SSF Ingeniere: VFT-Bauweise

1. VFT Bauweise
VFT Bauweise
Verbund-Fertigteil-Bauweise
- 1 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

2. VFT Bauweise
Aufbeton-Ergänzung
• Ca. 20-30cm Konstruktionsbeton
Fertigteilbeton
• Ca 10-12cm Beton
• Tragfähigkeit für den Endzustand
Ca. 10 12cm Beton
• Sicherstellung der Tragfähigkeit
für den Bauzustand
Verdübelung
• Kopfbolzendübel gestaffelt für die
unterschiedlichen Betonierzustände
Typischer VFT-Querschnitt
Stahlträger
• Üblicherweise geschweißte QS
- 2 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

3. VFT Bauweise
Stahlbau
• Einsatz geschweißter Stahlhauptträger
• Kopfbolzendübel zur SchubsicherungKopfbolzendübel zur Schubsicherung
• Werkseitiger Korrosionsschutz
- 3 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

4. VFT Bauweise
Transport
• Schwertransport der VFT-Träger über die StraßeSchwertransport der VFT Träger über die Straße
• (Torsions)-Abstrebungen für den Transport
• Fertigteillängen bis ca. 50-60 m möglich
- 4 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

5. VFT Bauweise
Einhub
• Fertigteilgewichte bis ca. 80to
• Mobilkräne ausreichend für Einhub
- 5 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

6. VFT Bauweise
VFT – Rahmenbrücke über 6-streifige Autobahn
VFT in Rahmenbauweise
• Realisierung sehr schlanker Querschnittsabmessungen in Feldmitte
• Wegfall einer Mittelstütze z B für Überquerung einer 6 streifigen Autobahn• Wegfall einer Mittelstütze z.B. für Überquerung einer 6-streifigen Autobahn
• Reduktion der Unterhaltungskosten durch Integralbauweise
• Robuste und langlebige Bauweise
- 6 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

7. VFT Bauweise
Pilotprojekt
Eisenbahnbrücke über den Lech bei Schongau
Notwendigkeit der Instandsetzung des Bestandsbauwerks
- 7 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

8. VFT Bauweise
- 8 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

9. VFT Bauweise
Einhub des VFT-Trägers mit Mobilkrang
- 9 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

10. VFT Bauweise
Innenansicht / Untersicht zwischen den Stahlhuptträgern
Konstruktion
• Druckplatte über der Stütze zur Realisierung der DurchlaufwirkungBauzustand über dem Strompfeiler
- 10 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
p

11. VFT Bauweise
- 11 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

12. VFT Bauweise
Pilotprojekt
Eisenbahnbrücke über den Teltow-Kanal
42.50 m
- 12 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

13. VFTBauweise
107510.75
Querschnitts-Skizze
-13-
FachmesseBau2011
München
18.01.2011

14. VFT Bauweise
Überquerung Teltow-Kanal
• Schwertransport der VFT-Träger über die Straße
• (Torsions)-Abstrebungen für den Transport
• Fertigteillängen bis ca. 50-60 m möglich
• Beträchtliche Reduktion der erf. Querschnittshöhe
- 14 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

15. VFT Bauweise
VFT-WIB
Einsatz innovativer Verdübelungselemente
VFT-WIB
• Einsatz sog. Verbunddübel zur Übertragung der Längsschubkräfte
• Wegfall des stählernen Obergurts (Anordnung der Kopfbolzendübel)• Wegfall des stählernen Obergurts (Anordnung der Kopfbolzendübel)
• Realisierung einer externen Bewehrung mit günstigem / vergrößertem inneren Hebelarm
• Wirtschaftliche / materialsparende Bauweise durch mittige Teilung von Walzprofilen
• Optimierte Schnittlinie (herkömmlicher Brennschnitt) im Steg erzeugt Verbunddübel
- 15 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

16. VFT Bauweise
Pilotprojekt
Pöcking / Deutschland
- 16 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

17. VFT Bauweise
Wesentliche Systemparamter
• Zweifeldträger mit Mittelstütze
• Spannweite 2x 16,60m
• Gesamtlänge 33,20m
- 17 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

18. VFT Bauweise
• VFT– Träger
• Breite ca. 3,20m (Transport)
• Aufbeton-Ergänzung
- 18 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

19. VFT Bauweise
Element 1
Verbundsicherung
Element 2
Verbunddübel (Puzzle) im Detail
Verbundsicherung
• Einsatz von Verbunddübeln an Stelle herkömmlicher Kopfbolzendübel
• Hier Verwendung der sog. Puzzleleiste
• Durch optimierte Schnittführung im Steg werden zwei externe Bewehrungselemente generiertp g g g g
- 19 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

20. VFT Bauweise
- 20 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

21. VFT Bauweise
Bewehrungsführung im Bereich des Dübelgrunds
- 21 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

22. VFT Bauweise
Transport der VFT-Träger vom Fertigteilwerk zur Baustelle
- 22 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

23. VFT Bauweise
Ausbildung des Fertigteils auf
kompletter Brückenlänge
Nächtlicher Einhub der VFT-Träger
Einhub der Fertigteileg
• Durchgängige Ausbildung der Fertigteile über beide Felder mit l=33,20m
• Dadurch wesentlich beschleunigter Bauablauf (Nachtsperrpause ohne Betriebsunterbrechung)
- 23 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

24. VFT Bauweise
- 24 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

25. VFT Bauweise
Pilotprojekt
Kratzerau / Österreich
- 25 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

26. VFT Bauweise
- 26 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

27. VFT Bauweise
- 27 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

28. VFT Bauweise
Verbundsicherung
Halbiertes Walzprofil mit Verbunddübeln (Finnengeometrie)
Verbundsicherung
• Verwendung der sog. Finnengeometrie
• Vorteil dieser Geometrie ist eine hohe statische Tragfähigkeit
• Bedingt durch den engen Schnittradius wird eine Kerbe am Dübelgrundg g g
erzeugt (Klothoidengeometrie ist für dynamische Beanspruchungen
besser geeignet)
Walzprofile während des Schnittprozesses
- 28 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

29. VFT Bauweise
Pilotprojekt
Vigaun / Österreich
- 29 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

30. VFT Bauweise
VFT-Träger
Aufbeton-Ergänzung
Externe Bewehrung des VFT-Trägers
mit sehr günstigem inneren Hebelarm
VFT-Träger
Querschittsgeometrie
- 30 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

31. VFT Bauweise
Brennschnitt am Dübel Getrennte Trägerhälften
Walzprofil während des Schnittes Geschnittene Stahlprofile mit Korrosionsschutz
- 31 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
Walzprofil während des Schnittes Geschnittene Stahlprofile mit Korrosionsschutz

32. VFT Bauweise
Trägerenden mit Druckplatte
Bewehrte Träger im Fertigteilwerk
Trägerenden mit Druckplatte
- 32 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
Geschnittene / halbierte Stahlträger
Bewehrungsskizze

33. VFT Bauweise
Träger mit Bewehrung in der SchalungVerschwenken der bewehrten Träger
- 33 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
BetoniervorgangBewehrung wurde außerhalb der Schalung montiert

34. VFT Bauweise
• Festgelegte Unterstützung des Trägers
während der Lagerung
• Geometrie und Verformungen werden
über ein umfangreiches Mess- und
Qualitätsicherungsprogramm dokumentiert
Ausgeschalte Träger
- 34 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

35. VFT Bauweise
Anlieferung an der Baustelle Träger nach Einhub in der EndpositionAnlieferung an der Baustelle
- 35 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
Einbau der am Trägerende (mit Druckplatte)Einhub des ersten Fertigteils

36. VFT Bauweise
Einhub des ersten FertigteilsAnlieferung der VFT-Träger
- 36 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
Auflagerung am Trägerende mit DruckplatteWeiterbetrieb des Bahnverkehrs nach Trägereinhub

37. VFT Bauweise
- 37 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

38. VFT Bauweise
Pilotprojekt
BW 16-Ü2 ; Deges
- 38 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

39. VFT Bauweise
- 41 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

40. VFT Bauweise
- 42 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

41. VFT Bauweise
ForschungsprojekteForschungsprojekte
„ Neue System für Stahlverbundbrücken –
Verbundfertigteilträger aus hochfesten Werkstoffen undVerbundfertigteilträger aus hochfesten Werkstoffen und
innovativen Verbundmitteln „
F h i i St hl d VForschungsvereinigung Stahlanwendung e.V.
Sohnstraße 65
40039 Düsseldorf
SSF Ingenieure
Bereich Anwendungsentwicklung
Leopoldstraße 208
80804 München
RWTH A h RWTH AachenRWTH Aachen
Prof. Dr. Markus Feldmann
Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetallbau
Mies-van-der-Rohe-Straße 1
RWTH Aachen
Prof. Dr. Josef Hegger
Lehrstuhl und Institut für Massivbau
Mies-van-der-Rohe-Straße 1
- 43 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
52074 Aachen 52074 Aachen

42. VFT Bauweise
ForschungsprojekteForschungsprojekte
„ Stahlleichtverbund-Bauweise
Entwicklung Optimierung und wirtschaftlicher Einsatz im BauwesenEntwicklung, Optimierung und wirtschaftlicher Einsatz im Bauwesen „
F h i i St hl d VForschungsvereinigung Stahlanwendung e.V.
Sohnstraße 65
40039 Düsseldorf
SSF Ingenieure
Bereich Anwendungsentwicklung
Leopoldstraße 208
80804 München
T h i h U i ität D t dTechnische Universität Dortmund
Prof. Dr. Dieter Ungermann
Lehrstuhl für Stahlbau
August-Schmidt-Straße 6
- 44 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
44227 Dortmund

43. VFT-Rail
FachmesseBau2011
München
18.01.2011
-1-

44. VFT-Rail
BrückenbestandDB
Ausgangsbasis für Entwicklungsansätze
AltersstrukturBrückenDB
500
600
700
n
Brückenbestand DB
Anzahl
Brückenneubauten
500
600
700
Altersstruktur Brücken DB
Brückenalter
Instandsetzungen
300
400
500
nzahl Neubauten
300
400
500
Bestand
0
100
200
1850 1900 1950 2000
An
0
100
200
175 123 73 231850 1900 1950 2000
Jahr
Analyse der Bestandssituation
175 123 73 23
Alter
Hohes Bauvolumen
bis ca. 1915
• Große Anzahl Brücken >100 Jahre
• Großer Sanierungs- und Instandsetzungsbedarf in
den kommenden Jahren / Jahrzehnten
2. Weltkrieg
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 2 -

45. VFT-Rail
12.000
Stahl
Brückentypen über Spannweite
6 000
8.000
10.000
rücken[St.]
Gewölbe
Walzträger in Beton
Rahmen
Stahlbeton
2.000
4.000
6.000
B
Spannbeton
0
2.000
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Spannweite [m]
Analyse der Bestandssituation
Dominanz kleiner /
mittlerer Spannweiten
• Kleine / mittlere Spannweiten dominieren
(z.B. innerstädtische Überführungen)
• Größere (Tal)Brücken ab 30-35m sind Ausnahme
• Investitionsbedarf mit großem Bauvolumen besteht
p
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 3 -
für Brücken kleiner / mittlerer Stützweite

46. VFT-Rail
Randbedingungen : Anwendungsbereich:
Allgemeine Projektbeschreibung und Zielsetzung
Randbedingungen :
• Ca. 26000 Brücken im Verkehrsnetz der DB
• Notwendigkeit von Wartung, Reparatur ,
Anwendungsbereich:
• Brücken im Spannweitensegment bis 17,50m
• Anwendung für Provisorien und Baubehelfe
Instandsetzung und ggf. Neubau
Zielsetzung
K t l i h lb i ll tä di• Kostenanalyse innerhalb eines vollständigen
Lebenszyklus
• Ganzheitliche Produkt- und Kostenbetrachtung
Lösungsansatz
• Reduzierung der Herstellkosten
Konstruktion
• Verbund-Konstruktiong
• Betriebsunterbrechungen auf Minimum reduziert
• Ausreichende Robustheit der Konstruktion
(Redundanz)
• Reduzierung der Prüfungs / Wartungsintervalle
Verbund Konstruktion
• Einsatz innovativer Verbundmittel
• Höchstmöglicher Vorfertigungsgrad
der Einzelelemente
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 4 -
• Reduzierung der Prüfungs- / Wartungsintervalle

47. VFT-Rail
Konstruktion
• Verbundkonstruktion mit externer Bewehrung
• Verwendung von Verbunddübel zur Übertragung der
Längsschubkräfte
• Verwendung vorgefertigter Einzelelemente
• Hochleistungsbeton C70/85
• (Externe) Druckbewehrung (hohe Querschnittsauslastung)
Ö tli h V i Ei l t Ursprünglicher Entwurfsansatz• Örtlicher Verguss von zwei Einzelsegmenten
• Aufnahme von Radien bis R=300m
Entwicklungsschritte SchwerpunktEntwicklungsschritte
• Theoretisch:Entwurf, Bemessung + Optimerung
• Zyklischer Pilot-Versuch (l=12m!)
Schwerpunkt
• Globale Optimierung der Konstruktion (GZT und GZG)
• Ausreichende Ermüdungsfestigkeit der Dübel
• 6 zyklische Trägerversuche l=5m (2 x 3) ;Ermüdungsanalyse
• 6 statische Push-Outs (2x 3) ; Längsschubtragfähigkeit
• Optimierung des Querschnitts und der Konstruktion
E t il i Z ti i Ei lf ll
o Angestrebte Kerbklasse 140 (EC-3)
o Überlagerung lokaler Dübeltragwirkungen und
globaler Biege(zug)spannungen
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 5 -
• Erteilung einer Zustimmung im Einzelfall

48. VFT-Rail
Optimierte Querschnittsgeometrie
• HD 400x347 / HEM-320 (S-355) als externe Bewehrung
• Verbunddübel (Klothoiden) für Längsschubtragfähigkeit
• Sehr hohe Ausführungsqualität infolge VorfertigungSehr hohe Ausführungsqualität infolge Vorfertigung
• Kürzeste Betriebsunterbrechung (Wochenend-Sperrpause)
• Keine zusätzliche Unterstützung im Baubetrieb notwendig
• Hohe Ermüdungssicherheit durch Detailoptimierung
• Kopplung der Einzelsegmente über Verguss (Gewi-Muffen)
HEM-320 ; 275
Externe Bewehrung
Optimierter Entwurfsansatz
2,5%
660
Klothoidengeometrie
Verbunddübel
C 70/85
BetonquerschnittKopplung:
Gewinde-Muffen
309 452 309 4040
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 6 -
1150[ mm ]

49. VFT-Rail
Vorteile der Vorfertigung Schnittführung
• Sehr hohe Ausführungsqualität der Brückensegmente
• Keine Unterstützung auch bei schwierigem Baugrund
• Verbunddübel zur Übertragung der Längsschubkräfte
• Klothoidengeometrie optimal für Ermüdungssicherheit
• Günstige Produktion bei voller Kostenkontrolle
• Betriebsunterbrechung auf Minimum reduziert
• Einhalten der Zeitplanungen
Klothoidengeometrie optimal für Ermüdungssicherheit
• Klothoidengeometrie aus prozesstechnischer Sicht optimal,
da Verwerfungen durch Verschnitt keine Probleme bereiten
• Schnitt mit CNC-gesteuerter Brennschneidemaschine
Bedeutende Betriebskosten !
HEM 320 ; S275
Schnittprozess mit CNC-gesteuerter
Acetylen-Brennschneidemaschine Detail Schnittführung
12375
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 7 -

50. VFT-Rail
Ermüdungsrelevanter Bereich:
• graduelle Steifigkeitsänderungen
• Überlagerung lokaler Dübeltragwirkungen
globaler Biege(zug)spannungenglobaler Biege(zug)spannungen
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 8 -

51. VFT-Rail
Schneiden der Stahlprofile
Experimentelle Versuchsreihen
• Durchführung von Arcelor-Mittal
• Ausschleifen des hochbelasteten Dübelanschnittes
E tf d W l h t itt l S d t hl• Entfernen der Walzhaut mittels Sandstrahlen
• Gewährleistung präziser Schnittführung über hohe
Prozesssicherheit
Getrennte Stahlprofile nach Schnittprozess
Verschnittelemente
Nach dem SchnittprozessBrennschneideprozess Geteiltes Profil vor der Trennung Getrennte Profilhälften
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 9 -

52. VFT-Rail
Herstell-Prozess
Konventionelle
Dübelquerbewehrung
Zusätzliche Bewehrung :
Erhöhung der Sicherheit
• Herstellung durch Max-Bögl
• C 70/85
Erhöhung der Sicherheit
gegen Betonaufspalten
• Ecm = 35000N/mm² ; fck (28d) = 100N/mm²
• Applikation von Dehnungs-Messtreifen
• Erhöhung der Dübeltragfähigkeit durch
zusätzliche Rückhängebewehrung (ca. 25%) Bewehrung Probekörperg g ( %)
Schalung Probekörper
Probekörper
Zu betonierenderRichtung beim
Betoneinbau
g p
DMS am Dübelgrundg
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 10 -
Bewehrungsführung der Probekörper ; DMS an Stahlprofilen und Bewehrungseisen

53. VFT-Rail
Gefertigter Probekörper
Radius R=300m
• Hohe Qualität im Produktionsablauf sichergestellt
• Problemlose Ausführbarkeit der Schienenmontage
• Maßhaltigkeit in der Fertigung gewährleistetMaßhaltigkeit in der Fertigung gewährleistet
Luftblasen infolge der
spezifischen Betonbedingungen
Geometrie Probekörper
S hi l t f P b kö ti t
Gesamtlänge l 12,38
Gesamtbreite b 1,2
Bauteilhöhe h 0,66
Gesamtgewicht [ to ] 24,0
[ m ]
Q lität d B t b flä h Schienenelement auf Probekörper montiertQualität der Betonoberfläche Geometrie des Probekörpers
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 11 -

54. VFT-Rail
Versuchsaufbau und Messtechnik
F = 600 (100) KN
Pressenkraft
• Spannweite l = 12m
• Max F=600 KN
• Tlk (F=600KN) = 141 25 KN/ Dübel ; 565 KN/m 12,0
4,5 7,5
[ m ]
Tlk (F 600KN) 141,25 KN/ Dübel ; 565 KN/m
• Durchführung statischeVersuche mit Messaufzeichung
für Lastwechsel : (0, 180, 360, 540, 720, 898)x1000
• Keine Messaufzeichnung für den zyklischen Versuch Q [ KN ]
+
-
375 (62,5)
M [ KNm ]
+
225 (37,5)
1687,5 (281,25)
• Der höchstbelastete Trägerbereich wurde nach
Versuchsabschluss freigelegt / geöffnet
Pilotträger an der MPA – TU-München
• Durchführung MT + VT
 Keine Hinweise auf Risse !
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 12 -

55. VFT-RailKapitel 2:
Experimentelle Versuchsreihen
Versuchsdurchführung
• Oberlast F= 600KN ; Unterlast F=100 KN
• Durchführung von 898034 Lastwechseln ( Tastversuch )
Versuchsbeginn ‐ 22.09.2009 Versuchsbeginn ‐ 28.10.2009
Frequenz [ HZ ] 0,5
Zusammenstellung Kennwerte zyklischer Versuch
Schienenstützpunkt
Externe Bewehrung
1/2 HEM-320 ; S275
Krafteinleitung
Unterlast Fu 100 Unterspannung u 26
Oberlast Fo 600 Oberspannung o 156
Mittelwert FMW 350 Mittelspannung MW 91
Pressenkraft F [ KN ] Spannungen  [ N/mm² ]
Schienenstützpunkt
160 x 370 mm ; Rastermaß = 60cm
Krafteinleitung Pressenlasten
Durchmesser d = 250mm ; h = 6mmc
60,00
25,00
Amplitude Am 250 Spannungsamplitude A 65
Schwingbreite S 500 Spannungsschwingbreite  130
Spannungsverhältnis  [ ‐ ] 0,2
Wesentliche Eckdaten zur Versuchsdurchführung
[ cm ]
115,00
30,90 53,20 30,90
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 13 -
,
Krafteinleitung in den Probekörper

56. VFT-Rail
Statische Versuchskörper für Obergurt
F
1/2HEM 320
1/2HEM 320
Material
Konstruktionsstahl: S355 M
Beton: C 50/60
Bewehrung: BSt 500S
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 14 -

57. VFT-Rail
Statische Versuchskörper für Untergurt
F
1/2 HD400x347
1/2 HD400x347
Material
Konstruktionsstahl: S355 M
Beton: C 50/60
Bewehrung: BSt 500S
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 15 -

58. VFT-Rail
FachmesseBau2011
München
18.01.2011
-16-

59. VFT-Rail
Untersuchung der Versuchskörper nach dem Versuch
Aufspalten des Betons senkrecht zur LasteinleitungSchubrisse zwischen den Stahlprofilen
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 17 -
p gp

60. VFT-Rail
Freigelegte Stahlträger nach Versuchsende
Versuchskörper Obergurt (HEM 320): Versuchskörper Untergurt (HD 400x347):Versuchskörper Obergurt (HEM 320): Versuchskörper Untergurt (HD 400x347):
Geringe Verformung am HEM 320 Keine sichtbaren Verformungen am HD 400x347
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 18 -

61. VFT-Rail
Bestandsplan von 1931
Pilotprojekt
Simmerbach in Rheinland-Pfalz
p
Zu erneuernde Überbauten
12,40m 12,40m
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 19 -

62. VFT-Rail
Erneuerung des Überbaus
neuer Überbau bestehender Überbau
Instandsetzung der Widerlager:
Kopfbalken aus Stb
Begleitwege aus Fertigteilen
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 20 -

63. VFT-Rail
Übersicht der Bausituation
Bausituation
• Eingeschränkte Erreichbarkeit der Baustelle
• Umleiten des Baches im Bauzustand
Ei h b d F ti t il Gl i• Einheben der Fertigteile vom Gleis
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 21 -

64. VFT-Rail
Ersatzneubau
• Ersatz des ca 100 Jahre alten Überbaus
Bestandsüberbau
• Überbau bleibt erhalten
(Austausch ca 1960) • Ersatz des ca. 100 Jahre alten Überbaus(Austausch ca. 1960)
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 22 -

65. VFT-Rail
Unterbauten
Ersatz des ca. 100 Jahre alten Überbaus
Teilrückbau des Widerlagers und
Errichtung eines Stb-Kopfbalkens
Sanierung des Kolkschutzes
Bestand
• Bleibt erhalten (Instandgesetzt ca. 1960)
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 23 -

66. VFT-Rail
Unterbauten
Neubau
Bestand
• Bleibt erhalten (ersetzt 1960)
• Erneuerung des Überbaus und
Instandsetzung der Widerlager
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 24 -

67. VFT-Rail
Querschnitt des neuen Überbaus
Wesentliche Querschnittsparameter
S it l 12 40• Spannweite l = 12,40m
• Querschnittshöhe h=70cm
• 1,35 to Baustahl / Gleis-m
• 200 - 350 kg Bewehrungsstahl / Gleis-m
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 25 -
g g

68. VFT-Rail
Wesentliche Systemparameter
• Spannweite l = 12,40mSpannweite l 12,40m
• Gelenkige gelagerte Einfeldträger ohne
Durchlaufwirkung
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 26 -

69. VFT-Rail
Ertüchtigung der Unterbauten
VFT-Rail Ersatzneubau
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 27 -

70. VFT-Rail
Pilotprojekt
Tschechien
Wesentliche Entwurfsparameter
S it l 8 00 l ki l t• Spannweite l = 8,00m , gelenkig gelagert
• Konstruktionshöhe h=41,5cm
• 1,1 to Baustahl / Gleis-m
• 250 kg Bewehrungsstahl / Gleis-m
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
- 28 -
g g

71. VTR
Verbund-Träger-Rost
VTR
Verbund-Träger-Rost
- 1 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

72. VTR
Verbund-Träger-Rost
Projektüberblick
Systematische Anordnung
von Fertigteilelementen
• „VTR“ bietet effiziente Möglichkeit Verbundbrücken mit höchstem Vorfertigungsgrad zu errichten
• Einsatz von Kopfbolzendübeln zur Übertragung der Längsschubkräfte
• Verwendung normalfester Betone als Konstruktionsbeton• Verwendung normalfester Betone als Konstruktionsbeton
• Bewehrung wird in vorgefertigten (modularen) Einheiten ergänzt (schneller Baufortschritt)
• Verbindung zwischen vorgefertigen Einzelelementen erfolgt über Verguss
• Sehr hohe Anforderungen an Passgenauigkeit, Maßhaltigkeit und Toleranzen
- 2 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

73. VTR
Verbund-Träger-Rost
1 Stahlbau
• Einsatz von Kopfbolzendübeln zur
Übertragung der Schubkräfte
• Aussparung für Querträger
• Kopfbolzendübel werden auf
Aussparungsraster abgestimmt
• Stahlhauptträger (Kasten- / I-QS)
wird werksseitig vorgefertigt
- 3 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

74. VTR
Verbund-Träger-Rost
2 Anordnung von Abschalementen
• Dichtleisten und Schalung werden
seitlich angeordnetseitlich angeordnet
• Werkseitige Ausführung
• Schalung wird im Bereich der
Querträger ausgespart
- 4 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

75. VTR
Verbund-Träger-Rost
3 Einhub Querträger
• Anschlussbewehrung für
Aufbeton auf der Baustelle
• Bewehrung in den Aussparungen
abgestimmt auf Kopfbolzenraster
• Vorgefertigte Querträger werdenVorgefertigte Querträger werden
in die Aussparungen eingesetzt
• Anschlussbewehrung in
Längsrichtung
- 5 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

76. VTR
Verbund-Träger-Rost
• Schneller und effizienter Einbau
f ti t B h d l
4 Bewehrungseinbau
vorgefertigter Bewehrungsmodule
V f ti t B h d l i• Vorgefertigte Bewehrungsmodule in
Brückenlängsrichtung
• Hohe Passgenauigkeit der Bewehrung
für Kopfbolzenraster erforderlich
- 6 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

77. VTR
Verbund-Träger-Rost
5 Betonieren / Verguss der Anschlussbereiche
• Verbundwirkung wird bereits für
den Bauzustand nach Betonierenden Bauzustand nach Betonieren
der Vergussbereiche erreicht
• Verguss der Aussparungen mit
schwindarmem Spezialmörtel
• Verguss der Regelbereiche mit
konventionellem Beton C 30/37
- 7 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

78. VTR
Verbund-Träger-Rost
6 Verlegen der (Beton)Deckelemente
• Querbewehrung in vorgefertigten
Elementen teilweise vorhanden
• Innere vorgefertigte
(Beton)Deckelemente
Elementen teilweise vorhanden
• Äußere vorgefertigte
(Beton)Deckelemente
• Anschlussbewehrung für
Kappenkonstruktion
- 8 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

79. VTR
Verbund-Träger-Rost
7 Einbau noch fehlender Bewehrung
• Zusätzliche Bewehrung wird in
Quer- und Längsrichtung
angeordnet
• Hoher VorfertigungsgradHoher Vorfertigungsgrad
einzelner Bewehrungsmodule
(erhebliche Zeitersparnis)
- 9 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

80. VTR
Verbund-Träger-Rost
8 Betonieren der Vergussbereiche
• Brückendeck wird überBrückendeck wird über
Ausbetonieren der verbleibenden
Vergussbereiche fertiggestellt
• Verbundwirkung für gesamte
Konstruktion (Endzustand)
- 10 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

81. VTR
Verbund-Träger-Rost
9 Abschlussarbeiten
• Einbau der Nutzschicht (Asphalt)
• Montage der Geländer
• Betonieren der seitlichenBetonieren der seitlichen
Kappenkonstruktion
- 11 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

82. VTR
Verbund-Träger-Rost
10 Finaler Brückenquerschnitt
• Randkappenkonstruktion
• Erster Betonierabschnitt
• Zweiter Betonierabschnitt
• Vorgefertigte Querträger
• Vorgefertigte Deckelemente
• Stahlhohlkasten
- 12 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

83. VTR
Verbund-Träger-Rost
Schema der Bau- und Errichtungszustände
Baufortschritt
- 13 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

84. VTR
Verbund-Träger-Rost
- 14 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

85. VTR
Verbund-Träger-Rost
Bewehrungsführung Querträger
Verbindung zu Deckelementen /
bzw. Aufbetonergänzung
• Anschlussbewehrung in
Längsrichtung vorhanden
• Anschlussbewehrung der
Querträger zum Betondeck
- 15 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

86. VTR
Verbund-Träger-Rost
Auflagerung und Anschluss der Querträger
• Aussparungen werden auf
Kopfbolzenraster und
Bewehrungsführung abgestimmt
Hö h t A f d• Höchste Anforderungen an
Passgenauigkeit und Toleranzen
- 16 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

87. VTR
Verbund-Träger-Rost
Anschlussbewehrung der Querträger
• Sehr hohe Anforderungen an
Passgenauigkeit und Abstimmung
zwischen Kopfbolzendübeln und
BewehrungsrasterBewehrungsraster
• Aussparungen werden mit
schwindarmem hochfestem
Mörtel vergossen
- 17 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

88. VTR
Verbund-Träger-Rost
Dichtungsleisten auf Stahlträger
• Dichtungsleisten werden werkseitig
auf Stahlträger vorgesehen
- 18 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
„VTR“ Construction Technique

89. VTR
Verbund-Träger-Rost
Dichtungsleisten zwischen 1. Betonierabschnitt und Betondeck
• Vorgefertigte Querträger
• Verguss der Aussparungen mitVerguss der Aussparungen mit
schwindarmem Spezialmörtel
• Verguss in Brückenlängsrichtung
erfolgt über konventionelleng
Normalbeton C 30/37
• Dichtungsleisten werden
umlaufend angeordnet
- 19 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011
g

90. VTR
Verbund-Träger-Rost
Anschlussbewehrung an Betondeckelemente
• Erster Betonierabschnitt stellt
Verbundwirkung bereits für den
Bauzustand her (Aussparungen)
• Kopfbolzendübel innerhalb derKopfbolzendübel innerhalb der
Konstruktionshöhe der Quer-
träger (Eigengewichtsverbund)
Bewehrungsführung für unterschiedliche
Querschnitts-Segmente
• Zweiter Betonierabschnitt vervoll-
ständigt das Brückendeck
- 20 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

91. VTR
Verbund-Träger-Rost
Support and Adjustment of Prefabricated Deck-Elements
• 2x U60 Stahlprofile integriert in
die vorgefertigten Deck-Elemente
• Gewindestangen für eine genaue• Gewindestangen für eine genaue
Justierung der Deckelemente
- 21 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

92. VTR
Verbund-Träger-Rost
VTR
Pilotprojekt Polen
315 m
28 m 28 m37 m 37 m 37 m 37 m 37 m 37 m 37 m
315 m
- 22 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

93. VTR
Verbund-Träger-Rost
ÜÜberblick
• Verbundbrücke für 6-spurige Autobahn
• Verbindung zwischen Olsztyn – Warschau
• Gesamtlänge 315mGesamtlänge 315m
• Maximale Spannweite 37m
• Longitudinal-Section
- 23 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

94. VTR
Verbund-Träger-Rost
Längsschnitt
- 24 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

95. VTR
Verbund-Träger-Rost
Längsschnitt
• Verlege-Schema
der Elemente
- 25 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

96. VTR
Verbund-Träger-Rost
Querschnitt
- 26 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

97. VTR
Verbund-Träger-Rost
Querschnitte Stahl-Hauptträger • Aussparungen für Querträger
- 27 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

98. VTR
Verbund-Träger-Rost
Querträger
• Aussparungen werden mit schwindarmem,
hochfestem Spezialmörtel vergossen
- 28 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

99. VTR
Verbund-Träger-Rost
Verlegeschema der Querträger und Deckelemente
- 29 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011

100. VTR
Verbund-Träger-Rost
Zusammenfassung
Derzeit laufende Arbeiten:
• Errichtung der Gründungsbauteile
• Fertigung und Anarbeitung des gesamten
Stahlbaus
• Optimierung und Abstimmung der einzelnen
Verschub- und Einhubvorgänge
- 30 -
Fachmesse Bau 2011
München
18.01.2011