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Statisches Konzept zum Sprengabbruch der Brücke K 36 „Heerstraße“ über die A 45, Drolshagen
Auftraggeber: Die Autobahn GmbH des Bundes Niederlassung Westfalen Otto-Krafft-Platz 8 59065 Hamm
Berichtsnummer: Y0928.012.02.001
Dieser Bericht umfasst 12 Seiten Text und 5 Seiten Anhang.
Höchberg, 10.09.2025 Bekanntgegebene Messstelle nach § 29b BImSchG für Geräusche und Erschütterungen VMPA-anerkannte Schallschutzprüf- stelle nach DIN 4109, Marie-Louis Weiß, M. Sc. Christoph Sebold, M. Sc. VMPA-SPG-210- Bearbeitung Prüfung und Freigabe 04-BY
Wölfel Engineering GmbH + Co. KG * Max-Planck-Straße 15 * 97204 Höchberg Telefon: 0931 49708-0 * Telefax: 0931 49708-150 * E-Mail: info@woelfel.de * Internet: www.woelfel.de Beirat: Dipl.-Ing. Bernd Wölfel (Vors.) * Geschäftsführer: Dr. Steffen Pankoke (Vorsitzender), Dr. Carsten Ebert, Dr. Manuel Eckstein Kommanditgesellschaft AG WÜ HRA 4087 * Komplementärin: Wölfel Engineering Verwaltungs-GmbH, Höchberg, AG WÜ HRB 3886 Commerzbank AG Würzburg, IBAN: DE13 7908 0052 0316 1493 00, BIC: DRESDEFF790 Sparkasse Mainfranken Würzburg, IBAN: DE23 7905 0000 0010 1055 75, BIC: BYLADEM1SWU Steuer-Nr.: 257/182/51101 * Umsatzsteuer-ID Nr.: DE 134 165 548
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Änderungsindex
Geänderte Hinzugefügte Version Datum Seiten Seiten Erläuterungen 001 10.09.2025 - - Erstellung
Inhaltsverzeichnis
1 Situation, Aufgabe ............................................................................................................................3 2 Unterlagen, Abkürzungen .................................................................................................................4 2.1 Unterlagenverzeichnis ..............................................................................................................4 2.2 Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................................4 3 Beschreibung der Brücke ..................................................................................................................5 3.1 Brückenüberbau .......................................................................................................................5 3.2 Brückenpfeiler .........................................................................................................................5 4 Umgebung des Sprengobjektes ..........................................................................................................5 5 Vorbereitungen und Angaben zur Sprengung ....................................................................................6 6 Schutzmaßnahmen ............................................................................................................................7 7 Erschütterungen ................................................................................................................................8 7.1 Anforderungen zum Erschütterungsschutz ................................................................................8 7.2 Prognose der Aufprallerschütterungen ......................................................................................8 7.3 Bewertung der Aufprallerschütterungen ...................................................................................9 8 Statik ................................................................................................................................................9 8.1 Materialien...............................................................................................................................9 8.2 Lasten .................................................................................................................................... 10 8.3 Querschnittswerte .................................................................................................................. 11 8.4 Spannungsnachweis ............................................................................................................... 11 8.5 Querkraftnachweis ................................................................................................................. 11
Anhänge
Anhang Inhalt Bl. 1 Sprengabbruch, Brücke K36 Heerstraße, Übersichts-und Leitungsplan Bl.2 Sprengabbruch, Brücke K36 Heerstraße, Grundriss Bl.3 Sprengabbruch, Brücke K36 Heerstraße,Längsschnitt Bl.4 Sprengabbruch, Brücke K36 Heerstraße,Querschnitt Bl.5 Sprengabbruch, Brücke K36 Heerstraße,Pfeilersprengung
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1 Situation, Aufgabe
Aufgrund der festgestellten Tragfähigkeitsdefizite soll das Brückenbauwerk K 36 „Heerstraße“ erneuert werden. Die Brücke ist ein Überführungsbauwerk über die A 45 im Kreis Olpe in Drolshagen und verbin- det die Ortsteile Scheda und Schlenke. Nach der Durchführung einer Machbarkeitsuntersuchung, wird nun ein statisches Konzept zum Sprengabbruch erstellt [8]. Planmäßig soll der Neubau an der Stelle des Be- standsbauwerks errichtet werden, nachdem dieses gesprengt und beräumt wurde. Der vorliegende Bericht beschreibt das statische Konzept zum Sprengabbruch. In diesem Zusammenhang werden die erforderlichen Vorbereitungsmaßnahmen beschrieben, die entstehenden Erschütterungen prog- nostiziert und bewertet sowie zugehörige Schutzmaßnahmen abgeleitet. Die erforderlichen Vorschwä- chungen der Pfeiler werden statisch nachgewiesen sowie die Lage und Abmessung der Fallbetten und Stützwälle beschrieben. Die angegebenen Vorbereitungsarbeiten sind vor der Ausführung vom beauftragten Unternehmen zu über- prüfen. Bohr-, Lade-, Zünd-, und Abdeckpläne sind gesondert zu erstellen. Angaben zu ggf. erforderlichen Dekontaminationsarbeiten sindnichtGegenstand dieses Berichts.
Abbildung 1: Brücke K36 Heerstraße Überbau, Blickrichtung Süden [11]
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2 Unterlagen, Abkürzungen
2.1 Unterlagenverzeichnis Nr. Dokument Bezeichnung / Beschreibung [1] DIN 4150 Erschütterungen im Bauwesen [1a] Teil 1: Vorermittlung von Schwingungsgrößen 2022-12 [1b] Teil3: Einwirkungen auf bauliche Anlagen 2016-12 [2] Bestandspläne Überführung K 36 Betriebs-km 77,299 Ansicht, Längsschnitt, Draufsicht, Detail Autobahn GmbH des Bundes 2014-02 [3] Versorgungsleitungen Neubau der Brücke über die BAB A 45 im Zuge der K 36 Übersichtsplan Versorger Landesbetrieb Straßenbau Nordrhein-Westfalen n.b. [4] Leistungsbeschreibung Leistungen und Bewertung Rückbauplanung Autobahn GmbH des Bundes 2022-03 [5] Statische Berechnung Statische Berechnung 4912 663 Überführung der K 4575 über die A 13 in km 73,3 + 22,08 Bauwerk Nr. 168 Bauherr Landschaftsverband Westfalen-Lippe 1971-06 [6] Festigkeitsberechnung Festigkeitsberechnung, Nachrechnung Überbau K 36 Heerstraße, BAB A 45 bei Meinerzhagen Dipl.-Ing. Klaus Kuhlmann, Ingenieurbüro für Bauwesen 2009-11 [7] Nachrechnungsrichtlinie Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand 2011-05 [8] Wölfel Engineering Konzept zum Sprengabbruch der Brücke K 36 „Heerstraße“ GmbH + Co. KG über die A45, Drolshagen 2024-09 [9] [9a] DIN EN 1991-1-4 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 1-4: Allge- meine Einwirkungen – Windlasten 2010-12 [9b] DIN EN 1991-1- Nationaler Anhang zu DIN EN 1991-1-4 2024-08 4/NA [10] [10a] DIN EN 1992-1-1 Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 2: Betonbrücken 2011-01 Nationaler Anhang zu DIN EN 1992-1-1 2013-04 [10b] DIN EN 1992-1- 1/NA [11] Ortstermin und Fotos der Aufgenommen von M. Weiß, Brücke Wölfel Engineering GmbH + Co. KG 2025-06-04
2.2 Abkürzungsverzeichnis Abkürzung Bedeutung E [MNm] Potentielle Energie R [m] Entfernung zum Erschütterungszentrum h [m] Fallhöhe m [t] Fallende Masse v [mm/s] Prognostizierte Aufprallerschütterungenmit einem Quantilwert von 90 % 90%. v [mm/s] Anhaltswerte der max. Schwinggeschwindigkeitauf dem Fundament i,max
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3 Beschreibung der Brücke
Die Brücke über die A 45 im Kreis Olpe in Drolshagen wurde 1971 errichtet und kreuzt in einem Winkel von 87 gon die A 45. Aus statischer Sicht ist die Brücke als fünffeldriger Durchlaufträger mit den Spann- weiten 17,6 m / 22,00 m / 21,59 m / 22,41 m / 14,6 m ausgeführt. Die Gesamtlänge beträgt 98,2 m und die lichte Höhe beträgt 10,98 m [2].
3.1 Brückenüberbau Der Überbau besteht aus einem in Längsrichtung vorgespannten Plattenbalkenquerschnitt. Hierfür wurde der Spannstahl 1450/1600 eingesetzt. Die Bewehrung in Querrichtung ist schlaff ausgeführt und besteht aus Bst 500/550 [6]. Für den Überbau wurde Beton der Festigkeitsklasse C35/45 eingesetzt [6]. Der einstegige Plattenbalkenquerschnitt besitzt eine mittlere Höhe von 0,91 m und eine Breite von 11,20 m. Bei einer 2009 durchgeführten Baumaßnahme an der Brücke wurden erhebliche Überbauschwingungen festgestellt [4]. Eine daraufhin durchgeführte Nachrechnung ergab, dass der Überbau nicht ausreichend tragfähig ist. Die mittlere Massenbelegung des Überbaus wurde anhand der Bestandsstatik ermittelt und beträgt nach dem Abfräsen des Fahrbahnbelags etwa µ = 19,7 t/m [5].
3.2 Brückenpfeiler Die vier Rechteckstützen haben jeweils einen Querschnitt von 4,50 m x 0,78 m und bestehen aus Stahlbe- ton der Güte B 450 [5]. Dies entspricht heutzutage der Betondruckfestigkeitsklasse C30/37 [7]. Als Be- wehrung wurde Stahl der Güte St IIIb / St I eingesetzt [5]. Dies entspricht heutzutage einer Streckgrenze von f = 400 N/mm² [7]. Der Überbau ist auf den Brückenpfeiler in Achse 2, 3 und 4 auf Elastomerlagern yk schwimmend gelagert und in Achse 1 auf Kalottengleitlagern. Die Stützen sind jeweils flach gegründet. Die Flachgründungen in Achse 0, 1 und 2 sind zusätzlich durch Rückverankerungen in der Böschung ver- ankert [2, 4]. Im Bereich des südlichen Widerlagers kam es beim Bau des Bestandsbauwerks zu Hangrut- schungen. Die PfeilerhöheH (gemäß [2]) und die zugehörigen Pfeilermassenm der Brücke sind in Tabelle 1 aufge- listet.
Tabelle 1: HöheH und Massem der Brückenpfeiler 1 - 4
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| H [m] | 7,078 | 12,699 | 12,521 | 11,854 |
| M [t] | 62,1 | 111,4 | 109,9 | 104,0 |
4 Umgebung des Sprengobjektes
Die Brücke befindet sich im Kreis Olpe in Drolshagen und stellt eine wichtige Verbindung zwischen den Ortsteilen Scheda und Schlenke dar. Für die Gewerbebetriebe in Scheda ist die Brücke die kürzeste Ver- bindung zur Anschlussstelle Drolshagen (A 45) [4]. Nördlich der Brücke befindet sich das Gewerbegebiet Scheda. Hier befinden sich in ca. 90 m zur Brücke eine Lagerhalle eines Fahrzeugbauers (#1, siehe Abb. 2) sowie eine Lagerhalle mit Lasertechnik (#2). Südlich grenzt an die Brücke Wohnbebauung an (#3, #4). Das nächstgelegene Wohnhaus befindet sich in der Heerstraße 14 (siehe Abb. 3) und besitzt einen minimalen lichten Abstand von ca. 38 m zum Sprengobjekt.
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Unterhalb der Brücke, zwischen Pfeilerachse 2 und 4, verläuft die A 45 mit Fahrtrichtung Dortmund und Fahrtrichtung Frankfurt (siehe Abb. 4). Sowohl zum südlichen als auch zum nördlichen Widerlager hin verläuft jeweils eine steile Böschung. Parallel zur Brücke verläuft ein Mittelspannungskabel. Unterhalb des südlichen Widerlagers verläuft außerdem ein Kommunikationskabel. Hinter dem südlichen Wiederla- ger verläuft unterirdisch in ca. 1 m – 1,2 m Tiefe eine Gashochdruckleitung (#5) sowie ein Steuerkabel [3]. Nördlich der Brücke verläuft außerdem eine Gasmitteldruckleitung (#6). Die Umgebung der Brücke sowie die einzelnen Leitungen sind auf Blatt 1 dargestellt.
Abbildung 2: Lagerhalle eines Fahrzeugbauers[11] Abbildung 3: nächstgelegenes WH (Heerstraße 14)[11]
Abbildung 4: A45 unterhalb der Brücke[11]
5 Vorbereitungen und Angaben zur Sprengung
Für die Brücke wird eine sogenannte Auswurfsprengung vorgesehen. Bei diesem Sprengverfahren werden die beiden Pfeiler durch die Sprengung vollkommen zerstört, sodass der Überbau vertikal kollabiert und senkrecht nach unten abstürzt. Die Auswurfsprengung wird bis 1 m unterhalb des Überbaus vorgesehen. Der 1 m überstehende Pfeilerstummel am Überbau wird als natürlicher Schutz der Fahrbahn verwendet, da so der Überbau nicht direkt auf der Fahrbahn auftrifft. In Tabelle 2 sind die Sprengvolumen je Pfeiler- achse angegeben.
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Tabelle 2: SprengvolumenVder Brückenpfeiler 1 - 4
| Pfeiler | Breiteb[m] | Längel[m] | Höheh[m] | SprengvolumenV[m³] | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,78 | 4,50 | 6,0 | 21,1 | ||||||||||
| 2 | 11,5 | 40,4 | ||||||||||||
| 3 | 11,5 | 40,4 | ||||||||||||
| 4 | 10,8 | 37,9 |
Vor der Sprengung werden zunächst der Fahrbahnbelag und die Geländer entfernt. Nachdem die Stahlbe- tonpfeiler quasi gleichzeitig bzw. kurzzeitig verzögert gesprengt wurden, biegt sich der Überbau aufgrund des vertikalen Absturzes durch. Die Brückenenden werden bis zum Bodenaufprall in Längsrichtung gezo- gen. Möglicherweise löst sich dabei das Brückenlager jedoch nicht komplett von den Widerlagern und bleibt schräg liegen. Entsprechendes Abbruchgerät ist vorzuhalten. Es ist darauf zu achten, dass die Spannglieder vor Beginn der Beräumung nicht mehr unter Spannung stehen. Die Widerlager sowie die Brückentrümmer und die Stützenfundamente werden nach der Sprengung maschinell abgebrochen, zer- kleinert und entsorgt. Nach der Beräumung der Brückentrümmer werden die Fallbetten beräumt und die Autobahn gesäubert. Die vollflächige Herstellung des Fallbetts, die Sprengung selbst sowie die Räumung der Brücke soll inner- halb einer Wochenendsperrpause erfolgen.
6 Schutzmaßnahmen
Alle Sprengzonen werden mit einem „primären“ Streuflugschutz aus schweren Sprengschutzmatten (Gummireifenmatten) versehen. Zum Schutz der unterhalb des Abbruchobjekts verlaufenden A 45 wird ein im Mittel ca. 3 m hohes quer- geripptes Fallbett aus nichtbindigem Lockermaterial auf der Fahrbahn errichtet werden. Falls möglich, sollte der Innendruck der südlich der Brücke gelegene Gashochdruckleitung zum Zeitpunkt der Sprengung reduziert werden, um die Beanspruchung der Gasleitung infolge der Erschütterungseinwir- kung und infolge des Innendrucks möglichst gering zu halten. Grundsätzlich kann im unmittelbaren bzw. direkten Aufprallbereich keine Erschütterungsprognose aufge- stellt und auch keine Schadenfreiheit von Geländeoberflächen und unterirdischen Medien garantiert wer- den. Dies gilt sowohl für die Fahrbahn der A 45 als auch für Leitungen. Zusätzlich ist vor der Sprengung der Rückbau eventuell vorhandener Leitungen unterhalb der Brücke si- cherzustellen. Vor der Sprengung empfehlen wir in enger Abstimmung mit den nächstgelegenen Produktionsanlagen (Fahrzeugbauer, Lasertechnik) eine zeitliche Entkopplung erschütterungssensibler Produktionsprozesse (bspw. Laserarbeiten) vom Sprengabbruch zu vereinbaren. Der Gefahrenbereich sowie gegebenenfalls erforderliche Evakuierungsmaßnahmen bei der Sprengung werden von der verantwortlichen Sprengfirma definiert. Der Gefahrenbereich dürfte einen Umkreis mit einem Radius der Größenordnung von etwa 200 bis 300 m um die Sprengzonen umfassen. In diesem ab- gesperrten Bereich ist der ungedeckte Aufenthalt von Personen und beweglichen Sachwerten verboten. Auch Verkehrssperrungen werden in diesem Bereich erforderlich. Eine unabhängige sachverständige Kontrolle und Abnahme aller Vorbereitungsarbeiten wird empfohlen. Zur Erfassung der auftretenden Erschütterungen während der Sprengung werden insgesamt 3 triaxiale Messaufnehmer vorgesehen. Es wird empfohlen einen Messpunkt zur Erfassung der auftretenden Spreng-
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und Aufprallerschütterungen im Wohnhaus Heerstraße 14 sowie im gewerblich genutzten Gebäude Ge- werbeparkstraße 1 und einen weiteren Messpunkt in der Umgebung der südlichen Gashochdruckleitung anzubringen. Die Messgeräte zeichnen die Zeitverläufe der gesamten Erschütterungen (Spreng- und Auf- prallerschütterungen) auf. Die Festlegung der Messpositionen erfolgt anhand der Gegebenheiten vor Ort.
7 Erschütterungen
7.1 Anforderungen zum Erschütterungsschutz Die Prognose und Beurteilung von Erschütterungen erfolgt i. d. R. gemäß DIN 4150 („Erschütterungen im Bauwesen“ [1]). Darin werden in Teil 1 der Norm Prognose-Formeln für die Erschütterungsausbreitung und typische Einwirkungen infolge verschiedener Verursacher beschrieben. In Teil 3 werden je nach Bau- werkstyp Fundament-Anhaltswerte hinsichtlich möglicher Schädigungen der Bausubstanz angegeben. Die vorherrschende Frequenz der imitierten Aufprallerschütterungen liegt bei oder unter 10 Hz. Die domi- nierende Frequenz der Sprengerschütterungen liegt deutlich darüber. Die für den Frequenzbereich < 10 Hz geltenden Anhaltswerte auf dem Fundament nach [1b] sind in Tabelle 4 zusammengefasst. In Tabelle 3 sind die Anhaltswerte nach DIN 4150, Teil 3 sowie VSS 40 312 [2] zusammengefasst.
Tabelle 3: Anhaltswerte der max. Schwinggeschwindigkeitv auf dem Fundament nach DIN 4150, Teil 3 [1b] i,max
| Immissionsort | v [mm/s] 1) i,max | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Wohngebäude | 5 | ||||
| Gebäude mit besonderer Erschütterungsempfind- | 3 | ||||
| lichkeit und besonderem Erhaltenswert (z.B. unter | |||||
| Denkmalschutz stehend) |
1)Die vorherrschende Frequenz der erzeugten Aufprallerschütterungen liegt unter 10 Hz In Abhängigkeit des Baustoffs gelten entsprechend [1b] Anhaltswerte für unterirdische Leitungen von 50 bis 100 mm/s (siehe Tabelle 4).
Tabelle 4: Anhaltswerte für unterirdische Leitungen nach [1b]
| Leitungsbaustoff | v [mm/s] i,max | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Stahl, geschweißt | 100 | ||||
| Steinzeug, Beton, Stahlbeton, Spannbeton, Metall | 80 | ||||
| Mauerwerk, Kunststoff | 50 |
Die genannten Anhaltswerte v sind als untere Grenzwerte zu verstehen. Bei ihrer Einhaltung werden i,max gebrauchswertmindernde Erschütterungsschäden ausgeschlossen. Bei einer moderaten Überschreitung dieser Anhaltswerte ist allerdings nicht zwangsläufig mit Schäden zu rechnen, denn die Schadenswahr- scheinlichkeit nimmt bei moderater Überschreitung nur langsam zu.
7.2 Prognose der Aufprallerschütterungen Nachfolgend werden die aus dem Sprengabbruch der Brücke resultierenden Aufprallerschütterungen prog- nostiziert. Die Erschütterungsprognose erfolgt auf Basis von vorangegangenen Brückensprengungen ver- gleichbarer Bauart und der Formel zur Erschütterungsausbreitung gemäß DIN 4150 Teil 1 [1a]. Der Ab- standR bezieht sich dabei auf die Entfernung zum Erschütterungszentrum. Für die Ermittlung der maximalen Aufprallerschütterungen wird die potentielle EnergieE der gleichzeitig auftreffenden Trümmerteile benötigt. Die EnergieE ist abhängig von der fallenden Massem und der da- zugehörigen Fallhöheh (E = m ∙ g ∙ h). Für die Ermittlung der potentiellen Energie wird für den Überbau eine Massenbelegung von 19,3 t/m angesetzt. Bei der Ermittlung der Fallhöhe wird die Fallbetthöhe in der entsprechenden Pfeilerachse berücksichtigt. Die Ermittlung der potentiellen Energie je Pfeilerachse ist in Tabelle 5 zusammengefasst.
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Tabelle 5: Ermittlung der potentiellen Energie der gleichzeitig auftreffenden Trümmerteile
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Einflussbreite Überbau [m] | 19,8 | 21,8 | 22,0 | 18,5 | ||||||||||
| Masse Überbau [t] | 390,06 | 429,4 | 433,4 | 364,6 | ||||||||||
| Fallbetthöhe [m] | 0,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | ||||||||||
| Pfeilerhöhe [m] | 7,08 | 12,70 | 12,52 | 11,85 | ||||||||||
| Potentielle Energie Überbau E [kNm] Überbau | 29405,3 | 43407,8 | 43059,3 | 33833,4 | ||||||||||
| Potentielle Energie 2 m Pfeiler E [kNm] Pfeiler | 1150,9 | 1602,1 | 1571,5 | 1456,6 | ||||||||||
| Potentielle Energie gesamt E [kNm] ges | 30556,2 | 45010,0 | 44630,8 | 35290,1 |
Die prognostizierten Wertev werden in Tabelle 6 zusammengefasst und mit einer Wahrscheinlichkeit 90%. von mindestens 90 % unterschritten.
Tabelle 6: Prognostizierte Aufprallerschütterungenv infolge des Sprengabbruchs der Brücke K 36 „Heerstraße“ 90%.
| Schutzziel | Pfeiler- | R[m] | v [mm/s] 90%. | v [mm/s] i,max. | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| achse | ||||||||
| #1: Gewerbeparkstraße 1 | 3 | 128 | 2,1 | 20 | ||||
| #2: Gewerbeparkstraße 2 | 4 | 110 | 2,1 | 20 | ||||
| #3: Garage Heerstraße 14 | 1 | 64 | 4,1 | 5 | ||||
| #4: Wohnhaus Heerstraße 14 | 1 | 78 | 3,3 | 5 | ||||
| #5: Gashochdruckleitung | 1 | 28 | 11,4 | 50 | ||||
| #6: Gasmitteldruckleitung | 4 | 76 | 5,6 | 50 |
7.3 Bewertung der Aufprallerschütterungen Die prognostizierten Schwinggeschwindigkeiten infolge des Aufpralls der Brücke K 36 „Heerstraße“ lie- gen an den gewerblich genutzten Gebäuden „Gewerbeparkstraße 1“ (#1) und „Gewerbeparkstraße 2“ (#2) deutlich unterhalb des Anhaltswerts von 20 mm/s. Schäden infolge der Aufprallerschütterungen sind da- mit nicht zu erwarten. An der südlich der Brücke gelegenen Wohnbebauung an der Heerstraße 14 (#3, #4) wird mit einer maxi- mal prognostizierten Schwinggeschwindigkeit von 4,1 mm/s der Anhaltswert von 5 mm/s eingehalten. Schäden infolge der Aufprallerschütterungen sind somit nicht zu erwarten. An der Gashochdruckleitung (#5) werden maximal Schwinggeschwindigkeiten von 11,4 mm/s und an der Gasmitteldruckleitung (#6) maximal Schwinggeschwindigkeiten von 5,6 mm/s erwartet. Aufgrund der sehr geringen Erschütterungseinwirkung sind keine Schäden an der Gashochdruckleitung zu erwarten und es sind keine genaueren Untersuchungen notwendig.
8 Statik
8.1 Materialien Der Beton des Pfeilers besitzt die Güte B450. Gemäß Nachrechnungsrichtlinie [8] entspricht dies nach heutiger Nomenklatur der Betongüte C30/37. Die Betondeckung beträgt 5 cm.
C30/37 f = 30,0 MN/m² ck α = 0,85 [-] cc g = 1,5 [-] Beton
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f = 17,0 MN/m² cd
Als schlaffe Bewehrung wurde ein Beton-Glattstahl der Güte BSt III b verbaut. BSt III b f = 400 MN/m² yk g = 1,15 [-] Stahl f = 347 MN/m² yd
8.2 Lasten Eigengewicht Die mittlere Massenbelegung des Überbaus wurde anhand der Bestandsstatik ermittelt und beträgt nach dem Abfräsen des Fahrbahnbelags etwa µ = 19,7 t/m [5].
Tabelle 7: Belastung der Peiler infolge Normalkraft
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N [kN] k | 4174,35 | 4213,00 | 4251,65 | 3857,41 | ||||||||||
| N [kN] d | 5635,37 | 5687,55 | 5739,73 | 5207,50 |
Tabelle 8: Eigengewicht der Pfeiler
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N [kN] k | 573,89 | 1072,31 | 1049,49 | 921,38 | ||||||||||
| N [kN] d | 774,74 | 1447,61 | 1416,81 | 1243,86 |
Windlast Nach DIN EN 1991-1-4 und dem zugehörigen nationalen Anhang befindet sich die Brücke in Windlast- zone I und kann der Geländekategorie II zugeordnet werden. Normativ wird hinsichtlich der Windeinwir- kung auf Brücken in Anhang NA.N des oben genannten nationalen Anhangs zwischen der Einwirkung auf den Überbau und der Einwirkung auf den Pfeiler unterschieden. Die Windlast wird konservativ nur in Qu- errichtung ermittelt, da die daraus resultierenden Querkräfte für den Querkraftnachweis maßgebend wer- den und ggf. vorhandene Windanteile in Längsrichtung über die Widerlager abgetragen werden. Für die Windlast auf den Pfeiler in Querrichtung gelten folgende Voraussetzungen:
- d/b = 4,50 / 0,78 = 5,8
- Staudruck w für z < 20 m = 0,75 kN/m² e Für die Windlast auf den Überbau in Querrichtung gelten folgende Voraussetzungen:
- b/d = 11,2 / 0,91 = 12,3
- w für z < 20 m = 0,95 kN/m² e
Tabelle 8: Belastung der Peiler infolge Wind
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Q [kN] k,Wind | 22,50 | 25,99 | 26,02 | 23,40 | ||||||||||
| Q [kN] d,Wind | 33,75 | 38,99 | 39,02 | 35,10 | ||||||||||
| M [kNm] k,Wind | 134,63 | 273,98 | 269,31 | 213,43 | ||||||||||
| M [kNm] d,Wind | 201,95 | 410,97 | 403,96 | 320,15 |
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8.3 Querschnittswerte In Tabelle 9 werden die Querschnittswerte der Pfeiler zusammengefasst. Bei der Ermittlung de Quer- schnittswerte wurde von zwei Bohrlöchern im Pfeilerquerschnitt mit einem Durchmesser von 40 mm aus- gegangen.
Tabelle 9: Querschnittswerte
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| QuerschnittsflächeA[m²] | 3,51 | 3,51 | 3,51 | 3,51 | ||||||||||
| Querschnittsfläche reduziertA [m²] red | 3,15 | 3,15 | 3,15 | 3,15 | ||||||||||
| FlächenträgheitsmomentI [m4] yy | 5,32 | 5,32 | 5,32 | 5,32 | ||||||||||
| FlächenträgheitsmomentI [m4] zz | 0,16 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | ||||||||||
| FlächenträgheitsmomentW [m3] yy | 2,36 | 2,36 | 2,36 | 2,36 | ||||||||||
| FlächenträgheitsmomentW [m3] zz | 0,42 | 0,42 | 0,42 | 0,42 |
8.4 Spannungsnachweis
Maximale Spannung: (cid:2026) = (cid:3015)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) + (cid:3014)(cid:3279),(cid:3272)(cid:3284)(cid:3289)(cid:3279). (cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) (cid:3002) (cid:3024)(cid:3299),(cid:3300)
Minimale Spannung: (cid:2026) = (cid:3015)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289) − (cid:3014)(cid:3279),(cid:3272)(cid:3284)(cid:3289)(cid:3279). (cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) (cid:3002) (cid:3024)(cid:3299),(cid:3300)
Ausnutzungsgrad (cid:2015) = (cid:2026)(cid:1865)(cid:1853)(cid:1876) (cid:3033)(cid:3278)(cid:3279) Tabelle 10: Spannungsnachweis
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (cid:2026) [MN/m²] (cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) | 2,12 | 2,44 | 2,44 | 2,18 | ||||||||||
| (cid:2015) | 0,12 | 0,14 | 0,14 | 0,13 | ||||||||||
| (cid:2026) [MN/m²] (cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) | 1,24 | 1,16 | 1,18 | 1,09 |
(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041)
8.5 Querkraftnachweis Im Folgenden wird der Querkraftnachweis ohne erforderliche Querkraftbewehrung nach [9] Kapitel 6.2.2 geführt. Hierbei wird konservativ von zwei Bohrlöchern im Pfeilerquerschnitt mit einem Durchmesser von 40 mm ausgegangen.
(cid:2868),(cid:2875)(cid:2876)(cid:2879)(cid:2870)∙(cid:2868),(cid:2868)(cid:2872) Bauteilbreite(cid:1854) = = 0,23 (cid:3050) (cid:2871) Höhe d = 4,50 k = 1+(200/d)0,5< 2 v = (cid:3089)(cid:3117)∙((cid:1863)(cid:2871) ∙(cid:1858) )(cid:2868),(cid:2873) min (cid:3030)(cid:3038) (cid:3082)(cid:3252) (cid:1840) (cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) (cid:2026) = < 0,2∙(cid:1858) (cid:1827) (cid:3030)(cid:3031) (cid:3030) (cid:1848) = ((cid:1874) +0,12∙ (cid:2026))∙(cid:1854) ∙(cid:1856) (cid:3019)(cid:3031),(cid:3004) (cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) (cid:3050) (cid:1843) (cid:3051),(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) (cid:1848) = (cid:3006)(cid:3031) 4
[Seite 12]
Berichtsnummer Datum Seite Y0928.012.02.001 10.09.2025 12
Tabelle 11: Querkraftnachweis
| Pfeilerachse | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| d [m] | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | ||||||||||
| b [m] w | 0,233 | 0,233 | 0,233 | 0,233 | ||||||||||
| N [MN] Ed | 4,17 | 4,21 | 4,25 | 3,86 | ||||||||||
| (cid:2018) (cid:2869) | 0,0375 | 0,0375 | 0,0375 | 0,0375 | ||||||||||
| (cid:2026) [MN/m²] | 1,24 | 1,16 | 1,18 | 1,09 | ||||||||||
| 0,2*f cd | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | ||||||||||
| k | 1,21 | 1,21 | 1,21 | 1,21 | ||||||||||
| v [MN/m²] min | 0,18 | 0,18 | 0,18 | 0,18 | ||||||||||
| V [MN] Rd,C | 0,35 | 0,34 | 0,34 | 0,33 | ||||||||||
| V [MN] vor | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | ||||||||||
| Ausnutzung(cid:2015) | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
[Seite 13]
StromundGasleitungen
Strom Mittelspannungskabel
Strom Niederspannungskabel
Gasleitung Hochdruck
Gasleitung Mitteldruck #2: Gewerbe Steuerkabel straße 2 Strom und Steuerkabel Lichtsignalanlage
Telekommunikationsleitungen #6: Gasmittel Telefonkabel druckleitung Telefonkabel AUSAKabel
TrinkundAbwasserleitungen
Trinkwasserleitung
Schmutzwasserkanal #1: Gewerbe Mischwasserkanal straße 1 Regenwasserkanal
55
44 BB ee ss ttaa AA4455 FFRR DDoorrttmmuunndd nn dd 33 ss bb rr üü AA4455 FFRR FFrraannkkffuurrtt cc kk ee 22
11
##55:: GGaasshhoocchh 00 ddrruucckklleeiittuunngg ##33:: GGaarraaggee HHeeeerrssttrraaßßee 1144
##44:: WWoohhnnhhaauuss HHeeeerrssttrraaßßee 1144
Projekt: WÖLFEL Engineering
Sprengabbruch
GmbH + Co. KG
Brücke K 36 Heerstraße
MaxPlanckStrasse 15 97204 Höchberg
Übersichts und Leitungsplan
Rev. Datum Änderung Datum Name BerichtsNr. PlanNr. Maßstab 1:1500 01 01.01.2000 Beispiel gezeichnet 10.09.2025 Weiß Y0928.012.02 Bl. 1 01 01.01.2000 Beispiel geprüft 10.09.2025 Sebold
[Seite 14]
N
5
1 4 ,6
4
2 2 ,4
FB
Fahrtrichtung Dortmund 3
Fahrtrichtung 2 1 Frankfurt ,6
FB
2
2 2 ,0
Legende:
FB ... Fallbett
1
... Pfeilersprengung
1 7 ,6 Hinweis: Darstellung und Maßangaben gemäß Bestandsplan "Längsschnitt, Draufsicht"
0
Projekt: WÖLFEL Engineering
Sprengabbruch
GmbH + Co. KG
Brücke K 36 Heerstraße
Max-Planck-Strasse 15 97204 Höchberg
Grundriss
Rev. Datum Änderung Datum Name Berichts-Nr. Plan-Nr. Maßstab 1:500 01 01.01.2000 Beispiel 01 01.01.2000 Beispiel gezeichnet 10.09.2025 Weiß Y0928.012.02 Bl. 2 01 01.01.2000 Beispiel geprüft 10.09.2025 Sebold
[Seite 15]
5 4 3 2 96,42
14,34 21,60 21,60
3 3 , , 0 0 0 0
Legende: FB ... Fallbett A45 FB A45 FR Dortmund FR Frankfurt ... Vertikalkollaps Überbau
... Stützensprengung
2 1 0 96,42
21,60 21,60 17,28
A45 FR Frankfurt
Hinweis: Darstellung und Maßangaben gemäß Bestandsplan "Längsschnitt, Draufsicht"
Projekt: WÖLFEL Engineering
Sprengabbruch
GmbH + Co. KG
Brücke K 36 Heerstraße
Max-Planck-Strasse 15 97204 Höchberg
Längsschnitt
Rev. Datum Änderung Datum Name Berichts-Nr. Plan-Nr. Maßstab 1:333 01 01.01.2000 Beispiel 01 01.01.2000 Beispiel gezeichnet 10.09.2025 Weiß Y0928.012.02 Bl. 3 01 01.01.2000 Beispiel geprüft 10.09.2025 Sebold
[Seite 16]
Fahrbahnbelag abfräsen
11,20
0 ,9
1 ,0
4,50 Fallbett beispielhaft für Pfeilerachse 3
FB H Y
3,00 4,45
3 ,0 0
Pfeiler- und Sprengbereichshöhen Legende: FB ... Fallbett Achse H [m] Y [m]
1 6,54 5,54 ... Stützensprengung 2 12,22 11,22
3 11,96 10,96
4 10,50 9,50
Projekt: WÖLFEL Engineering
Sprengabbruch
GmbH + Co. KG
Brücke K 36 Heerstraße
Max-Planck-Strasse 15 97204 Höchberg
Querschnitt
Rev. Datum Änderung Datum Name Berichts-Nr. Plan-Nr. Maßstab 1:150 01 01.01.2000 Beispiel 01 01.01.2000 Beispiel gezeichnet 10.09.2025 Weiß Y0928.012.02 Bl. 4 01 01.01.2000 Beispiel geprüft 10.09.2025 Sebold
[Seite 17]
Stützenquerschnitt Stützenlängsschnitt Y-Y X-X 4,50 0,78
1 1 ,0 ,0 0 0
H H Y Y
Z Z Z Z
GOK GOK
Stützengrundriss Z-Z
X
4,50 Legende: Y Y ... Stützensprengung
0 ,7 X 8
| 0 1 | 0 1 | 0 1 | R e v . | P ro PBS je k f r p t: e ü r i lce ekn r eg s p Ka r b e 3 b n6r g u uHc neh ge r s t r a ß e |
|---|---|---|---|---|
| 0 1 . 0 1 . 2 0 0 0 | 0 1 . 0 1 . 2 0 0 0 | 0 1 . 0 1 . 2 0 0 0 | D a t u m | |
| B e is p ie l | B e is p ie l | B e is p ie l | Ä n d e r u n g | |
| g e p rü ft | g e z e ic h n e t | M a ß s t a b | ||
| 1 : 1 5 0 | ||||
| 1 0 .0 9 .2 0 2 5 | 1 0 .0 9 .2 0 2 5 | D a tu m | 9 7 2 0 4 M a x-P G m W Ö H ö ch la n ck-S b H L F b e rg tra + E L sse C E 1 5 o . n K g in G e e r in g | |
| S e b o ld | W e iß | N a m e | ||
| Y 0 9 2 8 .0 1 2 .0 2 | B e ric h ts -N r. | |||
| B l . 5 | P la n -N r. |
| Pfeiler- und Sprengbereichshöhen | ||
|---|---|---|
| Achse | H [m] | Y [m] |
| 1 | 6,54 | 5,54 |
| 2 | 12,22 | 11,22 |
| 3 | 11,96 | 10,96 |
| 4 | 10,50 | 9,50 |