Daten und Fakten
Ort:
Auf der Hüls 98, 52068 Aachen
Baujahr: 1958
Nutzung: Autobahnüberführung
Material: Beton, Stahl
Tragwerksgeometrie: Flaechentragwerk
Nutzungstyp: Technik-/Nutzbau
Bautyp: Bruecke
Raumwirkung: Massiv
Kurzbeschreibung
Die heutige Bundesautobahn A544 war zur Zeit ihrer Eröffnung 1958 der Beginn der A4 zwischen Aachen und Köln. Seit der Verlängerung der A4 in Richtung Niederlande, fungiert die A544 zwischen Europaplatz und dem Autobahnkreuz Aachen als Stadtautobahn bzw. als Zubringer für die A4.
Das untersuchte Bauwerk ist die Autobahnbrücke über die Straße „Auf der Hüls“ zwischen dem Gewerbegebiet Hüls und Aachen Haaren. Die Brücke liegt zwischen der Anschlussstelle Rothe Erde und der Anschlussstelle Würselen. Sie besteht aus Stahlbeton und hat insgesamt eine Spannweite von ca. 35 Metern.
Tragwerksgeometrie
Beim Haupttragwerk der Brücke in Längsrichtung handelt es sich um eine Balkenbrücke. Ein wichtiges Merkmal stellt die gelenkige Verbindung von Über- und Unterbau dar. Somit entstehen keine Zwangsspannungen, wenn sich die Brücke z.B. infolge von Temperatureinwirkungen verformt. Bei der betrachteten Brücke liegt der Balken auf den beiden äußeren Widerlagern auf und wird durch zwei Stützenreihen unterstützt. Es handelt sich folglich um einen Durchlaufträger mit drei Feldern, auch Dreifeldbrücke genannt. Durchlaufträger weisen neben Feldmomenten zusätzlich entgegengesetzte Stützmomente auf. Als Querschnittsform wurde eine Vollplatte gewählt. Diese haben den Vorteil eines über die Länge kontinuierlichen Querschnitts, einer einfachen Bewehrungsführung und eines geringen Schalungsaufwands. Nachteilig sind der hohe Betonverbrauch und das daraus resultierende hohe Eigengewicht. Die Platte ist nur in einer Achse gelagert und kann somit als einachsig gespannte Platten vereinfacht werden. Die Verbindung des Überbaus mit den Widerlagern erfolgt mit einer linienförmigen Lagerung. Diese wurde voraussichtlich mit einem Betongelenk realisiert. Betongelenke sind eine preisgünstige Möglichkeit die Lagerung einer Brücke herzustellen, da keine teuren Lager aus Stahl oder Elastomeren verwendet werden, die einer aufwendigen Wartung bedürfen und eine geringere Lebensdauer haben. Um bei Betongelenken eine entsprechende Gelenkwirkung zu erzeugen, wird im Gelenkhals die Betonfläche stark eingeschnürt, um somit Verdrehungen zu ermöglichen. Betongelenke übertragen sowohl Zug- als auch Druckkräfte und sind so in der Lage Querkräfte aufzunehmen. Dadurch können auch Horizontallasten durch das Betongelenk in das Widerlager geleitet werden. Als Mittelunterstützung dienen zwei Stützenreihen. Jede Reihe besteht aus neun Stützen, die durch einen Pfeilerkopf monolithisch verbunden sind und somit eine Rahmenkonstruktion bilden. Zwischen dem Pfeilerkopf und der Brückenplatte liegt ein Elastomerschlauch, der Verformungen der Platte ermöglicht. An einer Seite ist die Brücke fest gelagert, während an der anderen Seite eine bewegliche Lagerung wie bei den Pfeilern vorliegt.
Lastabtrag
Als vertikale Einwirkungen auf Straßenbrücken wirken neben ständiger Belastung wie Eigengewicht oder Ausbaulasten auch Verkehrslasten. Die Verkehrslasten werden als gleichmäßig verteilte Flächenlasten und Achslasten, die als Einzellasten wirken, angesetzt.
Die Lasten werden durch die hauptsächlich auf Biegung beanspruchte Platte in die Pfeilerköpfe und die Betongelenke geleitet. Die Einzugsfläche einer Stützenreihe oder eines Auflagers reicht jeweils bis zur Mitte der angrenzenden Plattenfelder. An den Auflagern werden die Querkräfte aus der Platte direkt in die Widerlager und in den Untergrund abgetragen, wohingegen die Pfeiler als Rahmentragwerk wirken und durch die Rahmenstiele die auftretenden Lasten in den Untergrund leiten. Horizontale Brems- und Anfahrkräfte, als gleichmäßige, horizontale Linienlasten angesetzt, werden durch Zug- und Drucknormalkräfte in der Platte zu den Festlagern geleitet. Horizontale Windlasten, die quer zur Brückenrichtung wirken und eine Verdrehung der Platte verursachen, werden durch das Betongelenk aufgenommen.
Bearbeitet durch: Fabian Lettmann