Brücken mit massiver Unterspannung

Die Entwicklung neuer und innovativer Brücken bedingt die gleichzeitige Erweiterung der Bautechnik und des Formenvokabulars. Die Arbeit will hierzu einen Beitrag leisten und die Gestaltungsmöglichkeiten, insbesondere für Spannbetonbrücken aufzeigen. Als alternative Form zu konventionellen Spannbetonbrücken werden im Rahmen der Arbeit Brücken mit massiver Unterspannung entwickelt und diskutiert.

Nachweislich werden unterspannte Träger zu Beginn des 19. Jahrhunderts zum ersten Mal im Brückenbau eingesetzt. Die Anwendung sowie die weitere Entwicklung dieser Brückenform bis zur Erfindung des Spannbetons werden in der Arbeit dargestellt. Sie sind eng verknüpft mit dem Übergang von der empirisch orientierten Bautechnik zur Etablierung der Baustatik. Der Zusammenhang zwischen dem vorhandenen theoretischen Wissen und der Brückenform wird erläutert.

Ausführlich wird auf die historische Entwicklung der Formgebung von Spannbetonbrücken eingegangen. Die Entwicklung ist seit den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts durch verschiedene Phasen geprägt; sie wird in mehrere Zeitabschnitte gegliedert und anhand ausgewählter Brückenbauten der jeweiligen Periode illustriert. Neben dem Einfluss des Standes der Technik bezüglich des angewendeten Spannverfahrens und des Bauverfahrens sowie dem Wissen um die Bauweise werden auch die gesellschaftlichen Begleitumstände analysiert. Gezeigt wird der Übergang von den ersten Spannbetonbrücken, statisch bestimmt gelagerten Einfeldträgern mit kurzen Spannweiten, zu Rahmentragwerken mit sehr hohen Schlankheiten. Mit Einsetzen des modernen Brückenbaus, der einhergeht mit der Anwendung automatisierter Rechenverfahren, können schließlich mehrfach unbestimmte Durchlaufträger mit großen Spannweiten realisiert werden. Die Darstellung dieser Entwicklung dient der Schaffung einer Grundlage für den Entwurf einer neuen Brückenform. Dieser Teil der Arbeit entstand aufgrund der interdisziplinären Zusammenarbeit in dem von der DFG geförderten Graduiertenkolleg "`Kunst &Technik"' unter der übergeordneten Fragestellung "`Material und Form in künstlerischen und technischen Gestaltungsprozessen"'.

Für die neue Betonbrückenform des unterspannten Trägers wird der Einsatz von Betonzuggliedern als Unterspannungselemente vorgestellt. Deren Herstellung als Betonfertigteile mit nachträglicher Vorspannung wird diskutiert und beurteilt. Die Vorzüge von massiven Zuggliedern werden anhand ihres Trag- und Verformungsverhaltens erläutert.

Für den Entwurf von Brücken mit massiver Unterspannungen werden Empfehlungen gegeben. Es werden die einzelnen Parameter untersucht, die die Eigenschaften des Brückensystems hinsichtlich Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit beeinflussen. Mit den aus diesen Untersuchungen entwickelten und vorgestellten Kennzahlen kann die Konzeption des komplexen Tragwerks vereinfacht werden. Darüber hinaus werden Hinweise zur Bemessung sowie zur konstruktiven Durchbildung unterspannter Träger gegeben.