © Max Bögl | 39 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Herstellung der Fahrbahnelemente – Lagerung und alternative Oberflächen © Max Bögl | 40 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt CNC-Bearbeitung der Fahrbahnelemente © Max Bögl | 41 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt CNC-Bearbeitung der Fahrbahnelemente © Max Bögl | 42 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Teflonanstrich der geschliffenen Betongleitleiste der Fahrbahnelemente © Max Bögl | 43 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Lagerung und Ausrüstung der geschliffenen Fahrbahnelemente © Max Bögl | 44 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Ausrüstung der VFT-Träger – Auflagerung Fahrbahnelemente © Max Bögl | 45 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Montage der VFT-Träger incl. Sonderlager © Max Bögl | 46 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Montage der VFT-Träger incl. Sonderlager © Max Bögl | 47 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Montage der Fahrbahnelemente © Max Bögl | 48 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Montage der Fahrbahnelemente © Max Bögl | 49 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Montage der Fahrbahnelemente © Max Bögl | 50 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Bauzeitliches Zusammenziehen der Fahrbahnelemente © Max Bögl | 51 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Aufbringen der endgültigen Vorspannung in Längsrichtung © Max Bögl | 52 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauablauf beim Pilotprojekt Querfugenbild nach Aufbringen der endgültigen Vorspannung in Längsrichtung © Max Bögl | 53 Fortschritt baut man aus Ideen. 4 Zeitersparnis mit der vorgestellten Segmentbauweise Segmentbrücke Bauzeitvergleich anhand einer aktuell hergestellten Verbundbrücke Ottendorf (Deutschland) © Max Bögl | 55 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauzeitvergleich anhand einer aktuell hergestellten Verbundbrücke Ottendorf (Deutschland) Abb.: Querschnitt Ottendorf Abb.: Querschnitt Pilotprojekt © Max Bögl | 56 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bauzeitenplan der Verbundbrücke Ottendorf 2013 Okt 13 Nov 13 2014 Dez 13 Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 Jun 14 Jul 14 2015 Aug 14 Sep 14 Okt 14 Nov 14 Dez 14 Jan 15 Feb 15 Mrz 15 Apr 15 Mai 15 Jun 15 Mai 15 Jun 15 techn. Planung Ausführung Unterbauten Ausführung Stahlüberbau Ausführung Verbundplatte Ausführung Abdichtung, Kappen, Asphalt Brückenausstattung Abb.: realisierter Bauablauf Ottendorf 2013 Okt 13 Nov 13 2014 Dez 13 Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 Jun 14 Jul 14 2015 Aug 14 Sep 14 Okt 14 Nov 14 Dez 14 Jan 15 Feb 15 Mrz 15 Apr 15 techn. Planung Ausführung Unterbauten Ausführung Stahlüberbau Bauzeitreduzierung bis zu 7 Monate! Produktion Fahrbahnplatte (1 pro Tag) Verlegen und Vorspannen der Fahrbahnplatten Brückenausstattung Abb.: möglicher Bauablauf in Segmentbauweise am Beispiel Ottendorf © Max Bögl | 57 Fortschritt baut man aus Ideen. 5 Zusammenfassung Segmentbrücke Vorteile dieser Bauweise Klare Trennung des Rahmensystems von der Fahrbahnplatte – klar definiertes statisches System (anders als bei Systemen mit nachträglichem Verbund) Hoher Qualitätsstandard aufgrund des hohen Vorfertigungsgrades der Brücke (industrielle Fertigung). Nur die Unterbauten werden unter Baustellenbedingungen hergestellt. Der Überbauriegel wird vollständig vorgefertigt. Die Stahlhohlkästen werden im Werk luftdicht verschweißt und dort bereits vollständig korrosionsgeschützt. Die Segmente werden in einer präzisen Schalung hergestellt und im Anschluss durch Schleifen und Stocken endbehandelt. Die Segmente sind in Querrichtung, also in ihrer Haupttragrichtung, voll vorgespannt. Eine Rissbildung wird so vermieden. Durch die qualitativ hochwertige Oberfläche des Betons aufgrund der gewählten Zuschläge, der Nachbehandlung durch Stocken und Schleifen, die volle Vorspannung in Querrichtung und die teilweise Vorspannung in Längsrichtung ist eine überdurchschnittliche Dauerhaftigkeit der Segmente zu erwarten. Kostengünstige Herstellung durch Serienfertigung im Werk © Max Bögl | 59 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Volkswirtschaftliche Vorteile der Bauart bei Bau, Nutzung und Unterhalt Extrem kurze Eingriffe in den Verkehrsfluss der unter- und überführten Verkehrswege durch die vollständige Vorfertigung des Überbaus im Werk. Die Erneuerung des Asphaltbelags auf der Brücke entfällt. Spurrinnen können in einer Betonfahrbahn nicht entstehen. Durch die dichte Betonfahrbahn ist die Brücke dauerhaft abgedichtet. Durch die Verlagerung der Arbeiten ins Werk fallen Arbeiten auf der Baustelle (Betonieren, Abdichtungsarbeiten, Asphaltarbeiten, witterungsabhängiger Ausbau) in kleinerem Umfang als bei einer herkömmlichen Bauweise an. Die Bauzeit verringert sich erheblich (parallele Fertigung). Der Unterhaltungsaufwand ist geringer. Die übliche Erneuerung des Asphalts und der Abdichtung entfällt. Keine Spurrillenbildung möglich! Eine Sanierung des Überbaues ist sehr einfach umzusetzen, indem die vorhandenen Segmente durch neue Segmente ausgetauscht werden. Ein aufwändiges Erneuern der Kappen im Lebenszyklus des Bauwerks entfällt. © Max Bögl | 60 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Bisherige Erfahrungen direkt befahrene Betonoberflächen Bahnübergang B 299: Einbau: im Jahr 2008 Betonoberfläche zeigt auch heute (nach 7 Jahren unter „Betrieb“) noch keine Schäden durch Verkehr, Witterung oder Räumfahrzeuge Oberflächenrauigkeit bleibt ausreichend hoch Es zeigt sich ein Cl-Gehalt ab 1cm Tiefe von ca. 0,07 M-% bzgl. Zement-Gehalt. Laut Literatur spricht man von einem korrosionsauslösenden krit. Chlorid-Gehalt von 0,4 – 0,7 M-%/bzgl. Zement © Max Bögl | 61 Fortschritt baut man aus Ideen. Segmentbrücke Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! © Max Bögl | 62 Fortschritt baut man aus Ideen.
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