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DIN 1075 - Bemessung und Ausführung
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Betonbrücken

Stand 04/1981

Diese Norm ist den obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder vom Institut für Bautechnik, Berlin, zur bauaufsichtlichen Einführung empfohlen worden.

Entwurf, Bemessung und Ausführung von Betonbrücken erfordern eine gründliche Kenntnis und Erfahrung. Daher dürfen nur solche Ingenieure und Unternehmer damit betraut werden, die diese Kenntnis und Erfahrung haben, besonders zuverlässig sind und sicherstellen, dass derartige Bauwerke einwandfrei bemessen und ausgeführt werden.

Alle Hinweise in dieser Norm auf DIN 1045 Beton und Stahlbeton; Bemessung und Ausführung, beziehen sich auf die Ausgabe Dezember 1978.

Diese Norm ist anzuwenden für die Über- und Unterbauten sowie Fundamente von Brücken aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton.

Sie gilt auch für andere Bauwerke und Bauteile, die nach DIN 1072 oder DS 804 belastet werden (z.B. Stützwände befahrener Hinterfüllungen), wenn nicht für diese Bauwerke eigene Normen bestehen (z.B. Rohre nach DIN 2410 Teil 1).

Soweit nachstehend nichts davon Abweichendes festgelegt wird, gilt DIN 1045, für vorgespannte Bauteile von Brücken zusätzlich DIN 4227 Teil 1 und Teil 5 und für Verbundbrücken die Richtlinien für die Bemessung und Ausführung von Stahlverbundträgern ¹), für Leichtbeton nach DIN 4219 Teil 1 und Teil 2.

Ergänzend zu DIN 1045, Abschnitt 3.2, sind in Schal- und Bewehrungsplänen die Arbeitsfugen darzustellen. Ergänzend zu DIN 1045, Abschnitt 3.1 und 3.4, sind auch Angaben über die Betonierfolge, die Betoniergeschwindigkeit und die Abbindeverzögerung zu machen.

2.2.1 Jede statische Berechnung muss ein in sich geschlossenes Ganzes bilden und ausreichende Angaben für die Ausführungszeichnungen enthalten.

2.2.2 Für die Ermittlung der Schnittgrößen in Stahlbetonbauteilen im Gebrauchszustand gilt DIN 1045, Abschnitt 3.3 und 15.1.

Abweichend von DIN 1045, Abschnitt 15.5, ist bei der Ermittlung der Schnittgrößen die Torsionssteifigkeit von Trägern (z.B. Balken, Plattenbalken) zu berücksichtigen. Die Aufnahme von Torsionsmomenten ist stets nachzuweisen.

Wird dabei die Biegesteifigkeit entsprechend DIN 1045, Abschnitt 15.1.2 nach Zustand I angesetzt, darf ohne besonderen Nachweis die Torsionssteifigkeit mit 50 % des für den reinen Betonquerschnitt nach der Elastizitätstheorie ermittelten Wertes in Rechnung gestellt werden.

2.2.3 Die Berechnung ist in einer Form aufzustellen, die es gestattet, den Einfluss außergewöhnlicher Verkehrslasten auch nachträglich mit einfachen Hilfsmitteln festzustellen (z.B. durch Angabe von Einflußlinien, Einflußflächen, Querschnittswerten).

2.2.4 Werden neuartige Berechnungsverfahren angewandt oder soll die Berechnung durch Modellversuche ergänzt bzw. ganz oder teilweise ersetzt werden, so sind die damit zusammenhängenden Fragen vorher mit der prüfenden Stelle zu klären.

2.2.5 Die statische Berechnung muss vor allem auch ausreichende Angaben enthalten über:

Der Berechnung sind entsprechend der vorgesehenen Nutzung die Lastannahmen folgender Berechnungsgrundlagen zugrunde zu legen:

Außergewöhnliche Belastungen sind gesondert zu berücksichtigen (z.B. Sonderlasten, Einflüsse aus Bergbau und Erdbeben).

Sofern sich nach der Bemessung keine größeren Werte ergeben, richten sich die Maße nach den Einbaumöglichkeiten von Beton und Bewehrung sowie nach der erforderlichen Betondeckung.

Werden in DIN 1045, Abschnitt 13.2, nicht höhere Werte verlangt, so gelten für die Betondeckung der Bewehrung die in Tabelle 1 angegebenen Mindestmaße; diese setzen eine ausreichend enge Anordnung von Abstandhaltern voraus.

Für Betone geringerer Festigkeitsklassen als B25 sind die Maße der Tabelle 1 um 1 cm zu erhöhen. Die Mindestmaße der Tabelle 1 sind bei steinmetzmäßiger feiner Bearbeitung (z.B. Stocken) um 1 cm, bei mittlerer Bearbeitung (z.B. Feinspitzen) um 2 cm, bei grober Bearbeitung (z.B. grobes Spitzen) um mindestens 3cm zu erhöhen.

Die Mindestmaße der Spalte 3 gelten auch für alle Bauteile, welche weniger als 10 m über oder neben Straßen liegen, die mit Tausalzen behandelt werden. Sie gelten auch für Brücken über Eisenbahnstrecken, die vorwiegend mit Dieselantrieb befahren werden.

Überbauten geben ihre Lasten direkt oder indirekt auf Stützen, Pfeiler und Widerlager ab (siehe Abschnitt 7). Für bogenförmige Tragwerke siehe Abschnitt 6.

Das gewählte statische System einschließlich der Verteilung der Steifigkeiten muß das Tragverhalten hinreichend genau erfassen. Mit dem gewählten System muß der Kraftfluß eindeutig zu beschreiben sein.

Die Durchbiegung von Stahlbetonbauwerken im Zustand 11 ist nach einem wirklichkeitsnahen, die Möglichkeit der Rißbildung berücksichtigenden Verfahren (z.B. nach Heft 240 DAfStb) zu ermitteln. Dabei darf nur die in den mitwirkenden Breiten b_m enthaltene Bewehrung angesetzt werden.

Bei Anordnung von Schrägen und/oder Querschnittsverstärkungen darf ihre Mitwirkung nicht größer angenommen werden, als sich bei einer Neigung der Schrägen von 1 : 3 ergeben würde.

Tragwerke dürfen nur dann als frei drehbar gelagert berechnet werden, wenn sie gelenkig mit dem stützenden Teil verbunden sind.

Bei der Ermittlung der Schnittgröße aus Vorspannung an statisch bestimmten und unbestimmten Systemen darf stets von voller mittragender Plattenbreite ausgegangen werden.

Tabelle 1. Betondeckung der Bewehrung für die Festigkeitsklassen ≥ B 25 (Mindestmaße in cm)

Bild 3. Querschnitte und zugehörige mitwirkende Plattenbreiten bei Biegemoment und Querkraft, Spannungsverteilung

Bei der Ermittlung von Biegeformänderungen sowie entsprechender Einheitsverformungen darf die volle Plattenbreite als mittragend angesetzt werden, solange b/l_i < 0,3 ist. Hierbei darf l_i Bild 1 entnommen werden. Für b/l_i > 0,3 darf näherungsweise zwischen den Stützen eine konstante mitwirkende Plattenbreite b_m = ρ_F * b vorausgesetzt werden (siehe Bild 2), die dem Wert in Feldmitte entspricht.

Bei Kragarmen darf vereinfachend eine konstante mitwirkende Breite b_m = ρ_S * b angenommen werden (siehe Bild 2).

Die Wirkungen von horizontalen Stegvouten, Veränderungen der Plattendicke und der Steghöhe sowie die Einflüsse aus Querträgern auf die mittragende Plattenbreite können in der Regel vernachlässigt werden.

Die Schnittgrößen infolge Längskraft dürfen im Einleitungsbereich 0 < x < 2 b nach den Ergebnissen der Scheibentheorie abgeschätzt werden unter der Annahme einer Kraftausbreitung nach Bild 4.

Bei der Biege- und Querkraftbemessung von Trägern nach Bild 3, die durch Biegemomente beansprucht werden, ist stets die mitwirkende Plattenbreite zu berücksichtigen. Deren Veränderung durch antimetrische Lastgruppen kann in der Regel vernachlässigt werden.

Für Flansche bis zur Breite b < 0,3 d₀ darf jedoch stets b_m = b gesetzt werden (d₀ = Steghöhe nach Bild 3). Für b > 0,3 d₀ darf die mitwirkende Breite, sofern sie nicht genauer nachgewiesen wird, mit Hilfe von Bild 2 und 1 ermittelt werden. Hierbei ist im Feld b_mF = ρ_F * b und über der Stütze b_mS = ρ_S * b. Gegebenenfalls ist ein nicht konstantes b zu berücksichtigen.

Der Bestimmung von ρ_S ist die größere der an das Auflager anschließenden Stützweiten zugrunde zu legen. Ist in einem Feldbereich b_mF < b_mS, so ist der Verlauf der mitwirkenden Breite innerhalb des gesamten Feldes nach der Verbindungslinie der mitwirkenden Breiten b_mS über den benachbarten Auflagerpunkten zu bestimmen; jedoch muss b_m < b bleiben.

Die Spannungen aus Vorspannung dürfen für Normalkraft und Biegung getrennt bestimmt werden:

Zur Überlagerung der Biegespannungen des Haupttragwerks mit den von örtlichen Lasten erzeugten Plattenbiegespannungen dürfen erstere ohne genaueren Nachweis nach Bild 3c) als geradlinig verlaufend angenommen werden unter der Bedingung, dass die jeweilige Gurtkraft erhalten bleibt.

Die Beanspruchungen sind nach der Plattentheorie zu ermitteln. Hierbei dürfen hinreichend genaue Näherungsverfahren angewendet werden.

Schnittgrößen und Tragverhalten von Hohlplatten dürfen im allgemeinen (z.B. bei Aussparungen mit annähernd kreisförmigem Querschnitt) näherungsweise wie Vollplatten gleicher Konstruktionshöhe berechnet werden.

Für die Bemessung von einfeldrigen und durchlaufenden Platten dürfen geeignete Tabellenwerke verwendet werden, wenn die Lasteintragungsflächen dem Abschnitt 9.1.2 entsprechen.

Solche Platten werden nur in Ausnahmefällen ausgeführt (z.B. wenn die Einwirkung von Tausalzen nicht zu erwarten ist). Bei der Berechnung ist eine zusätzliche Belastung von 2,0 kN/m² für einen gegebenenfalls später aufzubringenden Belag einschließlich Abdichtung zu berücksichtigen. Bei unmittelbar befahrenen Platten von Straßenbrücken gelten die obersten 1,5 cm als Verschleißschicht, die bei der Betondeckung der Bewehrung nicht angerechnet werden dürfen. Die Bemessung ist sowohl für den Querschnitt mit als auch ohne Verschleißschicht durchzuführen. Rad- und Gehwegbrücken dürfen im allgemeinen ohne die 1,5 cm dicke Verschleißschicht ausgeführt werden.

Für die Zusammensetzung und Herstellung der obersten Schicht des Betons, die mindestens 5 cm dick sein muss und in einem Arbeitsgang frisch auf den übrigen Beton einzubauen ist, gilt DIN 1045, Abschnitte 6.5.7.1, 6.5.7.2, 6.5.7.3 und 6.5.7.5. Abweichend von DIN 1045, Abschnitt 6.5.7.3, darf jedoch der Wasserzementwert von 0,45 nicht überschritten werden. Der Beton ist maschinell mit Betondeckfertiger zu verdichten; bei Wirtschaftswege-, Rad- und Gehwegbrücken darf davon abgesehen werden.

Ein- und mehrzellige Kastenträger dürfen hinsichtlich der Längsspannungen und der zugehörigenSchubspannungen näherungsweise nach der Theorie des torsionssteifen Stabes behandelt werden, solange die Maße folgenden Bedingungen genügen:

In allen anderen Fällen ist der Anteil der unterschiedlichen Längsspannungen in den Stegen zu verfolgen.

Bei eingespannten Bogen und Eingelenkbogen sind die Stützweite l und die Pfeilhöhe f nach Bild 5a) und b) anzunehmen. Bei Zwei- und Dreigelenkbogen ist die Stützweite gleich dem horizontalen Abstand der Kämpfergelenke anzusetzen.

Bogen sollen möglichst nach der Stützlinie für ständige Last geformt werden; sie sind auf der Grundlage der Elastizitätstheorie zu berechnen, wobei auch die Normalkraftverformungen, Schwinden und Kriechen, die Temperatureinflüsse und die Nachgiebigkeit des Baugrundes zu beachten und gegebenenfalls zu berücksichtigen sind. Die aussteifende Wirkung der Fahrbahn darf dabei in Rechnung gestellt werden.

Bei der Ermittlung der Schnittgrößen in der Fahrbahn ist im allgemeinen das Zusammenwirken zwischen Bogen und Fahrbahn zu berücksichtigen.

Bei Stahlbetonbogen ist der Nachweis der Knicksicherheit zu führen. Der Einfluss des Kriechens ist bei λ > 45 zu berücksichtigen. Der dem Knicksicherheitsnachweis zugrunde gelegte Bewehrungsprozentsatz darf in keinem Querschnitt des Bogens unterschritten werden.

6.1.2.2 Knicksicherheitsnachweis von Stahlbeton-Bogentragwerken in der Bogenebene

Der Knicksicherheitsnachweis ist bei Bogenbrücken mit einem Bewehrungsgehalt ges µ₀ > 0,8 % nach DIN 1045, Abschnitt 17.4, zu führen. Dieser Nachweis darf bei Bogen mit f > 0,1 l an einem beiderseits gelenkig gelagerten Ersatzstab mit gleich großen und gleich gerichteten Endausmitten und einer Knicklänge s_K nach Gleichung (1) geführt werden.

Die Ausmitte muss der größten planmäßigen Lastausmitte in der mittleren Hälfte des halben Bogens unter Gebrauchslast zuzüglich der ungewollten Ausmitte nach DIN 1045, Abschnitt 17.4, entsprechen. Der Querschnitt des Ersatzstabes ist über die Stablänge als konstant anzunehmen und mit dem des Bogens in l/4 gleichzusetzen.

6.1.2.3 Nachweis von schwach bewehrten und unbewehrten Bogentragwerken in der Bogenebene

Bei Bogenbrücken mit einem Bewehrungsgehalt von ges µ₀ < 0,8 % und λ < 70 darf der Knicksicherheitsnachweis nachfolgendem Näherungsverfahren geführt werden:

Die Bruchschnittgrößen (M_u, N_u) des untersuchten Querschnittes sind nach DIN 1045, Abschnitt 17.2.1, zu ermitteln, wobei die vorhandene Bewehrung angesetzt und die in DIN 1045, Abschnitt 17.9, Absatz 1, festgelegte Grenze für das Klaffen der Fuge nicht überschritten werden darf. Der Einfluss der Schlankheit und der ungewollten Ausmitte auf die Tragfähigkeit darf näherungsweise durch Verminderung der Bruchschnittgrößen mit dem Beiwert K nach Gleichung (2) erfasst werden.

Bei Anwendung der Gleichung (2) darf das Verhältnis e/d nicht größer als 0,2 sein.

Die zulässigen Schnittgrößen ergeben sich aus den mit dem Faktor K verminderten Bruchschnittgrößen unter Beachtung des in Abschnitt 6.1.2.1 festgelegten Knicksicherheitsbeiwertes.

Bei diesen Tragwerken ist eine Mindestbewehrung nach Abschnitt 10.1 nicht erforderlich.

Bei schmalen Bogen ist die Knicksicherheit nach DIN 1045, Abschnitt 17.4, auch in Richtung rechtwinklig zur Bogenebene zu untersuchen. Für diesen Nachweis dürfen Bogen mit f < 0,25 1 und ausreichender Torsionssteifigkeit (z.B. Voll-, H- und Kastenquerschnitte) als eine gerade Stütze betrachtet werden, deren Länge gleich der Bogenstützweite und deren Normalkraft gleich dem Horizontalschub ist.

Der Sicherheitsbeiwert ist gemäß Abschnitt 6.1.2.1 in Abhängigkeit vom Gesamtbewehrungsgrad µ₀ einzuführen.

Gewölbe - im Sinne dieser Norm - sind überschüttete Tragwerke, deren Form von der Stützlinie aus ständiger Last und dem Mittel aus aktivem Erddruck und Erdruhedruck bestimmt ist. Hierbei muß f > l / 3 sein.

Die Scheitelüberdeckung bis Straßenoberkante soll mindestens 1 m sein. Bei Gewölben unter Eisenbahnen beträgt dieses Maß mindestens 1,5 m bis Schwellenoberkante.

Gewölbe sind mit der vorgenannten Erddruckannahme unter Berücksichtigung der teilweisen Einschüttung im Bauzustand zu berechnen. Die Beanspruchungen aus Temperatur und Schwinden können dabei vernachlässigt werden. Der Nachweis der Knicksicherheit kann in der Regel entfallen.

Konzentrierte Verkehrslasten sind nach DIN 1072, Ausgabe November 1967, Abschnitt 5.3.7, bzw. nach DS 804 zu verteilen.

Die Hauptbewehrung ist symmetrisch im Querschnitt anzuordnen. Die Bewehrung in Achsrichtung des Gewölbes ist - ebenfalls symmetrisch - mit mindestens 50 % der Hauptbewehrung festzulegen.

Gewölbe, bei deren Standsicherheitsnachweis die Überschüttung zur Tragwirkung mit herangezogen wird, fallen nicht unter diese Norm.

Soweit Bremskräfte über den Erdkörper auf das Bauwerk einwirken, ist von einer Lastausbreitung in der Hinterfüllung unter 26,5° (2 : 1) im Grund- und Aufriss, d. h. nach unten und nach den Seiten, auszugehen. Ihre Wirkung braucht im allgemeinen nur in dem direkt betroffenen Bauteil, z.B. der Kammerwand, einschließlich des Anschlusses an die benachbarten Bauteile verfolgt zu werden.

Sind die flach gegründeten Widerlager von Platten- und Balkenbrücken aus Stahlbeton mit dem Überbau ausreichend verbunden, so darf vereinfachend für die Bemessung der Widerlager und Fundamente - bei Straßenbrücken mit einer Überbaulänge bis etwa 20 m, bei Eisenbahnbrücken bis etwa 10 m - im Fundament wechselseitig volle Einspannung auf der einen Seite und gelenkige Lagerung auf der anderen Seite angenommen werden, an Widerlager-Oberkante gelenkige Lagerung.

Annähernd gleiche Maße und Erddruckbelastungen beider Widerlager werden hierbei vorausgesetzt.

Bei setzungsempfindlichem Baugrund sind Fundamentverdrehungen und -verschiebungen nach DIN 1072, Ausgabe November 1967, Abschnitt 5.5 und 6.8, zu berücksichtigen.

Bei der Bemessung der Fundamente als einspannende Bauteile gemäß DIN 1045, Abschnitt 17.4.5, sind die Schnittgrößen nach der Theorie II. Ordnung, die sich beim Knicksicherheitsnachweis ergeben, zu beachten. Dies gilt sinngemäß auch für die Bemessung einer eventuellen Pfahlgründung.

Bei Flachgründungen ist nachzuweisen, dass die Bodenfuge für die ungünstigste Lastkombination im Gebrauchszustand unter Berücksichtigung dieser Schnittgrößen nicht über den Schwerpunkt hinaus klafft.

Dagegen brauchen diese Schnittgrößen nicht berücksichtigt zu werden beim Nachweis der Einhaltung von DIN 1054, Ausgabe November 1976, Abschnitt 4.1.3.1, wonach unter ständiger Last keine klaffende Bodenfuge auftreten darf.

Soweit Schnittgrößen im Gebrauchszustand unter Berücksichtigung der Stabverformungen (Theorie IL Ordnung) benötigt werden, sind diese aus den Schnittgrößen des Knicksicherheitsnachweises durch Reduktion mit 1/1,75 abzuleiten.

¹) Zu beziehen beim Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 4-10, 1000 Berlin 30, unter der Best.-Nr. 10714.

Spalte Zeile	1	2
	Bauteil	Ortbeton und Fertigteile ¹)
	Bauteil	allgemein (siehe aber Abschnitt 4)	bei besonderen korrosionsfördernden Einflüssen ²)
1	allgemein	3,0	3,5
2	Oberseiten von Fahrbahnplatten (auch Gehwege; auch unter Abdichtungen und unter Kappen) Oberflächen von Kappen	3 ,5	4,0
3	Erdberührte und/oder wasserberührte Flächen	4,5	5,0
¹) Bei werkmäßig hergestellten Fertigteilen darf die Betondeckung um 0,5 cm kleiner sein. ²) Z. B. häufige Einwirkung angreifender Gase, Tausalze, "starker" chemischer Angriffe nach DIN 4030.

Spalte Zeile	1		2	3
Spalte Zeile	System		Verlauf von b_m / b
1	Einfeldträger			l_i = l
2	Durchlaufträger	Endfeld		l_i = 0,8 l
3	Durchlaufträger	Innenfeld		l_i = 0,6 l
4	Kragarm			l_i = 1,5 l
a = b, jedoch nicht größer als 0,25 l; c = 0,1 l

b mittlere Kastenbreite	}	Außenmaße
d mittlere Kastenhöhe
l_a Abstand der Schotte bzw. Querträger

	bei ges µ₀ > 0,8 %	γ = 1,75
	bei ges µ₀ < 0,8 %	γ = 3,0 - 1,56 ges µ₀
ges µ₀	Gesamt-Bewehrungsgrad in %, bezogen auf den statisch erforderlichen Querschnitt. Es wird symmetrische Bewehrung vorausgesetzt.

K = 1 -	λ	(1 + η e*/d)	(2)
	160

ges µ₀	gemäß Abschnitt 6.1.2.1
l	Bogenstützweite
ψ	Ein Beiwert, der für verschiedene Bogenarten und die Pfeilverhältnisse f / l der Tabelle 2 zu entnehmen ist.

λ	Schlankheit s_K/i, wobei s_K nach Gleichung (1) und i = (I / A)^0,5 für den Querschnitt in l/4 zu ermitteln sind.
η	Hilfsgröße: η = 3 - 2,5 * ges µ₀
ges µ₀	gemäß Abschnitt 6.1.2.1
e/d	größte bezogene Ausmitte (Abweichung der resultierenden Längskraft von der Bogenachse) in der mittleren Hälfte des halben Bogens
d	Querschnittsmaß in Knickrichtung.

f / l	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40	0,45	0,50
	0,356	0,367	0,381	0,399	0,419	0,448	0,480	0,514	0,545
	0,478	0,487	0,495	0,507	0,519	0,535	0,550	0,571	0,593
	0,518	0,540	0,572	0,612	0,659	0,706	0,756	0,788	0,890
	0,584	0,597	0,612	0,633	0,657	0,706	0,756	0,824	0,890