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Die Koinumarukawa-Brücke und die Shimoda-Brücke in Japan

Die Koinumarukawa-Brücke und die Shimoda-Brücke in Japan

Innovativer Freivorbau mit Hohlkasten-Stegen aus profilierten Stahlplatten

Die Koinumarukawa-Brücke und die Shimoda-Brücke in Japan sind Beispiele einer Bauart von Freivorbaubrücken, bei denen die Stege des Hohlkastenquerschnitts nicht wie gewohnt monolithisch aus Beton, sondern aus profilierten Stahlplatten, ähnlich Spundwandprofilen, bestehen.

Die an den Fugen der Vorbauabschnitte (VBA) miteinander verschweißten Stahlplatten müssen die Schubkräfte im Tragwerk aufnehmen und zu den Stützen hin abtragen. Auf diese Weise wird das Metergewicht des Brückenträgers reduziert, mit einem dreifachen Vorteil:

  • Die Längen der VBA können bei gleichem Gesamtgewicht vergrößert werden.
  • Die Längen der VBA können standardisiert werden, da das aus der zunehmenden Trägerhöhe resultierende Mehrgewicht der pfeilernahen VBA gegenüber der herkömmlichen Bauweise deutlich geringer ist.
  • Es besteht mehr Flexibilität bei der Festlegung der Stützweiten, im gegebenen Fall kann die Anzahl der Pfeiler einer Brücke vermindert werden.

Dies alles bedeutet ein erhebliches Einsparungspotenzial an Bauzeit und Kosten.

Bei der Koinumarukawa-Brücke bestand darüber hinaus der Wunsch, beim Betonieren der Boden- und der Fahrbahnplatte der Hohlkastensegmente nicht auf dort verlegte Hüllrohre einer internen Kragarmund Feldvorspannung Rücksicht nehmen zu müssen. Deshalb entschied man sich, die gesamte Vorspannung der Brücke in Form externer Spannglieder auszuführen.

Alle Spannglieder der Kragarmbewehrung mussten deshalb in Konsolen verankert werden, die paarweise im Hohlkasten in der Verschneidungslinie zwischen der Fahrbahnplatte und dem oberen Stegansatz angeordnet sind.

Da für diese Art der konzentrierten Krafteinleitung in den nicht-monolithischen Brückensegmenten keine ausreichende Erfahrung vorlag, wurden sowohl Berechnungen nach der Methode der Finiten Elemente (FEM) wie Belastungsversuche im Prüflabor an vorab hergestellten Probeabschnitten des Brückenträgers vorgenommen. Hierdurch gelang es, das komplexe Verformungs- und Tragverhalten der Konstruktion zu bestimmen und die für die Last- und Rissverteilung erforderliche schlaffe Bewehrung der hoch belasteten Bereiche zu ermitteln.

Die Vorspannung der beiden innovativen und technisch interessanten Brückenbauwerke besteht aus externen DYWIDAG-Spanngliedern des Typs MC 19 x 0,6" mit epoxidbeschichteten Litzen, die nur im Verankerungsbereich mit Zementmörtel verpresst wurden.

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