brug
van voor naar achter: overdekte houten brug ( liggerbrug met holle balken), bakstenen brug ( boogbrug ), voorgespannen betonnen brug (liggerbrug)
Een brug is een constructie die verkeersroutes ( wegen , trottoirs , fietspaden , spoorwegen , waterwegen, enz.) of voorzieningen (zoals pijpleidingen , kabellijnen, transportbanden , enz.) over natuurlijke obstakels (beekjes, rivieren, ravijnen) draagt , enz.) of andere verkeersroutes.
Groene bruggen worden door wilde dieren gebruikt om snelwegen veilig over te steken. Gebouwen die over verkeersroutes of vrij te houden ruimten worden opgetrokken, worden ook wel bruggen genoemd .
Structurele vormen zijn balkbruggen, boogbruggen en hangbruggen .
verhaal
Een van de oudste archeologisch beveiligde bruggen is de prehistorischehouten brug Rapperswil – Hurden , die rond 1525 voor Christus werd gebouwd. Verbonden de neolithische nederzettingen Rapperswil-Jona-Technikum en Freienbach-Hurden-Rosshorn en werden eeuwenlang gebruikt. [1] [2] De belangrijkste bouwmaterialen die werden gebruikt waren hout , maar er werd ook steen gebruikt om de houten pilaren te versterken. Andere prehistorische bruggen waren bekend uit Engeland en Noord-Duitsland.
In de 6e eeuw voor Christus De Babyloniërs onder Nebukadnezar II bouwden bruggen van cipressen- en cederhout . De Romeinen hadden de constructie van boogbruggen van natuursteen of beton al onder de knie, zoals de Alcántara-brug nog steeds op indrukwekkende wijze aantoont.
Al minstens 1000 jaar worden in Azië en Zuid-Amerika bruggen gebouwd als hangbruggen over smalle kloven gemaakt van plantenvezels, de laatste nog functionerende van dit type is de Q'iswachaka hangbrug , deze is volledig gemaakt van gras.
Tot in de 19e eeuw domineerde hout en steen als bouwmateriaal, maar al met de industrialisatie ontstond in 1779 met het nieuwe bouwmateriaal gietijzer de eerste ijzeren brug ter wereld, de ijzeren brug , een boogbrug van 30 m overspanning over de rivier Severn in Coalbrookdale ( Engeland ) die Abraham Darby III bouwde. De verdere ontwikkeling van het nieuwe bouwmateriaal tot taai en trekvast smeedijzer maakte het mogelijk om lange kettinghangbruggen te bouwen. Een van de eerste belangrijke was de Menai-brug in Wales met een hoofdoverspanning van 177 m en een totale lengte van 521 m, gebouwd door Thomas Telford tussen 1818 en 1826. De industriële productie van rolliggers stimuleerde de bouw van vakwerkliggerbruggen , zoals de Britannia-brug in Wales door Robert Stephenson uit 1850, met overspanningen van 146 m lang. [3]
Het tweede moderne bouwmateriaal, beton , werd vanaf het midden van de jaren 1860 gebruikt als gestampt beton in boogbruggen, terwijl de eerste brug van gewapend beton in 1875 over een beek werd gebouwd door Joseph Monier op een landgoed in de buurt van Chazelet . Gewapende betonnen bruggen met grote overspanningen werden in het begin van de 20e eeuw ontworpen als boogbruggen, zoals het geval was bij de Salginatobelbrug in 1930 met een overspanning van 90 m.
Met de ontwikkeling van voorgespannen beton na de Tweede Wereldoorlog werd de slanke voorgespannen liggerbrug van beton eindelijk mogelijk. Zo steekt de Bendorferbrug uit 1965 de Rijn over met een overspanning van 208 m, de voorgespannen betonnen liggerbrug met de grootste overspanning in Duitsland (vanaf 2003). [4] Parallel aan de voorgespannen betonnen bruggen werd de nieuwe vorm van de lange overspanning tuibrug ontwikkeld in staalconstructie. De eerste grote brug van dit type in Duitsland was de Theodor-Heuss-Brücke (Düsseldorf), geopend in 1957, met een overspanning van 260 m en een totale lengte van 914 m.
definitie
Duitsland
"Bruggen zijn alle viaducten van een verkeersroute over een andere verkeersroute, over een waterlichaam of over lager gelegen terrein als hun vrije breedte tussen de landhoofden 2,00 meter of meer is. [...] "
Oostenrijk
De brug is gedefinieerd in de Richtlijnen en Voorschriften voor Wegen (RVS), Hoofdstuk 4 Kunstwerken, waarbij analoog hetzelfde geldt als in Duitsland.
Componenten
Individuele onderdelen van een brug worden weergegeven met als voorbeeld een verkeersbrug. Andere soorten bruggen hebben sommige delen niet, maar ook andere (vergelijk vaste en beweegbare bruggen). Niet elke verkeersbrug heeft alle componenten. In plaats daarvan worden de componenten voor elke brug door de planner geselecteerd op basis van de vereisten.
| Liggerbrug (dwarsdoorsnede) | Hangbrug (zicht) | Boogbrug (zicht) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 |  |  | ||||||
bovenbouw
De bovenbouw bestaat uit het dek, de hoofdliggers en eventuele draagarmen en dwarsliggers. De bovenbouw draagt de belastingen over op de onderbouw. De verhouding van de overspanning tot de hoogte van de bovenbouw wordt de slankheidsverhouding genoemd. Afhankelijk van de dwarsdoorsnedevorm is een slankheid van 10 tot 35 mogelijk. [5]
Onderconstructies
Aanslagen en pijlers worden de onderbouw van een brug genoemd. De onderconstructies nemen de belastingen van de bovenbouw op en dragen deze over op de fundering.
abutment
Abutments bevinden zich meestal aan de uiteinden van een brug en vormen de overgang van de aarden dam naar de bovenbouw van de brug. Ze dragen de belastingen van de bovenbouw over op de fundering en absorberen de gronddruk op de achterkant van het landhoofd.
Hulpbronnen
De middensteunen verkleinen de overspanning van de bovenbouw tussen de landhoofden en maken zo een lagere bouwhoogte mogelijk. Afhankelijk van de overspanning leiden ze delen van de bovenbouwbelastingen naar de ondergrond. De middensteunen zijn meestal uitgevoerd als losse pilaren of pilaarringen . Bij tuibruggen of hangbruggen wordt de centrale ondersteuning door het ophangen van de bruglasten belast. In dit geval wordt het een pyloon genoemd .
oprichting
De fundering van de landhoofden en middensteunen en de overdracht van de brugbelastingen wordt uitgevoerd met vlakke funderingen (strookfunderingen, funderingsplaten) of diepe funderingen (boorpalen, heipalen of putten).
vechter
Fighter is een speciale naam voor een landhoofd in een boogbrug.
magazijn
De lagers van een brug zijn de contactpunten tussen de bovenbouw en onderbouw. Ze moeten zo zijn ontworpen dat ze de nodige draai- en kantelbewegingen en verplaatsingen mogelijk maken en de overdracht van de draagkrachten met weinig beperkingen mogelijk maken.
Stalen lagers
Stalen lagers zijn verkrijgbaar als vaste lineaire kantellagers of als beweegbare lineaire lagers (rollagers). Omdat er in het verleden veel schade is opgetreden, worden deze niet meer gebruikt voor nieuwe bruggen in Duitsland. Rollagers bestaan uit stalen cilinders die aan de zijkanten worden vastgehouden en lagerplaten, eveneens van staal. Ze kunnen grote bewegingen van de brug compenseren.
Elastomeer lagers
Elastomeerlagers zijn deformatielagers, dwz ze dragen de krachten over door de vervorming van het elastomeer. Ze bestaan uit een flexibele, verouderingsbestendige kunststof , waarin stalen platen zijn verwerkt in versterkte lagers, die de druksterkte verhogen en de samendrukbaarheid verminderen. De deformatielagers zijn aan alle kanten beweegbaar en maken het opnemen van horizontale en verticale belastingen mogelijk met gelijktijdige rotatie over drie assen en met gelijktijdige verplaatsing in twee richtingen. De verplaatsbaarheid in horizontale richting kan worden voorkomen door het aanbrengen van keerconstructies van staal. Het elastomeerlager kan niet zo grote bewegingen opvangen als een rollager, maar vergt minder onderhoud omdat de staalplaten niet in contact komen met lucht en vocht en dus beschermd zijn tegen corrosie en er geen bewegende delen zijn. Voor grotere vervormingen wordt het vervormingsglijlager gebruikt, waarbij het elastomeerlager is voorzien van een extra glijlaag.
Betonlagers
Met de juiste maatvoering en geometrie als betonnen scharnier kan gewapend beton ook rotaties opnemen en zo fungeren als een onbeweeglijk lager.
Rijbaan kruisingen
De bovenbouw van een brug vervormt in de lengterichting als gevolg van temperatuurveranderingen en langskrachten van de remmen van het autoverkeer en bij voorgespannen betonnen bruggen bovendien door de voorspanning en de kruip en krimp van het beton. Deze vervormingen treden niet op het landhoofd op en moeten daarom worden gecompenseerd door een overgangsstructuur . Daarnaast moeten de rijstrookovergangen veilig oversteken, ook bij hoge snelheden.
Op de trottoirs in het gebied van de kappen of kroonlijsten moet deze voegspleet worden afgedekt met een afdekplaat of vlak worden afgesloten met geschikte voegprofielen. De afdekplaat is gemaakt van roestvrij staal volgens DIN EN 10088. [6] Sinds enkele jaren worden ook rijbaanovergangen van thermisch verzinkt staal gebruikt. [7]
Kapjes (DE) - Randbalken / kroonlijsten (AT) - Consolekoppen (CH)
De randvorming van bruggen van gewapend of voorgespannen beton die niet worden gebruikt, wordt een brugkap genoemd; het kan ook worden ontworpen als een stoeprand om de rijstrook af te bakenen of om voetgangers of fietsers te beschermen. Brugkappen hebben een breed scala aan functies. Naast het beschermen van de dragende brugconstructie, dienen ze als verankering van passieve beschermingsmiddelen en als fiets- en/of voetpad.
Pas daarna worden de kappen van gewapend beton samen met de kroonlijst erop gebetonneerd nadat de vlonder is verwijderd en de afdichting is aangebracht. Op deze manier kunnen maatonnauwkeurigheden in de uitkraging van de bovenbouw worden weggewerkt. De doppen door wrijving verbonden met de bovenwagen door het aansluiten wapening of plaat ankers. Brugankers met ringmoeren worden in Oostenrijk veel gebruikt. Aan de kappen worden leuningen en, indien nodig, vangrails en geluidsschermen bevestigd. De kappen zijn meestal gemaakt van met lucht meegevoerd beton dat bestand is tegen vorst en dooizout en worden in toenemende mate versterkt met thermisch verzinkt wapeningsstaal om chloride-geïnduceerde corrosie van de wapening te voorkomen en de duurzaamheid te verbeteren. Ze worden hydrofoob gemaakt of gecoat als dat nodig is, bijvoorbeeld omdat ze worden gebruikt als loop- of fietspad. In het binnenstedelijk gebied zijn de kappen veelal tegelijkertijd een stoep of fietspad en beveiligen ze met een 15 cm hoge stoeprand voor een verdwaald motorvoertuig. Normaal gesproken zijn de kappen slechts 7 cm hoger dan de rijbaan en beveiligen ze het verkeer door middel van afstandsbarrières.
Wegdek en waterdichting
Weg oppervlak
Tegenwoordig heeft het wegdek in Duitsland een driedelige structuur bestaande uit een waterdichtmakende laag, een beschermlaag en een toplaag. De ca. 2 cm dikke afdichtingslaag bestaat uit bitumen lasplaten (met of zonder metaallaag) en beschermt de bovenbouw van de brug tegen het binnendringen van oppervlaktewater, vorst en dooizout. Een op de overlappende voegen aangebrachte maskeertape voorkomt het binnendringen van maskeermassa's en lijmen in de beschermlaag. De circa 4 cm dikke beschermlaag bestaat uit gietasfalt of gewalst asfalt en dient ter bescherming van de afdichting tegen mechanische belasting door verkeer en weersinvloeden. Op de beschermlaag wordt een ca. 4 cm dikke deklaag van asfaltbeton aangebracht om de wegbelasting direct te verwijderen. Ook op ondergeschikte particuliere wegen, zoals boswegen of huisopritten, worden wegdekken van hout toegepast, terwijl op oude bruggen (zoals Romeinse bruggen) natuursteen werd toegepast.
afwatering
De drainage moet het oppervlaktewater snel en volledig afvoeren, niet alleen om redenen van verkeersveiligheid, maar ook om het oppervlak zo snel mogelijk te laten uitdrogen. In de regel wordt het water via een drainagesysteem afgevoerd naar regenoverloopbassins.
apparatuur
traliewerk
Brugleuningen dienen als valbeveiliging voor voetgangers of fietsers. De leuningen zijn gemaakt van staal of aluminium en hebben een minimale hoogte van 1,0 m bij valhoogten van minder dan 12 m, voor grotere hoogten is de minimale hoogte 1,1 m. Naast fietspaden is een leuninghoogte van minimaal 1,2 m verplicht in Duitsland (volgens de " Aanbevelingen voor fietsverkeersvoorzieningen " 1,3 m). Bij verkeersbruggen langer dan 20 m bevat de tweedelige leuning ook een staalkabel.
Afstand vangrails (de) - Vangrails / Vangrails (at)
Vangrails of afstandshekken dienen als valbeveiliging voor motorvoertuigen of om de tegemoetkomende rijstrook te beveiligen tegen uitbreken van voertuigen. Deze zijn gemaakt van staal , in Oostenrijk een deel van aluminium . Het gebruik van aluminium is echter niet zonder problemen, omdat het na verloop van tijd broos wordt en het niet ongebruikelijk is dat ongevallen leiden tot ernstig en zeer ernstig lichamelijk letsel. Daarom worden er in Oostenrijk geen nieuwe aluminium vangrails meer geplaatst en worden bestaande vangrails vervangen. Als alternatief voor de afstandsbarrières zijn ook betonnen beschermingsmuren aangebracht om de rijstrook op snelwegbruggen in Duitsland af te bakenen .
Classificatie
Bruggen kunnen worden ingedeeld volgens verschillende criteria :
eigendom
- publiek eigendom (behorend tot een openbare onderneming (staat, staat, stad, gemeente ...))
- privé-eigendom (behorend aan een (of meer) natuurlijke of rechtspersonen , inclusief overheidsbedrijven )
- Gemengde vormen, zowel privaat-publiek , als meerdere rechtspersonen, evenals meerdere publieke corporaties (een oplossing hiervoor was het brugkantoor, dat tot de 19e eeuw in verschillende steden bestond)
gebruik maken van
Een onderscheid naar gebruik is vaak afhankelijk van het object: verkeersbruggen en voetgangersbruggen in de openbare straat zijn veelal openbaar bruikbaar. Particuliere bruggen in de openbare wegruimte zijn meestal tolplichtig . Privébruggen op privéterrein kunnen alleen privé worden gebruikt.
plaats
De topografische ligging is een criterium voor de toewijzing van bruggen: Er kan bijvoorbeeld onderscheid worden gemaakt tussen dalbruggen , hellingbruggen , rivierbruggen of kanaalbruggen en hoge bruggen .
functie
Een andere verdeling van bruggen volgt hun functie. Volgens deze - in de verkeerssector - wordt onderscheid gemaakt tussen verkeersbruggen , voetgangersbruggen , spoorbruggen, lightrailbruggen, enz.: Een spoorbrug draagt dus spoorwegen, een verkeersbrug rijwegen. In de waterbouwkunde zijn er kanaalbruggen / waterbruggen (als trogbruggen ). Vanuit milieuoogpunt is de Wilde Brug (bekend als de Groene Brug ) bekend. Vaak heeft een brug echter meerdere doelen.
Andere soorten bruggen met functionele namen omvatten de transportband brug (in de mijnbouw), de lijn brug (bijvoorbeeld in de chemische fabriek), maar ook de pionier brug. Er zijn ook tijdelijke bruggen. Aan de andere kant zijn hulpbruggen die gemaakt van geprefabriceerde, meestal stalen modulaire elementen die worden gebruikt om de bouwplaats te omzeilen tijdens reparatiewerkzaamheden aan bestaande bruggen. Een hulpbrug kan langere tijd in gebruik blijven. Bruggen kunnen ook lange tijd geen functie hebben: deze worden dan in de volksmond " sodabruggen " genoemd.
Vorm en constructie
Volgens technische criteria is een indeling naar vorm en constructie, materiaal en gewicht mogelijk.
Ligger brug
Het uiterlijk kenmerk van de ligger gewoonlijk het zichtbare scheiding van de bovenbouw ( brug ligger) van de onderbouw (dragers, abutments) van lagers . De lagers brengen de belastingen van de bovenbouw naar de onderbouw en geven de brugligger de nodige positiezekerheid en bewegingsvrijheid. De vorm van de dwarsdoorsnede in de lengterichting komt uitwendig overeen met een balk , meestal is de balkhoogte constant. Opbouwen met variabele opbouwhoogtes zijn mogelijk. In de regel heeft de onderste koorde een kromming in overeenstemming met de momentbelasting ; deze is gebogen . De balk maakt optimaal gebruik van de sterkte van het materiaal en wordt als statisch systeem toegepast in conventionele bruggen met kleine tot middelgrote overspanningen (ca. 80 m). Economische overspanningen voor liggerbruggen zijn tot 100 m, [8] ong. 100-200 m voor extra gedoseerde bruggen en van 200 m voor tuibruggen . De liggerbrug wordt vaak vooral gevonden vanwege de relatief eenvoudige productie. Veel bruggen over snelwegen zijn op deze manier ontworpen. Balkbruggen kunnen worden ontworpen met verschillende dwarsdoorsnedegeometrieën in de dwarsrichting.
plaat brug
In termen van het statische systeem is het massieve paneel een brede balk. De plaat wordt vaak gebruikt voor viaducten, vooral bij scheve constructies, met een beperkte bouwhoogte en een maximale overspanning van 30 m. De volle plaat is vaak aan beide zijden voorzien van uitkragende armen en is dan vergelijkbaar met de enkelbaans T-balk. Vooral bij het massieve paneel is de plaats van de afwatering een probleem.
T-balk
De T-balk combineert eigenschappen van een plaat met die van de balk. Om grotere overspanningen te realiseren of om materiaal te besparen, zijn in de lengterichting van de brug een of meer liggers onder een relatief dunne plaat aangebracht.
kokerbalk
Door een onderplaat aan de ligger toe te voegen, wordt een gesloten doorsnede verkregen, die een holle doos wordt genoemd . Met name bij liggerbruggen met middelgrote en grotere overspanningen of met gebogen lijnen worden holle kokerdoorsneden, ook wel kokerdoorsneden genoemd, toegepast. Deze worden gekenmerkt door een hoge mate van buig- en torsiestijfheid , wat een grote slankheid en efficiënte constructiemethoden mogelijk maakt, zoals de incrementele lanceringsmethode . Ver overstekende rijbaanplaten worden vaak via schuine steunen op de kokerbalk ondersteund.
Framebrug (integrale brug)
Kozijnbruggen komen overeen met liggerbruggen, maar met het verschil dat de bovenbouw star is verbonden met de onderbouw (aanslagwanden of kolommen). Hierdoor worden de doorbuigingsmomenten in het veld van de brugligger verminderd, en kan daarmee de bouwhoogte worden verkleind, of kan bij een gegeven bouwhoogte een grotere overspanning worden gerealiseerd. Dit wordt vaak gebruikt voor snelwegviaducten om het zonder centrale pijlers te kunnen stellen. De eliminatie van lagers verlaagt de onderhoudskosten en vereenvoudigt het onderhoud van de brug. Het vervangen van de bovenbouw, bijvoorbeeld na aanrijdingsschade, kost echter meer tijd.
Bruggen waarvan de bovenbouw geen verbindingen of lagers heeft, d.w.z. die in de landhoofdmuren en eventuele steunen zijn geklemd, worden integrale bruggen genoemd . Een variant op dit type constructie zijn halfintegrale bruggen waarbij de bovenbouw niet geheel monolithisch met de onderbouw is verbonden of waarbij de bovenbouw verbindingen heeft. [9]
Truss brug
Spanten zijn opgeloste draagconstructies . Ze hebben het voordeel van een lager materiaalverbruik dan vergelijkbare volwandige constructies zoals balken (→ lager eigen gewicht). De staven van het raamwerk worden voornamelijk onderworpen aan spanning en druk . Een nadeel is meestal de grotere hoogte van de constructie. Vakwerkbruggen zijn voornamelijk van staal (soms ook als houtconstructie ). Vanwege de hoge verkeersbelasting worden ze vaak gebouwd voor spoorwegviaducten , maar worden ze ook gebruikt voor verkeersbruggen met grotere overspanningen, vooral in de VS. Vakwerk is ook verborgen onder de bekleding van overdekte houten bruggen .
- Constructievormen van vakwerkbruggen
Truss met parallelle banden
Frame zonder parallelle riem
Paalloze truss met onderliggende rijbaan (parallelle band)
Truss met bovenliggende rijbaan
Tralieligger brug
Tralieliggerbruggen zijn bruggen met liggers gemaakt van een groot aantal diagonaal kruisende staven die op de kruispunten met elkaar zijn verbonden. De technologie werd in 1820 in de VS ontwikkeld voor de constructie van overdekte houten bruggen. Na de introductie van smeedijzer gemaakt in het vulproces in Groot-Brittannië, werd het principe overgebracht naar smeedijzeren tralieliggerbruggen, die goedkoper konden worden vervaardigd dan de eerste kokerliggerbruggen met volledig gesloten oppervlakken. Deze bouwmethode werd vanaf 1847 toegepast, voornamelijk in de jaren 1860 en incidenteel tot rond 1900.
Pendel pier brug
Bij pendelpijlers zijn de pijlers scharnierend verbonden met de bovenbouw en de fundering . Hierdoor worden de pijlers alleen onderworpen aan drukkrachten , terwijl de langskrachten, bijvoorbeeld van remmende of startende voertuigen, volledig van de bovenbouw naar de landhoofden worden overgebracht. [10]
| Pendel pier brug | ||
|---|---|---|
 |  Hølenbrücke op de Østfoldbanen in Noorwegen | |
Boogbrug
De boog is voor massieve bouwmaterialen, zoals steen of beton, met zijn hoge druksterkte het meest geschikte constructietype, aangezien de boog hier bij optimale geometrie bijna uitsluitend wordt blootgesteld aan drukbelastingen. Daarom is dit type constructie op veel oude bruggen terug te vinden. De ondergrond moet echter voldoende stevig zijn omdat deze naast de loodrechte krachten ook met name horizontale krachten moet opnemen. De landhoofden aan het einde van de boog worden jagers genoemd .
Boogbruggen zijn gemaakt van staal of gewapend beton met verhoogde, bovengrondse wegen om diepe valleien of sneden in het terrein te overwinnen. Met een stalen boog zijn overspanningen tot 500 meter mogelijk, met een boog van gewapend beton is 300 meter mogelijk. Stalen boogbruggen met aangebouwde, onderliggende rijbaan ontstaan door de lage constructiehoogte van de rijbaantafel, vooral in vlakke gebieden bij het oversteken van waterlichamen. Boogbruggen met een centrale rijbaan, zoals de Karmsundbrua , zijn een andere mogelijke manier om obstakels te overwinnen. Een modern ontwerp zijn de CFST-bruggen ( betongevulde stalen buisbruggen ) , die sinds 1990 in China worden gebouwd, waarbij de dragende boog eerst wordt gemaakt van lege stalen buizen, die vervolgens worden gevuld met beton.
Een boogbrug bestaat uit een of meer bogen en het brugpaneel of de rijbaan. De stalen boogbrug heeft ook hangers of palen waaraan het brugpaneel wordt bevestigd.
Bouwvormen van boogbruggen:
| Bovengrondse rijbaan | Gewatteerde boog (oude stenen brug) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| |  | ||||
| Rijbaan beneden | Strik met trekkoord (in de regel Langerscher-bar ) | ||||
 |  | ||||
Hangbrug
De hangbrug is een doorontwikkeling van de touwbrug. Einfache Hängebrücken mit noch durchhängender Fahrbahn finden sich schon in steinzeitlichen Kulturen. Die Hängebrücke wird überwiegend zur Überquerung breiterer schiffbarer Gewässer mit Stützweiten oberhalb von 800 m gebaut. Wegen der Tendenz zu größeren Verformungen wird sie nur selten (Beispiele sind die Tsing-Ma-Brücke und der Ponte 25 de Abril ) als Eisenbahnbrücke verwendet. Sie ist statisch ähnlich der Bogenbrücke mit untenliegender Fahrbahn. Bei der Hängebrücke wird zwischen Pylonen ein Tragseil aufgehängt. An diesem Tragseil werden Hänger befestigt, senkrechte Seile, die die Fahrbahn tragen. Sie sind jedoch bei großen Stützweiten sehr gegen Windschwingungen anfällig, wie es der Einsturz der Tacoma-Narrows-Brücke in den USA am 7. November 1940 gezeigt hat.
Ein berühmtes Beispiel einer Hängebrücke ist die Golden Gate Bridge in San Francisco . Die Akashi-Kaikyō-Brücke in Japan hat seit 1998 mit 1991 Metern die größte Stützweite.
Schrägseilbrücke
Die Schrägseilbrücke oder Schrägkabelbrücke hat sich zur Überbrückung breiterer Gewässer oder Flächen mit Stützweiten zwischen 200 m und 1000 m als technisch besonders geeignet und als wirtschaftlich erwiesen. Die Brücke wird meist im Freivorbau errichtet. Der Bauzustand mit der weit auskragenden Brücke ist aufgrund der seitlichen Windbeanspruchung maßgebend für die technisch möglichen Stützweiten. Aufgrund ihrer hohen Steifigkeit kann sie auch für den Eisenbahnverkehr verwendet werden. Eine Schrägseilbrücke besteht aus den Pylonen, der Fahrbahn und den Seilen. Alle lotrechten Kräfte der Brücke werden über die Seile in den Pylon eingebracht, der diese dann senkrecht als reine Druckkräfte in den Untergrund einbringt. Die Schrägseilbrücke entspricht einer Auslegerbrücke, die Fahrbahntafel bildet den druckbeanspruchten Untergurt, die Seile sind Auslegerzuggurte, welche die vertikalen Lasten an die Pylone abtragen und in der Fahrbahntafel rückverankert sind.
Ein bekanntes Beispiel dieser Brückenform ist die Hamburger Köhlbrandbrücke . Die Rio-Andirrio-Brücke , die über den Golf von Korinth (Griechenland) führt, ist ein weiterer bekannter Vertreter dieser Brückenform und eine der längsten ihrer Art. Das Viaduc de Millau ist seit 2004 mit 2460 m die längste Schrägseilbrücke der Welt.
| einhüftige Schrägseilbrücke, Harfenform | zweihüftige Schrägseilbrücke, Büschelform | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
 |  | |||||
Extradosed-Brücke
Eine Extradosed-Brücke ist eine neuartige Brückenkonstruktion (eine Brücke mit außen liegender Vorspannung) mit Schrägseilen, die eine Mischung aus Schrägseilbrücke und vorgespannter Balkenbrücke ist. Wirtschaftliche Stützweiten für Balkenbrücken sind bis ca. 100 m, [8] 100–200 m für Extradosed-Brücke , und ab ca. 200 m für eine Schrägseilbrücke .
Smuuli Brücke in Estland
Sunnibergbrücke in der Umfahrung Klosters , Schweiz
Spannbandbrücke
Tragendes Element einer Spannbandbrücke sind ein oder mehrere durch die Last gespannte Bänder, die mit den Endlagern zugfest verbunden sind. Charakteristisch ist der konkave Durchhang des Spannbandes in den Feldern. Je geringer der Durchhang, umso größer sind die Zugkräfte im Spannband. Wegen des Durchhangs wird diese Bauform überwiegend als Fußgängerbrücke errichtet. Das Spannband kann über Zwischenpfeiler geführt werden. Ein bekannter Vertreter dieser Brückengattung ist die Holzbrücke bei Essing über den Main-Donau-Kanal , die neben der ungewöhnlichen Verwendung von Brettschichtholz als Spannband mit 193 m zugleich bis 2006 die längste Holzbrücke Europas war. Dieser Status ging an die 225 m lange Drachenschwanz -Brücke auf dem Gelände der Neuen Landschaft Ronneburg über. Bei Straßenbrücken wird die Fahrbahn üblicherweise über dem Spannband aufgeständert, so dass trotz des Durchhangs des Spannbandes eine Fahrbahn entsteht, die der Trassierung der Straße entspricht.
Diagramm einer mehrspannigen Spannbandbrücke
Spannbandbrücke bei Essing zwischen Riedenburg und Kelheim
Passerelle Lignon, ein Fussgängersteg im Kanton Genf , Schweiz
Bewegliche Brücke
Bewegliche Brücken werden gebaut, wenn sich aus den örtlichen Gegebenheiten ergibt, dass eine feste Brücke nicht wirtschaftlich oder konstruktiv möglich ist. Dies kann sein, wenn zum Beispiel im Flachland eine Anrampung zu teuer wäre und ohne Anrampung eine zu geringe Durchfahrtshöhe für die untenliegende Verkehrslinie bliebe. Dieser Brückentyp hat den Nachteil, dass die Kreuzung des Verkehrs nicht voneinander unabhängig stattfinden kann, sondern immer einer der Verkehrswege gesperrt oder zumindest eingeschränkt ist.
Diese Brücken werden durch die Art der Konstruktion genauer beschrieben. So gibt es die Zugbrücke oder Ziehbrücke, bei der die Fahrbahn hochgeklappt wird, die Klappbrücke , deren Mechanismus keine Zugseile hat (das berühmteste Beispiel ist die Tower Bridge in London), eine Einziehbrücke wie nahe Gouda in den Niederlanden und als besondere Variante eine Dreifeldzugklappbrücke, wie die Hörnbrücke in Kiel, eine Faltbrücke . Weitere bewegliche Brückentypen, die Schifffahrtsstraßen kreuzen und größere Durchfahrtsbreiten ermöglichen, sind die Drehbrücke , die komplett um ihre vertikale Achse gedreht werden kann (die Drehbrücke Malchow ), die Hubbrücke , die komplett hochgehoben wird (die Kattwykbrücke über die Hamburger Süderelbe) oder im niederländischen Haarlem , sowie die Kippbrücke , die Senkbrücke und die Rolling Bridge (Rollende Brücke).
Ausdrehen der Nordschleusenbrücke in Bremerhaven zur Freigabe des Wasserweges:
Schwimmbrücke (Pontonbrücke, Schiffbrücke)
Schwimmbrücken haben an Stelle von Pfeilern auf einem Gewässer liegende Schwimmkörper, die kurze Überbauten miteinander verbinden. Als Schwimmkörper kommen Pontons , Schiffe, Schlauchboote, Hohlplatten oder Amphibienfahrzeuge zum Einsatz. Die Nutzbarkeit von Schwimmbrücken wird insbesondere vom Wasserstand und der Wasserströmung stark beeinflusst. Je nach Wasserstand muss beim Befahren der Brücke zwischen dem Ufer und dem ersten Schwimmkörper eine erhebliche Steigung oder ein Gefälle überwunden werden, was vor allem bei Eisenbahnbrücken die Nutzung zeitweise erschwert oder unmöglich macht. Häufig wird die Brücke am Ufer abgespannt, da sie sonst nur eine geringe Quersteifigkeit besitzt.
Schwimmbrücken werden meist als Behelfsbrücken eingesetzt, um zerstörte Infrastruktur bis zur Wiederherstellung zu ersetzen. Eine typische Anwendung liegt im militärischen Bereich, wo es einerseits darum geht, zerstörte Infrastruktur temporär wiederherzustellen, andererseits aber auch darum, durch Flexibilität operative Vorteile zu erlangen. Früher kamen Schwimmbrücken als kostengünstige Alternative an Stelle fester Brücken zur Anwendung.
In Norwegen werden Schwimmbrücken noch als permanente Bauwerke errichtet. So ist beispielsweise die 845 m lange Bergsöysund-Brücke bei Kristiansund zu nennen, die einen bogenförmigen Grundriss ohne Verankerung hat. Von gleicher Konstruktionsart ist der 1246 m lange Pontonbrückenabschnitt der insgesamt 1614 m langen Nordhordlandsbrua bei Bergen . Im Grundriss gerade und in Querrichtung mit Ankern gehalten ist dagegen die 2019 m lange Lacey V. Murrow Memorial Bridge über den Lake Washington bei Seattle .
Bergsöysundbrücke (Pontonbrücke)
Pontonbrücke über die Donau in Novi Sad, Serbien
Material
Holzbrücke
Holz ist in Form eines Baumstammes über eine Schlucht oder ein Gewässer das älteste Brückenbaumaterial. Es wird bei Jochbrücken und bei Fachwerkbrücken verwendet. Im 18. Jahrhundert erreichte der Holzbrückenbau mit der Rheinbrücke Schaffhausens von Hans Ulrich Grubenmann einen ersten Höhepunkt. Diese war 120 m lang und hatte nur einen Zwischenpfeiler. Die Weiterentwicklung erfolgte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts in Nordamerika beim Bau der Eisenbahnstrecken durch den Kontinent, unter anderem mit den hölzernen Trestle-Brücken , bestehend aus einfachen Balkenbrücken mit einer feinmaschigen Anordnung von Rundhölzern.
Holz wird insbesondere bei Fußgängerbrücken verwendet, Stegen oder anderen untergeordneten Brücken wie Güterwegbrücken oder Hauszufahrten. Von Vorteil ist dabei insbesondere das niedrige Eigengewicht des Holzes. Eher selten wird Holz für größere Brücken verwendet, wie in der Nähe des finnischen Mäntyharju . Dort wurde 1999 die mit 168 m längste (maximale Stützweite 42 m) für den Straßenverkehr zugelassene Holzbrücke der Welt eröffnet. [11] [12] Die längste gedeckte Holzbrücke Europas ist die Holzbrücke Bad Säckingen in Süddeutschland. Zu den bekanntesten zählt die Kapellbrücke in Luzern . Die längste gedeckte Holzbrücke der Welt ist mit 390 Meter die Hartland Bridge in New Brunswick , Kanada .
Seilbrücke
Die Seilbrücke gehört zu den ältesten Brückenarten, wobei es mehrere Varianten gibt:
- Die 1-Seilbrücke ist die einfachste Variante und besteht aus einem schrägen gespannten Seil, das an einer Rolle hängend benutzt wird.
- Die 2-Seilbrücke besteht aus einem Tragseil (unten) und einem Halteseil (oben). Dies ist eine sehr wackelige Angelegenheit, weil sich Trag- und Halteseil horizontal zueinander verschieben können.
- Eine Verbesserung der 2-Seil-Brücke durch ein weiteres Halteseil und Verbindungen zwischen Halteseilen und Tragseil ist die 3-Seil-Brücke. Dadurch wird eine höhere Stabilität erreicht und das Benutzen der Brücke wird sicherer.
- Die 4-Seil-Brücke ist gegenüber der 3-Seil-Brücke durch ein weiteres Tragseil ergänzt. Dabei wird zwischen den beiden Tragseilen ein Belag (meistens aus Holz) befestigt. Dies erhöht den Komfort bei Benutzung.
Reine Seilbrücken finden sich noch in Afrika , Asien , Südamerika [13] und Mikronesien . Das Seil besteht oft aus Naturfasern, manchmal aus Stahl.
Massivbrücke
Steinbrücke
Steinbrücken sind Brücken, bei denen nicht nur die Brückenpfeiler, wie dies bei Eisen- oder Holzbrücken der Fall ist, sondern auch der Überbau aus Stein hergestellt ist. Schon früh wurde Stein als Brückenbaumaterial eingesetzt, zunächst mit unbearbeiteten ( Clapper bridge ) und später mit bearbeiteten Steinen.
Zuerst wurden die Steinbrücken mit Kragbogen und dann mit fortschreitender Technik als echte Bogenbrücken ausgeführt. Bei geringer zu überbrückender Strecke können Steinbrücken mit einem einzigen, von Ufer zu Ufer gespannten Bogen, bei größeren Strecken mit mehreren zwischen Steinpfeilern eingewölbten Bögen, auf denen die Brückentafel liegt, ausgeführt werden. Unterschiede entstehen hierbei durch die Form des Bogens , der ein Halbkreis, ein flacher Kreisbogen (Stichbogen/Segmentbogen), ein gedrückter oder ein überhöhter Bogen sein kann. Die Halbkreisbogenbrücken der Römer hatten Stützweiten bis ungefähr 28 Meter ( Brücke von Alcántara ). Maximal sind etwa 45 Meter lichte Weite bei dieser Geometrieform mit Steinbrücken möglich, was bei der Brücke Pont du Diable in Frankreich erreicht wurde. Mit dem ab dem Mittelalter eingesetzten Segmentbogen, der statisch günstiger aber aufgrund des höheren Seitenschubs schwieriger beherrschbar ist, konnten dann mit Steinbrücken Stützweiten bis zu 72 Meter erreicht werden. Die Trezzo-Brücke war mit einem Segmentbogen von 72 Meter lichter Weite 39 Jahre bis zu ihrer Zerstörung die größte Steinbogenbrücke der Welt. Stein hat beim Brückenbau nur noch eine untergeordnete Bedeutung, meist in Form von Verkleidungen.
Betonbrücke
Beton ist ein künstlicher Stein, der aus einem Gemisch von Zement , Gesteinskörnung ( Sand und Kies ) und Wasser hergestellt wird, das sich infolge einer chemischen Reaktion verfestigt. Beton kann außerdem Betonzusatzstoffe und Zusatzmittel enthalten. Dieses Baumaterial eignet sich hervorragend, um Brücken zu bauen, weil es sich flüssig in jede Form gießen lässt und nach Aushärtung einen gut auf Druck beanspruchbaren künstlichen Stein ergibt. Beton ist (ebenso wie Stein) nur in der Lage, große Druckkräfte und geringe Zugkräfte aufzunehmen, weshalb er vor allem bei den Bogenbrücken verwendet wird.
Stahlbetonbrücke, Spannbetonbrücke
Stahlbeton vereint die Vorteile von Beton und Stahl . Dabei umschließt der Beton den Stahl und schützt diesen so vor Korrosion . Der Stahl bringt seine Zugfestigkeit in diese Verbindung mit ein, die nur möglich ist, weil beide Stoffe einen sehr ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.
Es gibt mehrere Arten von Stahlbeton:
- Stahlbeton: In eine Schalung wird die Bewehrung eingebaut und diese dann mit Beton ausgegossen. Dies wird als schlaff-bewehrt bezeichnet.
- Spannbeton : Die Verwendung von Spannbetonbrücken ist ab Stützweiten von mehr als 10 m bis 25 m der Regelfall. Hierbei wird ein Teil der Bewehrung, der Spannstahl , vorbelastet (gespannt). Dadurch ergibt sich eine Druckspannung im Beton, die eine Rissbildung des Betons und somit größere Durchbiegungen verhindert. Dies ermöglicht niedrigere Bauhöhen der Brückenträger. Bezüglich der Lage des Spannstahles im Brückenquerschnitt unterscheidet sie sich zwischen interner Vorspannung und externer Vorspannung . Bei der internen Vorspannung sind die Spannkabel im Betonquerschnitt angeordnet und vollständig vom Beton umhüllt. Bei der externen Vorspannung liegen die Spannglieder außerhalb des Betonquerschnittes und sind auswechselbar. Die Spannkräfte werden nur an Umlenksätteln oder Konsolen in den Betonquerschnitt eingeleitet. Die externe Vorspannung wird meist bei Hohlkastenquerschnitten in Kombination mit der internen verwendet.
Metallbrücke
Gusseisenbrücke, schmiedeeiserne Brücke
Gusseisen ist eine Eisen - Legierung mit niedrigerem Schmelzpunkt als Stahl und daher leichter herzustellen. Auf Grund der geringen Elastizität hat das spröde Gusseisen bei Konstruktionsbauten keine Bedeutung mehr und wurde zunächst durch Schmiedeeisen , dann durch Stahl abgelöst. Viele Brücken wurden früher aus Gusseisen gebaut, zum Beispiel The Iron Bridge über den Severn . Die meisten der Gusseisenbrücken waren der steigenden Belastung nicht gewachsen und wurden daher durch Stahlbrücken ersetzt. Lediglich bei den Pendelstützen konnte sich Gusseisen noch bis zum Beginn des Ersten Weltkrieges halten. Ein Beispiel hierfür ist die Hartungsche Säule , die beim Ausbau des Eisenbahnsystems im Raum Berlin von 1880 bis 1910 in großer Stückzahl verwendet wurde.
Stahlbrücke
Stahl weist eine sehr hohe Festigkeit gegenüber Druck- sowie Zugkräften auf. Stahl wird im Brückenbau vor allem in Form von Seilen, Profilen oder Blechen verwendet. Es werden in vermehrtem Umfang Teile aus Stahlguss eingesetzt. Ein Nachteil kann das Rosten ( Korrosion ) sein. Im Gegensatz zu feuerverzinkten Brücken, die eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren erreichen, muss die Beschichtung von beschichteten Brücken zumeist nach etwa 30 Jahren erneuert werden. Stahl wird beim Überbau vor allem von Stabbogenbrücken, Deckbrücken, Fachwerkbrücken und Hängebrücken eingesetzt.
Stahlverbundbrücke
Tragwerke des Verbundbaus haben räumlich getrennte Querschnitte, die aus zwei oder mehreren Baustoffen bestehen. Anders als beispielsweise beim Stahlbeton wird der Verbund untereinander durch besondere Verbindungsmittel hergestellt. Zum Beispiel liegt bei einer Stahlverbundbrücke auf dem stählernen Brückenträger die Fahrbahnplatte, die aus Stahlbeton besteht. Der Verbund zwischen beiden Baustoffen wird über Kopfbolzendübel sichergestellt. Dadurch kommt es zu einer kraftschlüssigen Verbindung und beide Querschnitte wirken zusammen als ein Querschnitt. Bei Kopplung von Spannbeton- und Stahlverbundkonstruktionsteilen werden sie hybride Brücken genannt.
CFST-Brücke
Eine besondere Bauart der Stahlverbundbrücke sind die seit 1990 in China häufig gebauten CFST-Brücken (concrete filled steel tube bridges) , bei denen der tragende Bogen zunächst aus leeren Stahlrohren hergestellt wird, die anschließend mit Beton verfüllt werden.
Aluminiumbrücke
Der erste Einsatz von Aluminium im Brückenbau erfolgte 1933 mit der Erneuerung der Fahrbahnkonstruktion der Smithfield Street Bridge in Pittsburgh. 1946 konnte die aus neu entwickelten Aluminiumlegierungen bestehende einspurige Eisenbahnbrücke Grasse River Bridge in der Nähe von Massena (New York) mit Aluminiumhauptträgern errichtet werden. In späteren Jahren wurde die Strangpresstechnik weiterentwickelt. Sie ermöglichte die Herstellung speziell auf die Anforderungen des Brückenbaus abgestimmter Profile. In der Zeit zwischen 1980 und 1990 fand eine starke Verbreitung der Aluminiumbrücke , die durch ein geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit sowie geringe Unterhaltskosten gekennzeichnet ist, in den skandinavischen Ländern statt. In Lahr/Schwarzwald steht Deutschlands längste Aluminiumbrücke. Sie ist 48 Meter lang und 31 Tonnen schwer. [14]
Kunststoffbrücke
Seit den 1990er Jahren werden Brücken auch aus Faser-Kunststoff-Verbunden gebaut. Die Technik kommt meist bei kleineren Brücken für Fußgänger und Radfahrer zum Einsatz. Eine der ältesten Ausführungen ist die 1990 erbaute Fussgängerbrücke auf einem Golfplatz in Aberfeldy , Schottland . In Boothbay, Maine steht derzeit die längste Brücke aus Kunststoff, die 160 Meter lange Knickerbocker-Brücke. Kunststoffbrücken benötigen gemäß Untersuchungen aus den Niederlanden weniger Graue Energie als Brücken aus herkömmlichen Werkstoffen, und ihre Erstellung setzt weniger CO 2 frei. [15]
Eine der ältesten Kunststoffbrücken auf dem Golfplatz in Aberfeldy
GFK-Brücke über die B106 bei Schwerin
Geometrie
In Grund- und Aufriss
Im modernen Brückenbau hat sich der Grundsatz, dass die Brücke Teil der Straße ist, dahingehend weiterentwickelt, dass diese der Trassierung der Straße folgt. Daraus ergeben sich eine Vielzahl geometrischer Variationen. So muss der Kreuzungswinkel beispielsweise zwischen einer Landstraße und einer Autobahn nicht rechtwinklig sein. Eine Brücke ist eine schiefe Brücke , im Gegensatz zur geraden Brücke . Befindet sich eine Brücke im Radius, so wird von einer im Grundriss gekrümmten Brücke gesprochen, befindet sie sich in einer Wanne oder einer Kuppe, so heißt sie im Aufriss gekrümmte Brücke. Es kommen aber auch Brücken vor, die sowohl in Grund- als auch im Aufriss gekrümmt sind, Brücken die sich in Verwindungsbereichen der Fahrbahn befinden oder sogar Brücken die sich im Bereich einer Krümmungsänderung der Fahrbahn (Klothoide) befinden. Für die an der Bauausführung Beteiligten sind unregelmäßige Geometrien und Aufweitungen im Bereich einer Brücke große Herausforderungen, da komplizierte Bauwerksgeometrien häufig mit den gängigen Bauverfahren nicht kompatibel sind und die Entwicklung besonderer oder die Modifikation gängiger Bauverfahren verlangen.
Im Querschnitt
Insbesondere bei unterschiedlich genutzten Brücken werden oft zur Verkehrstrennung zwei Fahrbahnebenen angeordnet. Ein bekanntes Beispiel für solche Doppelstockbrücken ist die Öresundbrücke , die oben den Straßen- und unten den Eisenbahnverkehr aufnimmt. Die Trennung der Richtungsfahrbahnen von mehrstreifigen Straßenbrücken, wie bei der Bay Bridge , kann mit zweistöckig genutzten Brückenüberbauten erfolgen. Mehrstöckige Brücken haben den Vorteil, dass die statisch notwendige Konstruktionshöhe gleichzeitig als Verkehrsraum genutzt wird. Dies reduziert das Eigengewicht der Brücke, da die Brückenbreite geringer ist und damit die notwendigen Querträger leichter werden.
Viadukt und Durchlass
Viadukt
Mit Viadukt werden mehr oder minder hohe und lange Straßen- oder Eisenbahnbrücken bezeichnet, die steigungsarm ein Tal oder eine Senke mit Pfeilern und meist Bögen überspannen. Ähnliche Konstruktionen, die Aquädukte , wurden von den Römern zur Trinkwasserversorgung benutzt. Viadukte wurden später im Eisenbahnbau häufig errichtet.
Durchlass
Als Durchlass gilt ein kleines Bauwerk mit einer lichten Weite von weniger als zwei Metern im Erdkörper eines Verkehrswegs. Er wird dann gebaut, wenn ein Fußweg oder kleiner Bach durch einen Straßen- oder Eisenbahndamm zu führen ist. Durchlässe werden meist als Stahlbetonrahmenkonstruktion oder mit Wellstahlrohren ausgeführt.
Spezielle Ausrüstungen
Bei manchen Brücken finden sich außergewöhnliche Installationen. So trägt der Pylon der Brücke des Slowakischen Nationalaufstandes in Bratislava ein Turmrestaurant. Andere Brückenpfeiler von Hängebrücken tragen Sendeantennen. Bei elektrifizierten Eisenbahnstrecken müssen bei allen Brückenbauwerken aufgrund der spannungsführenden Oberleitungen aus Sicherheitsgründen Bauteile aus elektrisch leitendem Material geerdet sein. [16]
Im Rahmen eines Pilotprojektes wurde am 20. Oktober 2011 die erste Brücke Deutschlands mit einer beheizbaren Fahrbahn in Berkenthin in Schleswig-Holstein über den Elbe-Lübeck-Kanal eingeweiht. Unter Nutzung der Erdwärme wird Wasser mit einer Temperatur von 11 °C aus 80 Metern Tiefe verwendet. Ziel des Projektes ist es, die Unfälle durch Glätte zu reduzieren. Spezielle Bedingungen in Berkenthin sorgen dort während der Dämmerung für einen häufigen Wechsel zwischen Frost und Tau. Der Brückenneubau kostete ca. 9,7 Mio. Euro, wovon rund 1 Mio. Euro auf die Geothermieanlage entfallen. [17]
Freileitungen auf Brücken
Oberleitungsmasten und Masten für Fernsprechfreileitungen auf Brücken sind nichts Ungewöhnliches. Oft werden bei Fachwerkbrücken mit untenliegender Fahrbahn an der Fachwerkkonstruktion Querträger für die Aufnahme der Leitungen installiert. Allerdings gibt es Brücken, die Freileitungen des Verbundnetzes tragen, wie die Storstrømsbroen .
Sonstige Begriffe
Wichtige Begriffe einer Brücke sind unter anderem:
- Stützweite oder auch Spannweite : die Länge zwischen zwei Auflagerpunkten in Brückenlängsrichtung
- lichte Weite: der Abstand zwischen den begrenzenden Bauteilen, wie Pfeiler oder Widerlager, einer Brückenöffnung
- lichte Höhe: die Strecke zwischen Untergrund und Tragwerksunterkante
- Bauhöhe: Maß von Konstruktionsunterkante bis Fahrbahn-/Schienenoberkante
- Konstruktionshöhe: Maß von Konstruktionsunterkante bis -oberkante
- Kreuzungswinkel: Winkel zwischen den Achsen der kreuzenden Objekte (angegeben in Neugrad )
Brückeninstandhaltung
Die Brückeninstandhaltung besteht zum einen aus der Bauwerksüberwachung und -prüfung. Diese sind in Deutschland in der DIN 1076 geregelt und umfassen eine laufende Überwachung alle drei bis sechs Monate, eine einfache Prüfung oder Kontrolle alle zwei bis drei Jahre sowie eine Hauptprüfung alle sechs bis zehn Jahre. Zum anderen besteht die Bauwerksinstandhaltung aus der Bauwerkserhaltung mit der Wartung und Pflege der Bauwerke sowie der Instandsetzung der Bauwerke. In Deutschland fallen höhere Instandhaltungs- als Neubaukosten an. [19] Nach einer Studie des KIT kann die Lebensdauer von geschweißten Stahlbrücken durch eine Nachbehandlung der Schweißnahtübergänge deutlich verlängert werden. [20] Eine Studie der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) kommt zu dem Ergebnis, dass wartungsfreie feuerverzinkte Stahl- und Stahlverbund-Brücken deutlich nachhaltiger und kostengünstiger sind als beschichtete Brücken, die in der Regel jeweils nach 33 Jahren komplett instandgesetzt werden müssen. [21]
Es gibt verschiedene Methoden, um den Zustand von Brücken zu überwachen. Zum Beispiel können für eine Langzeitüberwachung beim Bau einer Brücke Beschleunigungsaufnehmer in die Struktur integriert werden. Eine andere Möglichkeit ist die berührungslose Zustandskontrolle, die auf dem Doppler-Effekt basiert. [22] [23] Der Laserstrahl eines Laser Doppler Vibrometers wird auf die Oberfläche des Messobjekts gerichtet. Die Frequenz des von der Oberfläche zurückgestreuten Lichts wird durch die Bewegung der Brücke verändert ( Doppler-Verschiebung ). Durch eine interferometrische Auswertung kann somit aus dem von der Objektoberfläche zurückgestreuten Licht die Schwinggeschwindigkeit oder Verschiebung am Messpunkt genau ermittelt werden. [24]
Im Brückenbau, besonders bei Autobahnbrücken, wird der kathodische Korrosionsschutz (KKS) mittels Fremdstromanode durchgeführt. Dazu wird ein Anodengitter aus beschichtetem Titan auf die zu schützende Oberfläche aufgebracht und mit Spritzbeton circa 2 cm bis 3 cm eingespritzt. Der Spritzbeton dient dabei als Elektrolyt . Der Strom wird über Gleichrichter in die Bewehrung eingeleitet und so der kathodische Schutz erreicht. Die Maßnahme wird mit einem automatischen Überwachungssystem laufend überprüft.
Korrosion bei Baustahl
Anodengitter für den KKS
Korrosion bei Säule der Lieserschluchtbrücke
KKS-Felder bei Lieserschluchtbrücke
Nach Angaben der Deutschen Bahn seien von 25.000 Eisenbahnbrücken 9000 älter als 100 Jahre. 1400 Brücken müssten dringend saniert werden. (Stand: 2013) [25]
Herstellung
Brücken können an Ort und Stelle gebaut, an einem anderen Ort hergestellt und beispielsweise mittels Schiff transportiert oder an der Baustelle hergestellt und in ihre endgültige Lage eingeschoben werden.
Beim Einschieben in Längs- oder Querrichtung werden hydraulische Pressen verwendet wie im Juni 2013 in Viersen, [26] 2003 in Krefeld, in Tutzing ( Bahnstrecke München–Garmisch-Partenkirchen ) [27] und Juni 2011 in Metzingen (4110 Tonnen schwere Stabbogenbrücke mit einer lichten Weite von 68 Metern). [28]
Betonbrücken mit geringer Höhe über Gelände können kostengünstig mit einem Lehrgerüst hergestellt werden. Bei mehrfeldrigen Brücken wird der Überbau meist abschnittsweise betoniert, wozu ein Lehrgerüst oder bei hohen Brücken ein Vorschubgerüst verwendet werden kann.
Vorschubgerüste sind Gerüste, die sich selbstständig von einem Brückenfeld zum nächsten verschieben. Anwendung finden diese Art von Gerüsten vor allem bei Brücken mit wechselnden Kurvenradien, unterschiedlichen Steigungen, wechselnden Stützweiten und bei Eisenbahnbrücken, die aus einer Kette von Einfeldträgern bestehen.
Sonst werden längere Spannbetonbrücken, Durchlaufträger mit regelmäßigen Stützenabständen und Hohlkastenquerschnitt, oft mit dem weit verbreiteten wirtschaftlichen Taktschiebeverfahren hergestellt (Taktschiebebrücken).
Bei großen Stützweiten finden sich Freivorbaubrücken , insbesondere zum Überbauen von breiten Gewässern. Dabei wird am frei auskragenden Ende der jeweils folgende Bauabschnitt angefügt. Insbesondere bei Stahlbrücken oder Verbundbrücken kann der Überbau aus Stahl oft mit Hebegeräten wie einem Autokran oder Winden montiert werden.
Daneben gibt es im Spannbetonbau noch die Möglichkeit, eine Brücke mit Fertigteilen zu bauen. Dies geschieht in Deutschland vor allem bei Autobahnüberführungen, bei denen die Brückenträger vorproduziert werden und die Fahrbahnplatte nur noch darauf betoniert werden muss. Dagegen ist außerhalb von Deutschland der Brückenbau mit Fertigteilquerschnittssegmenten sehr weit verbreitet. Dabei wird die Brücke durch das Aneinanderfügen und Verspannen von einzelnen vorproduzierten Querschnittselementen hergestellt. Ein Stahlbetonbogen kann beispielsweise im abgespannten Freivorbau oder mit einem freitragenden Holzlehrgerüst errichtet werden.
Das mittlere Alter der Brücken über Autobahnen und Bundesstraßen in Nordrhein-Westfalen beträgt nach dem Landesbetrieb Straßenbau 32 Jahre und 42 Jahre bei den Brücken über Landesstraßen. Sie haben damit bei einer Lebensdauer von 80 bis 100 Jahren die Hälfte der geplanten Nutzungsdauer erreicht. [29] Allerdings waren sie ursprünglich für eine deutlich geringere Verkehrsbelastung ausgelegt, als sie heute zu tragen haben.
Brücke als Symbol
Die Brücke ist ein weit verbreitetes Symbol für die Überwindung von Gräben und die Verbindung über trennende Grenzen hinweg. Daran knüpfen sowohl die Bezeichnung des römischen Papstes als „Pontifex Maximus“ (Oberster Brückenbauer) als auch die Wahl der Brücke als Symbol kirchlicher oder sozialer Einrichtungen mit Dialogauftrag ( Evangelische Akademie Bad Boll ) an. Den Aufbruch zu neuen Ufern sollte der Name der expressionistischen Künstlergruppe Die Brücke Anfang des 20. Jahrhunderts symbolisieren. Auf der Rückseite jeder Eurobanknote ist ebenfalls eine Brücke als ein Symbol der Verbindung der Völker Europas und Europa mit der Welt dargestellt. [30]
Zugleich und infolge der zunehmenden Bau- und Verkehrssicherheit weniger im Vordergrund steht das Motiv der Brücke für das mit Angst besetzte Beschreiten gefährlicher Wege. Brücken können einstürzen, wirken manchmal wackelig oder wenig Vertrauen erweckend, führen über gefährliche Abgründe und stehen für das Betreten von Neuland. Das Begehen einer Brücke ist mit der Gefahr eines Absturzes verbunden; in früheren Zeiten war es daher oft der Baumeister, der zum Beweis der Stabilität die Brücke als erster überschreiten musste. [31] Im Mittelalter entstanden auch Brückensagen , wenn es beim Bau der Brücke nicht mit rechten Dingen oder gar mit dem Teufel zugegangen sein soll. Brücken galten zudem als bevorzugter Ort für Überfälle durch Wegelagerer .
Die Tatsache, dass Wohnungslose gelegentlich den öffentlichen Raum unter Brückenauffahrten als Schutz- und Wohnquartier nutzen, hat dazu geführt, dass die Redensart unter Brücken hausen zum bildhaften Ausdruck für Obdachlosigkeit im urbanen Umfeld geworden ist.
In der Heraldik wird die Brücke als Bauwerk dargestellt, der Begriff wird aber auch als Bezeichnung des Turnierkragens verwendet. Siehe auch Brücke (Heraldik) .
- Brücken als Wappensymbol
Aue, Stadtteil der Stadt Aue-Bad Schlema in Sachsen
Aue-Bad Schlema in Sachsen
Bezirk Friedrichshain-Kreuzberg von Berlin
Fürstenfeldbruck in Bayern
Marktheidenfeld in Bayern
Königsbrück in Sachsen
Bruck an der Mur in der Steiermark
Innsbruck in Tirol
Pont-à-Mousson in der Region Grand Est
Brücken in der Kunst
Bildende Kunst
In der christlichen Heiligenverehrung deutet die Brücke als Attribut auf die Hinrichtungsart eines Märtyrers hin, der von einer Brücke gestürzt wurde. Bekanntester Vertreter ist der heilige Nepomuk , der als Schutzpatron der Brücken gilt. Ein anderes bekanntes Beispiel ist der heilige Florian . Solche Märtyrer, aber auch andere Heilige, wurden in der Vergangenheit angerufen, um sich vor der mit dem Überschreiten einer Brücke häufig assoziierten Gefahr zu schützen. Oft wurden sie als Standbilder auf Brücken aufgestellt und folgend als Brückenheilige bezeichnet.
Davon leitet sich die redensartliche Bezeichnung einer Person als Brückenheiliger ab, die bei Wind, Wetter oder anderen Gefahren an exponierter Stelle allen Unbilden zum Trotz aushält und unbeweglich als unbeteiligter Beobachter dasteht, ohne einer erkennbaren Tätigkeit nachzugehen oder deutlich Stellung zu dem sie umgebenden Geschehen zu beziehen.
Musik
In Liedgut und Musik steht das Motiv der Brücke meist symbolisch für die Überwindung von Schwierigkeiten oder die Lösung mehr oder weniger schwerwiegender Probleme. Dies gilt sowohl in der englischen Liedliteratur, wo Simon & Garfunkel von einer „ Bridge over Troubled Water “ singen, als auch im deutschsprachigen Repertoire. Mehr oder weniger bekannte Beispiele sind die Titel Über sieben Brücken mußt du gehn von der Gruppe Karat , auch gesungen von Peter Maffay , oder Über jedes Bach'l führt a Brückerl von Stefanie Hertel . Pur fordern neue Brücken , um die Kluft zu überwinden, die durch Rassismus und Fremdenhass entsteht, während sich die Red Hot Chili Peppers „under the bridge“ befinden. Bei Joy Fleming heißt es „ ein Lied kann eine Brücke sein “ und in ihrem Neckarbrückenblues geht es „iwwer die Brick“. Eine politisch verbindende Brücke hat Walter Mossmann ab 1975 in seinem Bruckelied besungen: die Brücke zwischen Wyhl und Marckolsheim , die bei den Protesten gegen das bei Wyhl geplante AKW eine wichtige Rolle gespielt hat.
Übergänge zwischen einzelnen Teilen eines Liedes oder Interpretationen (beispielsweise rein instrumental gespielte Parts zwischen vokalen Parts) werden Bridge genannt (übersetzt „Brücke“, aber als deutsches Wort nicht in Gebrauch), wobei Wechsel von Rhythmus oder Harmonien möglich sind, siehe dazu Bridge (Musik) .
Literatur
In der Literatur ist die Brücke ein beliebtes Motiv. Das reicht von Balladen ( Theodor Fontanes Die Brück' am Tay ) zu Romanen ( Ivo Andrić : Die Brücke über die Drina ; Die Brücke von San Luis Rey von Thornton Wilder ) bis hin zu bekannten Zitaten.
« La majestueuse égalité des lois interdit aux riches comme aux pauvres de coucher sous les ponts, de mendier dans la rue et de voler du pain. »
„Die erhabene Gleichheit vor dem Gesetz verbietet es Reichen wie Armen, unter Brücken zu schlafen, auf Straßen zu betteln und Brot zu stehlen.“
Film
Zahlreiche Filme haben Brücken als zentrales Motiv. Aufgrund ihrer strategischen Bedeutung befassen sich besonders Kriegsfilme mit Brücken. Beispiele sind die im Zweiten Weltkrieg spielenden Werke Die Brücke von Remagen oder Die Brücke von Arnheim . In Deutschland wurde der Name „Die Brücke“ von einem DEFA-Spielfilm , Bernhard Wickis Antikriegsfilm und dessen Remake verwendet. Weitere Kriegsfilme zum Thema: Die Brücken von Toko-Ri und Die Brücke am Kwai (nach einem gleichnamigen Roman von Pierre Boulle ).
Standortwahl
Bei der Auswahl von Brückenstandorten werden neben ästhetischen und funktionellen Gesichtspunkten auch ökologische Kriterien berücksichtigt. Die Auswahl des Standorts einer Brücke sowie einer dazu passenden Bauform kann ein schwieriger politischer Prozess sein, wie das Beispiel des Dresdner Brückenstreits um die Waldschlößchenbrücke zeigt.
Bilder
Steinerne Brücke Regensburg
Kettenbrücke Budapest
Maintalbrücke Nantenbach , Fachwerk mit Stahlverbundplatte
Diffenébrücke , Klappbrücke im Hafen Mannheim
Lügenbrücke in Hermannstadt
Die Bogenbrücke Pont Saint-Martin
Griethausener Eisenbahnbrücke , älteste noch erhaltene Eisenbahnbrücke im deutschen Rheinabschnitt
Maintalbrücke Gemünden , Rahmenbrücke
Göltzschtalbrücke , weltgrößte Ziegelsteinbrücke
Saale-Elster-Talbrücke , längste Brücke Deutschlands
Autobahnbrücke Siebenlehn , in den 1930er Jahren höchste Autobahnbrücke Europas
Europabrücke der Brenner Autobahn , in den 1960er Jahren höchste Brücke Europas
Hängebrücke aus Wurzeln in Sumatra
Hölzerner Innsteg zwischen Jenbach und Rotholz
Blaues Wunder in Dresden
Stari most in Mostar, Wahrzeichen der Stadt
Listen von Superlativen
Weitere Listen
nach Flüssen:
- Liste der Donaubrücken
- Liste der Elbbrücken
- Liste der Moselbrücken
- Liste der Neckarbrücken
- Liste der Rheinbrücken
- Liste der Seinebrücken
Deutschlandweit
- Liste mittelalterlicher Steinbrücken in Deutschland
- Liste der längsten Eisenbahnbrücken in Deutschland
- Liste der längsten Straßenbrücken in Deutschland
Weitere Listen, siehe Kategorie:Liste (Brücken)
Siehe auch
Literatur
- Bayerische Gesellschaft für Unterwasserarchäologie eV (Hrsg.): Archäologie der Brücken. Vorgeschichte, Antike, Mittelalter, Neuzeit. Pustet, Regensburg 2011, ISBN 978-3-7917-2331-0 .
- David J. Brown: Brücken – Kühne Konstruktionen über Flüsse, Täler, Meere. Callwey-Verlag, München 1994, ISBN 3-7667-1114-8 .
- Eugen Brühwiler, Christian Menn: Stahlbetonbrücken. Springer-Verlag, Wien 2003, ISBN 3-211-83583-0 .
- Dirk Bühler: Brückenbau im 20. Jahrhundert. Gestaltung und Konstruktion. DVA, München 2004, ISBN 3-421-03479-6 .
- Richard R. Dietrich: Faszination Brücken. Baukunst – Geschichte – Technik. Callwey, München 1998, ISBN 3-7667-1326-4 .
- Fritz Leonhardt: Brücken. Deutsche Verlags-Anstalt, 2002, ISBN 3-421-02590-8 .
- Alfred Pauser: Massivbrücken – ganzheitlich betrachtet. Geschichte, Konstruktion, Herstellung, Gestaltung. Österreichische Vereinigung für Beton und Bautechnik (für Österreich). Verlag Bau + Technik (für Deutschland), 2002, ISBN 3-7640-0431-2 .
- Caspar Schärer, Christian Menn (Hrsg.): Christian Menn. Brücken. Scheidegger & Spiess, Zürich 2015, ISBN 978-3-85881-455-5 . (Text deutsch und englisch)
- Frank Tönsmann (Hrsg.): Brücken. Historische Wege über den Fluss. 13. Kasseler Technikgeschichtliches Kolloquium. Kassel University Press, Kassel 2006, ISBN 3-89958-117-2 (Volltext)
- Lucien F. Trueb: Betonbrücken – Symbiose von Ingenieurwissenschaft und Kunst. In: Naturwissenschaftliche Rundschau. 57, Nr. 10, 2004, ISSN 0028-1050 , S. 537–543.
- Silvia Koci Montanari: Die antiken Brücken von Rom. Schnell & Steiner, Regensburg 2006, ISBN 3-7954-1814-3 .
- Christian Brensing (Hrsg.): Zwei Brücken – Bernhard Schäpertöns. JOVIS, Berlin 2010, ISBN 978-3-86859-083-8 .
- Karl-Eugen Kurrer : The History of the Theory of Structures. Searching for Equilibrium , Ernst & Sohn , Berlin 2018, ISBN 978-3-433-03229-9 , S. 58–101, S. 190–195, S. 200–210, S. 221–222, S. 241–247, S. 252–256, S. 445–448, S. 471–476, S. 483–491, S. 603–615 u. S. 621–627.
Weblinks
- Bernd Nebel – zahlreiche Informationen rund um Brücken und Brückenbau
- Structurae – Internationale Datenbank für Brücken- und Ingenieurbau mit über 10.000 Brücken
- brueckenweb – Brückendatenbank mit 50.000 Brücken und über 100.000 Fotos
- Deutsche Brücken – Seite des Bundesverkehrsministeriums zu Brücken in Deutschland, viele statistische Angaben
Einzelnachweise
- ↑ Website palafittes.org: Fundstellen Schweiz im UNESCO-Weltkulturerbe , abgerufen am 11. August 2011.
- ↑ whc.unesco.org Prehistoric Pile dwellings around the Alps : Rapperswil-Jona/Hombrechtikon–Feldbach (CH-SG-01), Rapperswil-Jona-Technikum (CH-SG-02), Freienbach–Hurden–Rosshorn (CH-SZ-01), abgerufen am 10. Februar 2013.
- ↑ Menai Strait Bridges. Warren Kovach, abgerufen am 6. August 2009 .
- ↑ Sven Ewert: Brücken: Die Entwicklung der Spannweiten und Systeme . Ernst & Sohn-Verlag, Berlin 2003, ISBN 3-433-01612-7 , S. 214.
- ↑ Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (Hrsg.): Richtlinien für den Entwurf, die konstruktive Ausbildung und Ausstattung von Ingenieurbauten (RE-ING) . Teil 2 Brücken – Abschnitt 2 Konstruktive Anforderungen, Dezember 2017, S. 4 .
- ↑ DIN EN 10088-4:2009-08: Nichtrostende Stähle – Teil 4: Technische Lieferbedingungen für Blech und Band aus korrosionsbeständigen Stählen für das Bauwesen; Deutsche Fassung EN 10088-4:2009.
- ↑ www.feuerverzinken.com .
- ↑ a b Mike Schlaich, El Araby El Shenawy: Extradosed Brücken – Tragverhalten und Einstellen der Seilkräfte für ständige Lasten. In: Bautechnik. Vol. 90, Juli 2013, S. 410–420. doi:10.1002/bate.201300001 .
- ↑ DB-Netze (Hrsg.): Leitfaden Gestalten von Eisenbahnbrücken. 1. Auflage. 2008, S. 34 f.
- ↑ Pendelpfeiler . In: Meyers Konversations-Lexikon . 6. Auflage.
- ↑ Bildergalerie der Universität Fukuoka .
- ↑ Holzbrücke aus Fachwerk, über die die Welt staunt ( Memento vom 11. Dezember 2007 im Internet Archive ), holzland.de.
- ↑ Suspension Bridges – How the Inca Leapt Canyons. In: The New York Times . 8. Mai 2007.
- ↑ Neue Radbrücke über die A 5 bei Lahr. In: Badische Zeitung. 28. Juni 2015, Aufgerufen am 28. Juni 2015.
- ↑ Composite bridges. (PDF; 283 kB) DSM , abgerufen am 14. Februar 2018 .
- ↑ Fußgänger trifft der Schlag. In: Der Tagesspiegel . 7. Oktober 2008.
- ↑ Sicher durch den Winter: Berkenthin hat jetzt beheizte Brücke ( Memento vom 2. August 2012 im Webarchiv archive.today ) auf: HL-live.de , 20. Oktober 2011.
- ↑ Infrastrukturatlas – Daten und Fakten über öffentliche Räume und Netze Berlin 2020, ISBN 978-3-86928-220-6 , dort S. 39.
- ↑ Martin Bauer, F. Ritter, Georg Siegmund: High-precision laser vibrometers based on digital Doppler signal processing . Proc. SPIE 4827, Fifth International Conference on Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, 50 (May 22, 2002); doi:10.1117/12.468166 .
- ↑ KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft, Lebensdauerverlängerung bestehender und neuer geschweißter Stahlkonstruktionen, Studie .
- ↑ Nachhaltigkeitsberechnung von feuerverzinkten Stahlbrücken . Bericht zum Forschungsprojekt FE 089.0291/2013 in Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen Brücken- und Ingenieurbau Heft B112, Bergisch Gladbach .
- ↑ Horst Falkner: Monitoring im Bauwesen. ( Memento vom 31. Juli 2013 im Internet Archive ) (PDF; 1,1 MB). In: Der Prüfingenieur. Heft 4/2014, S. 41.
- ↑ Uwe Friebe, Gert Gommola: 90 Jahre Brückenmesswesen bei der Eisenbahn in Deutschland. In: Messtechnik im Bauwesen. Ernst & Sohn Special 2013, S. 36.
- ↑ Rapid Non-Contact Tension Force Measurements on Stay Cables , Transportation Association of Canada.
- ↑ Bahn stockt Zahl der Fahrdienstleiter auf . In: Stuttgarter Zeitung . 2. September 2013, S. 7 .
- ↑ Brückeneinschub startet verspätet. auf: rp-online.de , 6. Juni 2013.
- ↑ Brücke eingebaut. auf: sueddeutsche.de , 26. September 2012.
- ↑ Brücke landet auf dem Punkt. ( Memento vom 14. Oktober 2013 im Internet Archive ) auf: swp.de , 27. Juni 2011.
- ↑ Stefan Melneczuk: Brückentag: Arbeiten in der Kohlfurth starten , Reiter Lebensdauer von Brücken. In: Westdeutsche Zeitung . (online), 20. November 2008.
- ↑ Sibylla Vee: Geld und seine Geheimnisse in Grafik und Malerei: Kleine Bildergeschichten . BoD – Books on Demand, 2019, ISBN 978-3-7504-0272-0 , S. 92 ( google.cz [abgerufen am 29. Februar 2020]).
- ↑ Ernst-Dietrich Haberland, Hans-Otto Schembs, Hans-Joachim Spies: Madern Gerthener "der Stadt Franckenfurd Werkmeister": Baumeister und Bildhauer der Spätgotik . J. Knecht, 1992, ISBN 978-3-7820-0654-5 ( google.cz [abgerufen am 29. Februar 2020]).
