Öresundbrücke

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo!

Eigentlich eine ingenieurwissenschaftliche Frage, aber dieses Brett gibt es hier ja nicht.

Die Öresundbrücke besteht aus drei Teilen. Der mittlere Teil ist eine Schrägseilbrücke von 1092m Länge. Sie ist an zwei Paaren von Pylonen aufgehängt und ich bräuchte die Last, die diese Pylonen tragen müssen. Ich habe schon herausgefunden, dass die Kabel eine Masse von 2300t haben, aber ich vermute, dass der Brückenkörper erheblich schwerer ist.

Hat jemand einen Link oder einen halbwegs plausiblen Schätzwert (z. B. durch Vergleich mit einer anderen Brücke ähnlicher Bauart)?

Wäre super!
Michael

PS: Wikipedia und alle dort angeführten Links habe ich schon durch. Dort wird jeweils nur erwähnt, dass für die gesamte Brücke (also alle drei Teile) 230.000 m³ Beton und rund 150.000 t Stahl verbaut wurden. Das ist eine Gesamtmasse von rund 725.000 t. Wenn ich diese blind auf die Gesamtlänge von 7,8 km verteile, komme ich auf eine Masse der 1090m langen Hochbrücke von 101.000 t. Wäre dann eine Last aus Brückenkörper und Kabel von 70.000 t realistisch?

#2

Hallo Michael

„Übern Daumen gepeilt“

Wäre dann eine Last aus Brückenkörper und Kabel von 70.000 t realistisch?

Durchaus schon, aber da ist noch Material, das sich jenseits der Pylonen befindet und eigentlich dazugerechnet werden sollte.

Alles in Allem wird das aber nicht mehr als 4000 t bringen.

Gruß

Rochus

#3

Hallo!

Danke für die schnelle Antwort!

Wäre dann eine Last aus Brückenkörper und Kabel von 70.000 t realistisch?

Durchaus schon, aber da ist noch Material, das sich jenseits
der Pylonen befindet und eigentlich dazugerechnet werden
sollte.

Alles in Allem wird das aber nicht mehr als 4000 t bringen.

Was meinst Du mit "jenseits der Pylone? Die Gesamtlänge der Brücke beträgt 1090m. Der Abstand zwischen den Pylonen ist 490 m. Dass die Brücke am Anfang und Ende „übersteht“ ist also in meiner Überschlagsrechnung schon drin.

Die größeren Unsicherheiten entstehen dadurch:

  1. Ist eine Balkenbrücke (wie die beiden Auffahrten) leichter oder schwerer wie eine Schrägseilbrücke gleicher Größe?
  2. Wie hoch ist der Anteil der Pylone einerseits und der Pfeiler andererseits?
  3. Wie hoch ist der Anteil der nicht sichtbaren Teile (Fundamente etc.)?

Das alles kann ich überhaupt nicht einschätzen. Ich ging willkürlich davon aus:

  1. Ich weiß es nicht besser, also schätze ich, dass sie gleich schwer sind.
  2. und 3) Ich weiß es nicht besser, also schätze ich, dass sie 30% der Gesamtmasse ausmachen. 50% wären aber für mich genauso plausibel. Vielleicht vertue ich mich ja auch gänzlich.

Michael

#4

Hallo Michael
Entschuldige bitte, ich habe zum Schluss geschlampt. Ich meinte mit den 4.000 t z.B. Fundament Anteile.
Für den Brückentrog selbst kannst du 30.000 bis 38.000 t ansetzen für Stahlkonstruktion im klassischen Hohlprofil Aufbau, Fahrbahn und Aufbauten.
Die Masse der Seile hast du schon selbst herausgefunden, damit läuft das Gesamtgewicht irgendwo bei 38.000 bis 42.000 t.

Du kannst auch den Querschnitt der Seile nehmen, die Festigkeit aus dem Material bestimmen, mit Sicherheit 2,5 rechnen, das dürfte auch passen.

Gruß

Rochus

#5

Hallo!

Du kannst auch den Querschnitt der Seile nehmen, die
Festigkeit aus dem Material bestimmen, mit Sicherheit 2,5
rechnen, das dürfte auch passen.

Irgendwo habe ich gelesen, dass die 80 Tragseile jeweils einen Durchmesser von 85cm haben. Das ergibt eine Querschnittsfläche von

A = 2,3 * 10^6 mm²

Wenn wir von 500 N/mm² für Stahl ausgehen, dann entspricht das einer Kraft von

F_max = 80 * 500 N/mm² * 2,3 * 10^6mm² = 92000 MN.

Die Tatsächliche Gewichtskraft ist dann

F_G = sin α * F_max / Sicherheitsfaktor

α ist die Neigung der Kabel gegen die Horizontale. Sie beträgt ziemlich genau 30°.

F_G = 18400 MN.

Das entspricht einer masse von

m = F_G/g = 1,84 * 10^9 kg = 1,84 * 10^6 t.

Damit liegen wir mindestens um den Faktor 50 über unseren Schätzwerten. Wo ist mein Fehler?

Michael

#6

Hallo Michael

Durchmesser von 85cm haben. Das ergibt eine Querschnittsfläche
von

A = 2,3 * 10^6 mm²

Das glaube ich nicht, das wäre ja die volle Fläche, ich glaube mich zu erinnern, dass Verseilung ca. 60% ausfüllt.
Außerdem rechne ich 850^2 * Pi / 4 * 80 = 45 * 10^6 mm.
Das mal 0,6 macht 27*10^6 mm²

Wenn wir von 500 N/mm² für Stahl ausgehen, dann entspricht das einer
Kraft von

F_max = 500 N/mm² * 27 * 10^6mm² = 13612 * 10^6 N = 13612 MN.
Gemindert um die Sicherheit 2,5 liegen wir bei 5444 MN.
Aus der Anschlagtechnik überschlägig 30% Tragvermögen bei 30° macht F_G= 1633 MN.
m = F_G/g = 1,633 * 10^9 / 10 = 163 * 10^6 kg = 1,63 * 10^3 t oder 163300 t.

Damit liegen wir um den Faktor 4 über unseren
Schätzwerten.

Wo ist mein Fehler?

Siehe Rechnung oben. Außerdem haben mir Brückenbauer erzählt, dass die auch gern mal Sicherheit 4 nehmen.
Damit kämen wir auf Deine erste Annahme mit rund 70 kt.

Ist doch alles nicht so schlimm

Gruß
Rochus

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#7

Danke! (owt)
.

#8

Hi,
da das heutzutage nicht unbedingt mehr verdrillte Litzenseile sein müssen, sondern die einzelnen Drähte andere Formen für einen besseren Formschluß aufweisen, wird man eher bei 85-90% der Fläche liegen.
welche Seile hier im konkreten verwendet wurden, konnte ich nicht eruieren, daher nur ein allgemeines Beispiel aus der Seilbahntechnik
http://www.fatzer.com/contento/deCH/Home/Seilbahnsei…
http://www.teufelberger.com/uploads/tx_txconceptadow…

Gruss

M@x