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Rahmenbrücke aus Stahlbeton Bei der Überbrückung z. B. von breiten
Flüssen mit einem nur ein Feld überspannenden Tragwerk wendet man vielfach Bogenkonstruktionen
an. Ihre Ausführung ist aber schwierig bzw. sogar unmöglich, wenn entweder die Pfeilhöhe
für einen Bogen zu gering oder die Gründungsverhältnisse so ungünstig sind, daß
der Horizontalschub. des Bogens nicht aufgenommen werden kann. In solchen Fällen
versucht man, den Bogenschub durch eine rahmenartige Ausbildung des Tragwerkes zu
vermindern. Dabei entstehen in dem Maße, wie der Bogenschub sich vermindert, im
Rahmenriegel Biegernomente, die sich bei gelenkloser Ausbildung des Rahmens entsprechend
den Steifigkeitsverhältnissen des Riegels auf die Querschnitte in Feldmitte und
an der Einspannstelle an der Rahmenecke verteilen, bei Anordnung eines Scheitelgelenkes
jedoch nur als Kragmomente in Erscheinung treten.
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Rahmenkonstruktionen müssen infolge der auftretenden Biegemomente
naturgemäß viel steifer ausgeführt werden als nach der Stützlinie geformte Bogen,
die nur Druckkräfte aufweisen. Deswegen sind die durch Einwirkung von Temperaturänderungen
sowie Schwinden und Kriechen des Betons auftretenden Zwiingungskräfte so groß, daß
man gezwungen ist, sich vorwiegend statisch bestimmter Konstruktionen, also in Form
von Dreigelenkrahmen, zu bedienen. Hierbei macht sich der Nachteil, daß die Kämpfergelenke
sehr tief und vielfach unterhalb der Hochwasserkote liegen, unangenehm bemerkbar.
Man ist deshalb gezwungen, in den Fundamenten wasserdichte Kammern anzuordnen,
um
die Gelenke vor der Einwirkung des Hochwassers zu schätzen. Wegen dieser schwierigen
Ausbildung der Fußgelenke sind Konstruktionen dieser Art in der Praxis bisher kaum
ausgeführt worden, trotzdem sie wegen der dabei möglichen schlanken Ausbildung des
Rahmenriegels in der Feldmitte große Vorteile in bezug auf Wirtschaftlichkeit und
Größe der erreichbaren Spannweite bieten.
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Bei Rahmenbrücken ist es auch schon bekannt, die Rahmenstiele in Druck-
und Zugstreben aufzulösen, wobei entweder eine von beiden oder auch beide Streben
schräg zueinander verlaufen können und sich im Fußpunkt des Rahmenstieles -in einem
am Übergang zum Fundament angeordneten Gelenk schneiden. Gerade dieses Fußgelenk
ist aber wegen der obenerwähnten Nachteile der schwache Punkt bei solchen Konstruktionen,
wenn dieselben als Flußbrücken Verwendung finden sollen.
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Man hat schließlich Flußläufe auch schon pfeilerlos mit Hilfe von
in Widerlagern eingespannten Balken überbrückt. Die Einspannung kommt dabei dadurch
zustande, daß der Balken über ein Druckwiderlager landseitig auskragt und an seinem
Ende mit Hilfe eines Zugankers im Widerlager verankert ist. Um die Biegernomente
des Balkens im Feld zu verringern, wurde auch schon vorgeschlagen, diese Zugverankerung
anzuspannen, wodurch die Momente im Träger zu der Auflagerstelle hin verlagert wurden.
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Bei einer solchen Art von Tragwerken muß das Widerlager so ausgebildet
werden, daß es das Kragmoment aufzunehmen vermag, wodurch im allgemeinen hohe Kosten
entstehen.
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Die Erfindung strebt. an, die Vorteile einer Rahmenkonstruktion auszunutzen,
ohne dabei die Nachteile tiefliegender Fußgelenke an den Rahmenstielen in Kauf nehmen
zu müssen. Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung bei Rahmenbrücken aus Stahlbeton,
bei welchen jeder Rahmenstiel in eine Zug- und eine Druckstrebe aufgelöst ist, vor,
die schlank ausgebildeten elastischen Druckstreben und die Zugstreben unter Verzicht
auf Gelenke an den Übergängen von den Streben zu den Fundamenten getrennt voneinander
in den Fundamenten einzuspannen.
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Durch die schlanke Ausbildung der Zug- und Druckstreben, die es letzteren
ermöglicht, die der Belastung entstammenden Winkeldrehungen des Stieles gegenüber
dem Fundament elastisch mitzumachen, kann man die Stiele im Fundament einspannen
und die Einspannmomente auf die Größenordnung von Nebenspannungen herabdrücken.
Das Gesamtsystern wirkt also ohne das Vorhandensein echter Fußgelenke an den Rahmenstielen
statisch so, als wenn am Schnittpunkt der Kraftachsen der Streben ein Gelenk vorhanden
wäre. Die Schaffung eines solchen ideellen Gelenkpunktes erspart ausgebildete Gelenke.
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Da die Größe des Horizontalschubes von der Länge der Stiele in der
Weise abhängig ist, daß ersterer sich bei Vergrößerung der Stiellängen vermindert,
kann es zur' Verringerung des Schubes zweckmäßig sein, den Gelenkpunkt möglichst
tief zu legen. Diese Möglichkeit eröffnet die Erfindung in besonders vorteilhafter
Weise, da je nach Wahl der Neigung der Zug- und Druckstreben deren Schnittpunkt,
also der ideelle Gelenkpunkt, ohne weiteres in das Fundament auf die Höhe der Fundamentsohle
bzw. auch unterhalb der Fundamentsohle gelegt werden kann, so daß sich ein tiefes
Fundament erübrigt. Bei Wahl des ideellen Gelenkpunktes in der Mitte, der Fundamentsohle
werden vom Fundament nur zentrische Bodenbeanspruchungen ausgeübt.
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Die statische Berechnung vollzieht sich ebenfalls einfach. Das System
ist bei Anordnung eines Scheitelgelenkes statisch bestimmt, ohne ein solches aber
nur einfach statisch unbestimmt, denn der ideelle Gelenkpunkt am Fuß der Rahmenstiele
wirkt, wie oben erläutert, in statischer Hinsicht wie ein echtes ausgebildetes Gelenk.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Rahmenbrücke kragt
der Riegel über die lotrechten Druckstreben aus. Die Zugstreben verbinden die Enden
dieser Kragarme mit den Fundamenten, die Zug- und Druckstreben gemeinsam haben.
Die Zugstreben und der Rahmenriegel werden zweckmäßig vorgespannt, da durch die
Ausschaltung von Zugspannungen die Steifigkeit und die Haltbarkeit des Bauwerkes
erhöht wird. Bei Verzicht auf ein Scheitelgelenk kann durch entsprechende Wahl der
Vorspannung dieser beiden Bauglieder das in Feldmitte auftretende Moment beliebig
eingestellt werden.