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![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
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München
18.01.2011
- 3 -
für Brücken kleiner / mittlerer Stützweite](https://image.slidesharecdn.com/verbund-fertigteil-bauweise-141009074917-conversion-gate02/75/Verbund-Fertigteil-Bauweise-45-2048.jpg)
![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
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18.01.2011
- 6 -
1150[ mm ]](https://image.slidesharecdn.com/verbund-fertigteil-bauweise-141009074917-conversion-gate02/75/Verbund-Fertigteil-Bauweise-48-2048.jpg)
![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
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- 11 -](https://image.slidesharecdn.com/verbund-fertigteil-bauweise-141009074917-conversion-gate02/75/Verbund-Fertigteil-Bauweise-53-2048.jpg)
![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 !
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- 12 -](https://image.slidesharecdn.com/verbund-fertigteil-bauweise-141009074917-conversion-gate02/75/Verbund-Fertigteil-Bauweise-54-2048.jpg)
![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
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,
Krafteinleitung in den Probekörper](https://image.slidesharecdn.com/verbund-fertigteil-bauweise-141009074917-conversion-gate02/75/Verbund-Fertigteil-Bauweise-55-2048.jpg)
Verbund Fertigteil-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 • Einsatzgeschweißter Stahlhauptträger • Kopfbolzendübel zur SchubsicherungKopfbolzendübel zur Schubsicherung • Werkseitiger Korrosionsschutz - 3 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011
- 4. VFT Bauweise Transport • Schwertransportder 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 • Fertigteilgewichtebis 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 überden 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 desVFT-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 überden Teltow-Kanal 42.50 m - 12 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011
- 13.
- 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 innovativerVerdübelungselemente 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 Element2 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 imBereich des Dübelgrunds - 21 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011
- 22. VFT Bauweise Transport derVFT-Träger vom Fertigteilwerk zur Baustelle - 22 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011
- 23. VFT Bauweise Ausbildung desFertigteils 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 Walzprofilmit 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 Bewehrungdes VFT-Trägers mit sehr günstigem inneren Hebelarm VFT-Träger Querschittsgeometrie - 30 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011
- 31. VFT Bauweise Brennschnitt amDübel 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 mitDruckplatte Bewehrte Träger im Fertigteilwerk Trägerenden mit Druckplatte - 32 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011 Geschnittene / halbierte Stahlträger Bewehrungsskizze
- 33. VFT Bauweise Träger mitBewehrung in der SchalungVerschwenken der bewehrten Träger - 33 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011 BetoniervorgangBewehrung wurde außerhalb der Schalung montiert
- 34. VFT Bauweise • FestgelegteUnterstützung 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 ander 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 desersten 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 „ NeueSystem 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 EntwicklungOptimierung 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.
- 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 18501900 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 6000 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: AllgemeineProjektbeschreibung 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 mitexterner 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 • HD400x347 / 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 VorfertigungSchnittführung • 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: • graduelleSteifigkeitsänderungen • Überlagerung lokaler Dübeltragwirkungen globaler Biege(zug)spannungenglobaler Biege(zug)spannungen Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011 - 8 -
- 51. VFT-Rail Schneiden der Stahlprofile ExperimentelleVersuchsreihen • 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 : Erhöhungder 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 fürObergurt 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 fürUntergurt 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.
- 59. VFT-Rail Untersuchung der Versuchskörpernach 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 nachVersuchsende 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 Simmerbachin Rheinland-Pfalz p Zu erneuernde Überbauten 12,40m 12,40m Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011 - 19 -
- 62. VFT-Rail Erneuerung des Überbaus neuerÜberbau 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 desca 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 neuenÜberbaus 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 • Spannweitel = 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-RailErsatzneubau Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011 - 27 -
- 70. VFT-Rail Pilotprojekt Tschechien Wesentliche Entwurfsparameter S itl 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 - FachmesseBau 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 • Einsatzvon 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 vonAbschalementen • 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 undeffizienter 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 nochfehlender 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 derVergussbereiche • 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 • Einbauder 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 - FachmesseBau 2011 München 18.01.2011
- 85. VTR Verbund-Träger-Rost Bewehrungsführung Querträger Verbindung zuDeckelementen / 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 Anschlussder 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 Adjustmentof 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 28m 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 für6-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 - FachmesseBau 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 - FachmesseBau 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 werdenmit schwindarmem, hochfestem Spezialmörtel vergossen - 28 - Fachmesse Bau 2011 München 18.01.2011
- 99. VTR Verbund-Träger-Rost Verlegeschema der Querträgerund 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