Wildbrücke AM2 in Kärnten, Österreich
Kundenprojekt
Die Wildbrücke AM2 wurde mit dem Betonschalenbauverfahren Pneumatic Forming of Hardened Concrete (PFHC) hergestellt. Dieses neue Verfahren entwickelte die TU Wien im Rahmen des Forschungsprojekts „Freiformflächen aus Beton“.
| Auftraggeber und Entwurf |
Österreichische Bundesbahnen (ÖBB) www.oebb.at |
| Geometrieoptimierung und statische Berechnung |
Technische Universität Wien Institut für Tragkonstruktionen www.tuwien.ac.at |
Die neue Brücke überspannt die zweigleisige Neubaustrecke der Koralmbahn im Süden Kärntens. Um möglichst viele Ausführungsdetails zu testen, wurde im Vorfeld eine Probeschale im Maßstab 1:2 errichtet, die jetzt als Veranstaltungsüberdachung genutzt wird.
Funktionsweise des Bauverfahrens PFHC
Zunächst wird eine ebene Betonplatte mit keilförmigen Aussparungen, in die keilförmige Pneus montiert sind, betoniert. Am Plattenrand sind Spannglieder ohne Verbund in Hüllrohren verlegt. Nach dem Aushärten des Betons wird ein darunterliegender Pneu aufgeblasen, wodurch die Betonplatte zu einer zweifach gekrümmten Schale umgeformt wird. Am Ende des Umformungsprozesses werden zusätzlich die Spannlitzen vorgespannt. Diese werden verankert, wenn alle Fugen mit Beton oder Vergussmörtel vergossen sind.
Konstruktion der Wildbrücke
Die Dicke der umgeformten Schale beträgt im Fall der Wildbrücke 10 cm und wird durch 35 cm Aufbeton ergänzt. Während des Umformungsprozesses entstandene feine Risse werden durch den Aufbeton verschlossen. Die Unterseite ist frei von Rissen, da sich hier während der Umformung die Druckzone befindet.
Das gesamte Schalentragwerk der Brücke hat die Grundrissabmessungen 36,2 m x 38,7 m sowie eine Höhe von 8,9 m. Die Form beruht auf der Optimierung der Tragstruktur entsprechend der auftretenden Lasten und gegebenen Randbedingungen. Durch diese Optimierung stellt sich ein für das Tragverhalten günstiger Membranspannungszustand ein.
Die Ökobilanz der Wildbrücke ist beeindruckend. Im Vergleich zur ursprünglich geplanten Variante eines Stahlbetonrahmens konnte die Umweltbelastung beurteilt am Treibhauspotenzial (CO2-Äquivalente) um rund 40 % verringert werden.
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- Aktualisiert 25. Februar 2022
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Die Lastart Vorspannung war in den Dlubal-Programmen bislang immer eine Anfangsvorspannung. Es wurde die definierte Lastgröße aufgebracht und je nach Steifigkeit des umliegenden Systems blieb die Vorspannung mehr oder minder als Normalkraft im Seil übrig.
Erhöhte Berechnungsperformance durch Reduzierung der Knotenfreiheitsgrade
Die Anzahl der Freiheitsgrade in einem Knoten ist in RFEM kein globaler Berechnungsparameter mehr (6 Freiheitsgrade für jeden Netzknoten in 3D-Modellen, 7 Freiheitsgrade für die Wölbkrafttorsionsanalyse). Somit wird generell jeder Knoten mit einer anderen Anzahl an Freiheitsgraden betrachtet, was zu einer variablen Anzahl an Gleichungen bei der Berechnung führt.
Diese Modifikation beschleunigt die Berechnung insbesondere bei Modellen, bei denen eine signifikante Reduzierung des Systems erreicht werden konnte (z. B. Fachwerkträger und Membrankonstruktionen).
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Verwendete Produkte
Basisprogramm
Statiksoftware für die Finite-Elemente-Berechnung (FEM) von ebenen und räumlichen Tragwerken aus Platten, Wänden, Schalen, Stäben (Balken), Volumenkörpern und Kontaktelementen
3.540,00 USD
