brú
framan og aftan: yfirbyggð trébrú ( girðibrú með holum geislum), múrbrú ( bogadregin brú ), forspennt steinsteypubrú (girðbrú)
Brú er uppbygging sem ber umferðarleiðir ( vegi , gangstéttum , hjólreiðastígar , járnbrautir , vatnaleiðir, osfrv) eða afhenda aðstöðu (ss leiðslur , kaðall línur, færibanda belti, osfrv) yfir náttúrulegar hindranir (læki, ár, gil osfrv.) eða aðrar umferðarleiðir.
Grænar brýr eru notaðar af villtum dýrum til að fara örugglega yfir þjóðvegi . Byggingar sem reistar eru þvert á umferðarleiðir eða svæði sem á að halda lausum eru einnig nefndar brýr .
Uppbyggingarform eru geislabrýr, bogabrýr og hengibrýr .
saga
Ein elsta fornleifafræðilega tryggða brúin er forsögulega trébrúin Rapperswil - Hurden , sem var reist um 1525 f.Kr. Tengdi byggðir nýsteinaldra Rapperswil-Jona-Technikum og Freienbach-Hurden-Rosshorn og var notað í nokkrar aldir. [1] [2] Helstu byggingarefni sem notuð voru voru tré , en steinn var einnig notaður til að styrkja tréstólpana. Aðrar forsögulegar brýr voru þekktar frá Englandi og Norður -Þýskalandi.
Á 6. öld f.Kr. Babýloníumenn undir Nebúkadnesar II reistu brýr úr kýpresi og sedrusviði . Rómverjar höfðu þegar náð tökum á byggingu bogabrúa úr náttúrusteini eða steinsteypu, eins og Alcántara brúin sýnir enn á áhrifamikinn hátt.
Í að minnsta kosti 1000 ár hafa brýr í Asíu og Suður -Ameríku verið byggðar sem hengibrýr yfir þröng gljúfur úr plöntutrefjum, síðasta starfið af þessari gerð er Q'iswachaka hengibrúin , hún er algjörlega úr grasi.
Fram á 19. öld drottnaði tré og steinn sem byggingarefni, en þegar iðnvæðingin átti sér stað árið 1779 með nýju byggingarefninu steypujárni var fyrsta járnbrúin í heiminum, járnbrúin , 30 m bogabrú yfir ána. Severn í Coalbrookdale ( Englandi ) sem Abraham Darby III byggði. Frekari þróun nýja byggingarefnisins í harðvítug og togþolið járn gerði það mögulegt að byggja langkeðjuhengibrýr . Ein af þeim fyrstu mikilvægu var Menai -brúin í Wales með 177 m aðalsýn og 521 m heildarlengd, byggð af Thomas Telford milli 1818 og 1826. Iðnaðarframleiðsla á valsbeltum hvatti til byggingar truss -girðingabrúa , svo sem Britannia -brúarinnar í Wales eftir Robert Stephenson frá 1850, sem var 146 m að lengd. [3]
Annað nútímalegt byggingarefni, steinsteypa , var notað sem stimpluð steinsteypa í bogadregnum brúm frá miðjum 1860, en fyrsta járnsteypta steinsteypubrúin var reist yfir læk árið 1875 af Joseph Monier í sveitabýli nálægt Chazelet . Járnbentar steinsteyptar brýr með stórum spannum voru hannaðar sem bogabrýr í upphafi 20. aldar eins og var með Salginatobel -brúna árið 1930 með 90 m þvermál.
Með þróun á forspenndri steinsteypu eftir seinni heimsstyrjöldina varð grannur forspennt girðingabrú úr steinsteypu loksins möguleg. Til dæmis, Bendorfer brúin frá 1965 fer yfir Rín með 208 m teygju, forspenntri steinsteypubrautarbrú með stærstu span í Þýskalandi (frá og með 2003). [4] Samhliða forspenndum steinsteypubrúm var nýja formið með langri spennustrengja brú þróað í stálbyggingu. Fyrsta stóra brúin af þessari gerð í Þýskalandi var Theodor-Heuss-Brücke (Düsseldorf), sem var opnuð árið 1957, með 260 m span og heildarlengd 914 m.
skilgreiningu
Þýskalandi
„Brýr eru allar þverbrautir umferðarleiðar yfir aðra umferðarleið, yfir vatnsmassa eða yfir lægra landslagi ef greinileg breidd þeirra á milli stuðlanna er 2,00 metrar eða meira. [...] "
Austurríki
Brúin er skilgreind í leiðbeiningum og reglugerðum um vegi (RVS), kafla 4 Verkfræðileg mannvirki, þar sem sama gildir hliðstætt og í Þýskalandi.
Íhlutir
Einstakir íhlutir brúar eru skráðir með því að nota vegbrú sem dæmi. Aðrar tegundir brúa hafa ekki suma hluta, heldur einnig aðra (berið saman fastar og hreyfanlegar brýr). Ekki eru allar vegbrýr með alla íhlutina. Skipuleggjandinn velur íhlutina fyrir hverja brú í samræmi við kröfurnar.
| Girðbrú (þverskurður) | Hengibrú (útsýni) | Bogabrú (útsýni) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 |  |  | ||||||
yfirbygging
Yfirbyggingin samanstendur af þilfari, aðalbeltum og öllum handleggjum og þverbeltum. Yfirbyggingin flytur álagið í undirbyggingarnar. Hlutfallið á spönninni við hæð yfirbyggingarinnar er kallað mjótt hlutfall. Það fer eftir þverskurðarforminu, mjótt er 10 til 35 mögulegt. [5]
Undirbyggingar
Hliðar og stoðir eru nefndar undirbygging brúar. Undirbyggingarnar gleypa álag yfirbyggingarinnar og flytja þær í grunninn.
Abutment
Staðsetningar eru venjulega staðsettar við endar brúar og mynda umskipti frá jarðstíflu í yfirbyggingu brúarinnar. Þeir flytja yfirbyggingarálagið á grunninn og gleypa jarðþrýstinginn á bakhliðinni.
Stuðningur við auðlindir
Miðstuðningarnir draga úr þvermál yfirbyggingarinnar á milli stuðlanna og gera þannig kleift að lægri byggingarhæð. Það fer eftir spennu, þeir beina hluta yfirbyggingarálagsins inn í undirlagið. Miðstuðningarnir eru venjulega hannaðir sem einstakar stoðir eða þvottavélar . Þegar um er að ræða kapalstýrðar brýr eða hengibrýr er miðlægur stuðningur undirlagður með því að hengja brúin. Í þessu tilfelli er það kallað stöng .
stofnun
Grundvöllur stuðlanna og miðstuðningsins og flutningur brúhleðslunnar fer fram með flötum undirstöðum (ræmustöðvum, grunnplötum) eða djúpum stoðum (boruðum hrúgum, eknum hrúgum eða holum).
bardagamaður
Bardagamaður er sérstakt nafn á þvermál í bogabrú.
vöruhús
Legur brúar eru snertipunktar milli yfirbyggingar og undirbyggingar. Þau verða að vera hönnuð þannig að þau geri nauðsynlegar snúnings- og hallahreyfingar sem og færslur og gerir kleift að flytja burðaröflin með litlum skorðum.
Stál legur
Stál legur eru fáanlegar sem fastar línulegar hallandi legur eða sem hreyfanlegar línulegar legur (rúllulaga). Þar sem margar skemmdir hafa orðið áður hafa þær ekki lengur verið notaðar fyrir nýjar brýr í Þýskalandi. Roller legur samanstanda af stálhólkum sem eru haldnir á hliðum og legplötum, einnig úr stáli. Þeir geta bætt fyrir miklar hreyfingar brúarinnar.
Elastómer legur
Elastomer legur eru aflögunar legur, þ.e. þær flytja kraftana í gegnum aflögun teygjunnar. Þeir samanstanda af sveigjanlegu, aldursheldu plasti , þar sem stálplötur eru felldar inn í styrktar legur, sem auka þjöppunarstyrk og draga úr þjappanleika. Aflögunar legurnar eru hreyfanlegar á allar hliðar og leyfa frásog láréttra og lóðréttra byrða með samtímis snúningi um þrjá ása og samtímis tilfærslu í tvær áttir. Hægt er að koma í veg fyrir tilfærslu í láréttri átt með því að raða saman burðarvirki úr stáli. Teygjulagið getur ekki tekið til sín jafn stórar hreyfingar og rúllulaga, en krefst minni viðhalds vegna þess að stálblöðin komast ekki í snertingu við loft og raka og eru því varin gegn tæringu og engir hlutir eru hreyfanlegir. Fyrir stærri aflögun er aflögunarrennibúnaðurinn notaður, þar sem teygjulaga legan er með viðbótar renna lagi.
Steypu legur
Með viðeigandi vídd og rúmfræði sem steinsteypulöm , getur járnbent steinsteypa einnig tekið til sín snúninga og þannig virkað sem ófært lag.
Akstursleiðir
Yfirbygging brúar aflagast í lengdarstefnu vegna hitabreytinga og lengdarafls frá hemlum í umferð ökutækja og, þegar um er að ræða forspenntar steinsteyptar brýr, að auki vegna spennu og skriðs og rýrnunar steypunnar. Þessar aflögun á sér ekki stað við hliðina og því verður að bæta upp með umbreytingaruppbyggingu . Að auki ættu akreinakrossanir að gera örugga yfirferð jafnvel á miklum hraða.
Á gangstéttum á svæðinu á hettunum eða hornunum þarf að hylja þetta samskeyti með hlífðarplötu eða loka skola með viðeigandi samskeyti. Hlífðarplatan er úr ryðfríu stáli í samræmi við DIN EN 10088. [6] Í nokkur ár hafa akreinakrossar úr heitgalvaniseruðu stáli einnig verið notaðir. [7]
Caps (DE) - Edge beams / cornices (AT) - Console heads (CH)
Brúnmyndun brúa úr járnbentri eða forspenndri steinsteypu sem ekki er notuð er kölluð brúarlok; það er einnig hægt að hanna það sem kantstein til að afmarka akreinina eða til að vernda gangandi vegfarendur eða hjólreiðamenn. Brúhettur hafa margs konar aðgerðir. Auk þess að vernda burðarbrúarmannvirki þjóna þær við að festa óvirkan hlífðarbúnað og sem reiðhjól og / eða göngustíg.
Tapparnir úr járnbentri steinsteypu eru aðeins steyptir í kjölfarið ásamt horninu eftir að þilfari hefur verið fjarlægð og innsiglið hefur verið gert. Þannig er hægt að fela víddar ónákvæmni í þverslá yfirbyggingarinnar. Hetturnar eru núningstengdar við yfirbygginguna með því að tengja styrkingu eða með plötufestum. Brúfestingar með hringhnetum eru oft notaðar í Austurríki. Handrið og, ef nauðsyn krefur, slysahindranir og hávaðahindranir eru festir við lokin. Hetturnar eru venjulega gerðar úr loftblönduðu steinsteypu sem er ónæmt fyrir frosti og ísingarsalti og eru í auknum mæli styrkt með varmgalvaniseruðu styrktarstáli til að forðast klóríðstýrða tæringu styrkingarinnar og til að bæta endingu. Þeir eru gerðir vatnsfælnir eða húðaðir ef þetta er nauðsynlegt, til dæmis vegna þess að þeir eru notaðir sem gönguleið eða hjólastígur. Á miðborgarsvæðinu eru hetturnar að mestu leyti á sama tíma gangstétt eða reiðhjólastígur og festa þau með 15 cm háum kantsteini fyrir flækingsbifreið. Venjulega eru lokin aðeins 7 cm hærri en akbrautin og tryggja umferð með vegalengdum.
Yfirborð vega og vatnsheld
Yfirborð vega
Nú á dögum hefur yfirborð vega í Þýskalandi þriggja hluta uppbyggingu sem samanstendur af vatnsheldu lagi, hlífðarlagi og topplagi. Um það bil 2 cm þykkt þéttingarlag samanstendur af jarðbiki suðuplötum (með eða án málmlamineringu) og ver brú yfirbygginguna gegn innstreymi yfirborðsvatns, frosti og ísingarsalti. Máluband sem er komið fyrir á skarast liðum kemur í veg fyrir að gríma efnasambönd og lím komist í hlífðarlagið. Um það bil 4 cm þykkt hlífðarlag samanstendur af mastic malbiki eða rúlluðu malbiki og þjónar til að verja vatnsheldið gegn vélrænni álagi frá umferð og áhrifum veðurs. Um það bil 4 cm þykkt yfirborðslag af malbiksteypu er sett á hlífðarlagið til að fjarlægja vegálagið beint. Vegfletir úr timbri eru einnig notaðir á víkjandi einkavegi, svo sem skógarvegi eða innkeyrslu húsa, en náttúrusteinn var notaður á gamlar brýr (eins og rómverskar brýr).
frárennsli
Frárennslið ætti að tæma yfirborðsvatnið fljótt og fullkomlega, ekki aðeins vegna umferðaröryggis, heldur til að yfirborðið geti þornað út eins fljótt og auðið er. Að jafnaði er vatnið tæmt í regnflæðislaugar með frárennsliskerfi.
búnaður
handrið
Brúarhandverk þjóna sem fallvörn fyrir gangandi eða hjólandi vegfarendur. Handriðin eru úr stáli eða áli og hafa lágmarkshæð 1,0 m fyrir fallhæð undir 12 m, fyrir meiri hæð er lágmarkshæð 1,1 m. Auk hjólastíga er handriðshæð að minnsta kosti 1,2 m krafist í Þýskalandi (í samræmi við 1,3 m „ tilmæli um aðstöðu fyrir hjólaumferð “). Þegar um er að ræða vegbrýr lengri en 20 m, inniheldur tveggja hluta handriðið einnig vír.
Fjarlægðarvörn (de) - Hlífðarsteinar / vörslur (kl.)
Handrið eða fjarlægðarhindranir þjóna sem fallvörn fyrir vélknúin ökutæki eða til að tryggja akrein sem kemur á móti því að brjótast út úr ökutækjum. Þessir eru úr stáli , í Austurríki eru sumir þeirra úr áli . Hins vegar er notkun áls ekki án vandamála því hún verður brothætt með tímanum og það er ekki óalgengt að slys valdi alvarlegum og afar alvarlegum líkamlegum meiðslum. Af þessum sökum er ekki lengur verið að reisa nýjar álhindranir í Austurríki og skipta um núverandi árekstrarhindranir. Í staðinn fyrir fjarlægðarhindranir er einnig veitt steinsteypt hlífðarveggir til að afmarka akreinina á hraðbrautarbrýr í Þýskalandi.
Flokkun
Hægt er að flokka brýr eftir mismunandi forsendum :
eign
- opinber eign (sem tilheyrir opinberu fyrirtæki (ríki, ríki, borg, sveitarfélagi ...))
- einkaeign (sem tilheyrir einum (eða fleiri) einstaklingum eða lögaðilum , þ.mt opinberum fyrirtækjum )
- Blandað form, bæði einkaaðilar, opinberir , svo og nokkrir lögaðilar, auk nokkurra opinberra fyrirtækja (ein lausn á þessu var áður brúaskrifstofan, sem var til í ýmsum borgum fram á 19. öld)
nota
Aðgreining eftir notkun er oft háð eigninni: vegbrýr og göngubrýr í almenningsgötunni eru að mestu leyti nothæfar almenningi. Einkabrýr í almenningsveginum eru venjulega gjaldskyldar . Einkabrýr á einkalandi er aðeins hægt að nota í einkaeign.
staðsetning
The hömlum sem staðhættir staðsetning er viðmiðun fyrir úthlutun brýr: Til dæmis greinarmun hægt að gera á milli valley brýr , halla brýr , fljót brýr eða síkisbrýr og hár brýr .
virka
Önnur skipting brúa fylgir hlutverki þeirra. Samkvæmt þessu - í umferðargeiranum - er gerður greinarmunur á milli brúa , göngubrúa , járnbrautarbrúa, léttbrautarbrúa o.s.frv .: Járnbrautarbrú ber þannig járnbrautir, vegabrú. Í vökvaverkfræði eru skurðarbrýr / vatnsbrýr (sem trogbrýr ). Frá umhverfissjónarmiði er Wild Bridge (þekkt sem Græna brúin ) þekkt. Oft hefur brú þó nokkra tilgangi.
Aðrar gerðir af brúm þar með um virka nöfnum fela í sér færibands brú (í námuvinnslu), því línan bridge (t.d, á Chemical Plant) heldur einnig þá brautryðjandi brú. Það eru líka tímabundnar brýr. Aftur á móti eru hjálparbrýr þær sem eru gerðar úr forsmíðuðum, aðallega stálhlutum sem eru notaðir til að komast framhjá byggingarstaðnum við viðgerðir á núverandi brýr. Hjálparbrú getur verið áfram í notkun í lengri tíma. Brýr geta heldur ekki virkað í langan tíma: Þetta eru þá vinsælar kallaðar „ gosbrýr “.
Lögun og smíði
Samkvæmt tæknilegum forsendum er flokkun eftir lögun og byggingu, efni og þyngd möguleg.
Girðbrú
Ytri einkenni af the girder brú er yfirleitt sýnileg aðskilnað yfirbyggingarinnar ( brú burðarbiti) frá undirbyggingar (styður, abutments) með legum . Legurnar flytja álagið frá yfirbyggingu yfir í undirbyggingu og veita brúarstönginni nauðsynlegt stöðuöryggi og hreyfingarfrelsi. Þversniðsformið í lengdarstefnu samsvarar að utan geisla , aðallega er geislahæðin stöðug. Yfirbyggingar með breytilegri yfirbyggingarhæð eru mögulegar. Að jafnaði hefur neðri strengurinn sveigju í samræmi við stundarálagið ; hann er sleginn . Geislinn nýtir styrk efnisins sem best og er notað sem kyrrstöðu kerfi í hefðbundnum brúm með litlum til meðalstórum spönnum (u.þ.b. 80 m). Hagkvæmar brekkur fyrir girbrýr eru allt að 100 m, [8] u.þ.b. 100–200 m fyrir framsendar brýr og frá 200 m fyrir strengjabrýr . Gjaldbrúin finnst oft aðallega vegna tiltölulega einfaldrar framleiðslu. Margar brýr yfir hraðbrautir eru hannaðar með þessum hætti. Hægt er að hanna geislabrýr með ýmsum þverskurðargeometríum í þverátt.
Plötubrú
Hvað varðar kyrrstöðu kerfið er solid spjaldið breiður geisli. Platan er oft notuð fyrir yfirleiðir, sérstaklega í krókóttum mannvirkjum, með takmarkaða byggingarhæð og hámarksspennu 30 m. Fullur diskurinn er oft búinn krókarörmum á báðum hliðum og er þá svipaður T-geislanum með einum vef. Staðsetning frárennslis er sérstaklega erfið með föstu spjaldið.
T-geisli
T-geislinn sameinar eiginleika plötunnar við eiginleika geislans. Til að ná stærri þiljum eða spara efni er einum eða fleiri girðum komið fyrir í lengdarstefnu brúarinnar undir tiltölulega þunnri plötu.
Box kassi
Með því að bæta neðri disk við girðina fæst lokaður þversnið sem kallast holur kassi . Sérstaklega, þegar um er að ræða girðarbrýr með miðlungs og stærri þvermál eða með bognar línur, eru holir kassaþversnið, einnig kallaðir kassaþversnið. Þetta einkennist af mikilli beygju og snúningsstífleika , sem gerir kleift að vera mikil mýkt og skilvirkar byggingaraðferðir, svo sem stigvaxandi sjósetningaraðferð . Brautarhellur sem skaga langt eru oft studdar á kassabeltinu með hallandi stoðum.
Rammabrú (óaðskiljanleg brú)
Ramma brýr samsvara girðingabrýr, en með þeim mismun að yfirbyggingin er stíft tengd við undirbyggingarnar (aðliggjandi veggir eða súlur). Þess vegna, beygja augnablik í sviði eru brú girder minnka, og þar með burðarvirki hæð hennar er hægt að minnka eða meira span hægt að ná til ákveðins uppbyggingu hæð. Þetta er oft notað fyrir flugbrautir á hraðbrautum til að geta verið án miðlægra stoða. Brotthvarf lega dregur úr viðhaldskostnaði og einfaldar viðhald brúarinnar. Hins vegar er tímafrekara að skipta um yfirbyggingu, til dæmis eftir árekstra.
Brýr þar sem yfirbyggingar hafa enga liði eða legur, þ.e.a.s. eru klemmdar inn í hliðarveggi og hvaða stoð sem er, eru kallaðar óaðskiljanlegar brýr . Afbrigði af þessari gerð bygginga eru hálf-óaðskiljanlegar brýr þar sem yfirbyggingin er ekki að fullu einhliða tengd við undirbyggingu eða þar sem yfirbyggingin er með samskeyti. [9]
Truss brú
Truss eru uppleyst burðarvirki . Þeir hafa þann kost að lægri efnisnotkun er en sambærileg mannvirki með fullum veggjum eins og geislar (→ lægri dauðþyngd). Stangir ramma verða aðallega fyrir spennu og þrýstingi . Ókostur er venjulega meiri hæð byggingarinnar. Trussbrýr eru aðallega úr stáli (stundum einnig sem timburvirki ). Vegna mikillar álag umferð , þeir eru oft byggð á járnbraut overpasses , en eru einnig notuð til vegum brýr með stærri haf, sérstaklega í Bandaríkjunum. Hálfvirkur er einnig falinn undir klæðningu yfirbyggðra trébrúa .
- Byggingarform trussbrúa
Truss með samhliða belti
Ósamhliða belti
Post-less truss með undirliggjandi akbraut (samhliða belti)
Truss með akbraut
Grindarbrautarbrú
Grindarbrautabrýr eru brýr með girðum úr miklum skástöngum sem eru tengdar hver við aðra á þverstæðum. Tæknin var þróuð í Bandaríkjunum árið 1820 til að byggja yfirbyggðar trébrýr. Eftir að smíðað járn var tekið upp í pollavinnslu í Stóra -Bretlandi var meginreglan flutt yfir í smíðajárnsgrindarbrýr sem hægt væri að framleiða á ódýrari hátt en fyrstu kassabrýrnar með alveg lokuðu yfirborði. Þessi byggingaraðferð var notuð frá 1847, aðallega á 1860 og stundum til um 1900.
Pendulum pier bridge
Með pendúlbryggjubrúm eru bryggjurnar liðaðar við yfirbyggingu og grunn . Þar af leiðandi verða stoðirnar aðeins fyrir þjöppunarkraftum , en lengdaröflin, til dæmis frá hemlun eða gangsetning ökutækja, eru algjörlega flutt frá yfirbyggingunni inn í hliðarnar . [10]
| Pendulum pier bridge | ||
|---|---|---|
 |  Hølenbrücke á Østfoldbanen í Noregi | |
Bogabrú
Boginn er fyrir traust byggingarefni, svo sem stein eða steinsteypu, með miklum þjöppunarstyrk sem er viðeigandi uppbyggingargerð, þar sem boginn er nánast eingöngu fyrir þrýstingsálagi hér við bestu rúmfræði. Þess vegna er hægt að finna þessa byggingu á mörgum gömlum brúm. Undirlagið verður þó að vera nægilega traust vegna þess að það þarf, auk hornrétta krafta, að taka sérstaklega til sín lárétta krafta. Aðstæður við enda bogans eru kallaðar bardagamenn .
Bogabrýr eru úr stáli eða járnbentri steinsteypu með upphækkuðum vegum til að yfirstíga djúpa dali eða niðurskurð í landslagi. Með stálboga er hægt að ná allt að 500 metra, með járnbentri steinsteypu er 300 metra mögulegt. Stálbogabrýr með áfylgjandi, undirliggjandi akbraut verða til vegna lítillar byggingarhæðar brautarborðs, sérstaklega á sléttum svæðum þegar farið er yfir vatnshlot. Bogabrýr með miðlægri akbraut, eins og Karmsundbrua , eru önnur möguleg leið til að yfirstíga hindranir. Nútímaleg hönnun eru CFST brýrnar (steinsteyptar stálrörbrýr ) , sem hafa verið byggðar í Kína síðan 1990, þar sem burðarboginn er fyrst gerður úr tómum stálrörum, sem síðan eru fylltar með steinsteypu.
Bogabrú samanstendur af einum eða fleiri svigum og brúarplötunni eða akbrautinni. Stálbogabrúin er einnig með snagi eða stöngum sem brúarplata er fest við.
Byggingarform bogabrúa:
| Akstursvegur | Bólstraður bogi (gömul steinbrú) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| |  | ||||
| Akbraut fyrir neðan | Bow með drawstring ( Langerscher Bar , að jafnaði) | ||||
 |  | ||||
Hengibrú
Hengibrúin er frekari þróun reipibrúarinnar. 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 | |||||
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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
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- 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.
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- ↑ Neue Radbrücke über die A 5 bei Lahr. In: Badische Zeitung. 28. Juni 2015, Aufgerufen am 28. Juni 2015.
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- ↑ Fußgänger trifft der Schlag. In: Der Tagesspiegel . 7. Oktober 2008.
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- ↑ Uwe Friebe, Gert Gommola: 90 Jahre Brückenmesswesen bei der Eisenbahn in Deutschland. In: Messtechnik im Bauwesen. Ernst & Sohn Special 2013, S. 36.
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- ↑ 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]).
