Beispiel: Geh- und Radwegunterführung

In diesem Beispiel soll eine Geh- und Radwegunterführung einer Bundesstraße beschrieben werden.

Das geometrisch sehr einfache Bauwerk besteht aus einem einfachen geschlossenen Rahmen. Die Bauwerkslänge beträgt 16 m.

Da die Lastabtragung dieses Systems eigentlich nur in der Rahmenebene erfolgen kann erscheint es plausibel, dass man als Berechnungsmodell ein ebenes Stabwerksmodell mit elastischer Bettung wählt. Viele Einflüsse könnten durch dieses Modell erfasst werden, und eine einfache und schnelle Berechnung wäre möglich. Da jedoch die räumliche Struktur der Aufgabenstellung vernachlässigt würde, können einige entscheidende Einflüsse nicht berücksichtigt werden.

Die Eingabe als räumliches Faltwerk mit dem Generierungsmodul GEN_FALT ist bei der Systemeingabe geringfügig aufwendiger als die Stabwerkseingabe. Bei der Lasteingabe ergeben sich jedoch Vorteile da man die SLW-Radlasten direkt eingeben kann und sich die Ermittlung einer Verteilungsbreite spart. Als größter Vorteil ist die genaue räumliche Erfassung aller Einwirkungen zu nennen. Hier spielt die Temperaturbelastung der Fahrbahnplatte, wie noch gezeigt wird, eine entscheidende Rolle.

Das räumliche Tragwerk wird aus 4 Flächen erzeugt.

Die Lasten lassen sich frei eingeben. Dies bedeutet, dass unabhängig von der Form der Flächen die Lasten definiert werden können. Gerade bei der Eingabe der Belastung aus dem Verkehr auf der Hinterfüllung und der SLW-Radlasten ergeben sich enorme Vorteile.

In dem oberen Bild sind alle Belastungen dargestellt. Die einzelnen Lastfälle werden unten genauer beschrieben, die genauen Lastgrößen sind dem Projekt zu entnehmen. Als Grundlage der Belastung dienten insbesondere die Verkehrslastannahmen nach DIN 1072.

Als Temperaturlasten wurden als Lastfall 7 und 8 eine gleichmäßige Temperaturänderung im Riegel um +10° und –15°K angesetzt. Dies sind die Hälfte der Temperaturschwankungen die für Betonbrücken anzusetzen wären. Durch Sonneneinstrahlung oder winterliche Abkühlung ergeben sich diese Temperaturunterschiede zwischen dem Riegel und den restlichen Bauteilen. In den Lastfällen 9 und 10 werden lineare Temperaturunterschiede nur im Riegel angesetzt, da alle anderen Bauteile durch die Erdanschüttung weitgehend von Temperaturbelastungen geschützt sind.

Das Eigengewicht wird vom Programm mit Hilfe der Wichte selbständig ermittelt.

Die Farben rot, grün und blau entsprechen den lokalen Koordinatenachsen für die r-Achse, s-Achse und t-Achse.

In positive t-Richtung ist die Oberseite der Elemente definiert.

Eine obere Bewehrung ist also in der Seite der positiven t-Richtung einzulegen.

Hier kann man die Vorteile des räumlichen Systems erkennen, da sich aus den Eingaben automatisch die Querverteilung der Radlasten und somit die mitwirkenden Bereiche richtig ergeben.

Auf die Darstellung der Schnittgrößen für die Einzellastfälle wird verzichtet, da diese einer Bemessung als ebenes Stabwerk weitgehend entsprechen. Große Unterschiede ergeben sich bei der Temperaturbelastung. In einem Stabwerksmodell wird die Temperaturbelastung nur in der eingegebenen Ebene untersucht. Diese Belastung hat eine Verformung in dieser Ebene zur Folge. Die Auswirkungen in der Tragwerkslängsrichtung wird nicht erfasst. Gerade in der Bauwerkslängsrichtung ist jedoch eine viel größere Steifigkeit und eine größere Bauwerksausdehnung vorhanden. Der Fehler der hierdurch gemacht wird ist erheblich.

In der unten angegebenen Tabelle sind die maximalen Bewehrungen, die sich nur aus den Einzellastfällen ergeben, dargestellt. Die Bewehrungen lassen sich natürlich nicht addieren, sie sind nur als Größenangabe für die Tragwerksbelastung durch die Einzellastfälle zu verstehen.