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Beurteilung von Massivbrücken aufgrund von Belastungsversuchen und Langzeitbeobachtungen. Empfehlung für die Vorspannung

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[Quelle: http://www.mobilityplatform.ch]

Ziel des Berichtes ist die Darstellung einer mehrjährigen Forschungsarbeit über den Gebrauchszustand vorgespannter Betonbrücken. Neben der Beobachtung der Merkmale, die diesen Zustand beeinflussen, bestand das Ziel der Untersuchung auch darin, Empfehlungen für die Wahl der Größe der Vorspannung sowie Kriterien für die Auswertung von Belastungsversuchen vorzuschlagen. Die Beobachtung des kurzzeitigen Verhaltens während der statischen Belastungsversuche verdeutlichte den Einfluss nichttragender Elemente, wie Randabschlüsse oder Fahrbahnbeläge, auf die Steifigkeit einer Brücke. Diese Elemente müssen bei der Verformungsberechnung unter Versuchslasten berücksichtigt werden. Ebenso sollte die Berechnung mit einem E-Modul des Betons durchgeführt werden, der an separat hergestellten Prüfkörpern oder mittels Ultraschall am bestehenden Bauwerk zu ermitteln ist. Der Vergleich zwischen den so berechneten und den gemessenen Verformungen aus einem Belastungsversuch erlaubt die Beurteilung des Tragverhaltens einer Brücke. Dieser Vergleich erlaubt den Nachweis, ob sich eine Brücke als gebrauchstauglich erweist. Werden gewisse Grenzwerte während des Belastungsversuches überschritten, so ist dies ein Zeichen für eine mögliche Rissebildung, welche mit der Zeit zu Schäden führen kann. Dieses aus Belastungsversuchen gewonnene Urteil konnte bereits bei mehreren Bauwerken bestätigt werden. Die Verwendung eines hydrostatischen Nivellierungssystems erlaubte die langfristige Beobachtung mehrerer Brücken. Von den beobachteten Brücken weisen einige allmählich zunehmende Verformungen auf, während sich andere stabil verhalten. Mehrere Parameterstudien zeigten den Einfluss der wichtigsten Größen wie E-Modul, Zugfestigkeit oder Kriechzahl des Betons, sowie den Einfluss der Größe der Vorspannung und einer häufigen großen Verkehrslast. Die empfindlichsten Brücken sind diejenigen, deren Vorspannung die Dauerlastverformungen zu wenig ausgleichen. Dies ist der Fall, wenn der Grad des Verformungsausgleichs zwischen 0.5 und 0.8 liegt. Dementsprechend wird ein Wert zwischen 0.8 und 1.0 vorgeschlagen.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Michael Peeters
Überwachungskonzepte für Brückenverstärkungen - Notwendigkeit, Grundlagen und messtechnische Umsetzung
Schriftenreihe aus dem Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen, Band 8
2019, 186 S., zahlr. Abb. farbig und s/w. 21 cm, Softcover
TUDpress

 

 

Aufgrund der ungünstigen Entwicklung der Altersstruktur bestehender Brücken und den damit verbundenen Abnutzungserscheinungen und Schäden sowie der stetigen Steigerung der Verkehrsbeanspruchung besteht ein enormer Bedarf für die tragfähigkeitsrelevante Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz. Wie groß die Wirksamkeit und die dauerhafte Funktionsfähigkeit zur Verfügung stehender Verstärkungstechniken ist, kann oftmals jedoch im Rahmen der Bauwerksprüfungen nicht hinlänglich und objektiv überprüft werden. Darüber hinaus müssen die vorhandenen finanziellen Mittel sinnvoll mit Hilfe eines effizienten Erhaltungsmanagements eingesetzt werden. Die Ziele der Arbeit sind zum einen, den Verstärkungsbedarf beziehungsweise die Notwendigkeit zur Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz anhand von vorhandenen Bauwerks- und Schadensdaten grundsätzlich zu untersuchen. Die Analyse erfolgt dabei nicht objektbezogen für einzelne Bauwerke, sondern mit Hilfe von Methoden der Risikobewertung für häufig im Bestand befindliche Bauwerkstypen und Konstruktionsweisen, die repräsentativ für den Brückenbestand sind. Zum anderen besteht die Motivation der Arbeit darin, messtechnisch gestützte Konzepte für die Überwachung tragfähigkeitsrelevanter Verstärkungen von Massivbrücken zu erarbeiten, die der Bewertung der Wirksamkeit und der dauerhaften Funktionsfähigkeit von Verstärkungsmaßnahmen dienen. Dazu erfolgt im Anschluss an die konzeptionelle Entwicklung eine prototypische Implementierung eines Überwachungskonzeptes an einem realen Brückenbauwerk. Die Ergebnisse der Arbeit dienen insbesondere dem Erkenntnisgewinn hinsichtlich der Planung, Umsetzung und Überwachung zukünftiger Instandsetzungs- und Verstärkungskonzepte für Massivbrücken im Rahmen eines effizienten Erhaltungsmanagements.

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Daniel Grigas
Ermüdungsnachweis für Betonbrücken
Akademische Schriftenreihe, Band V122137
3., Aufl.
2009, 92 S., 297 mm, Softcover
GRIN Verlag

 

 

In Deutschland wird der Ermüdungsnachweis für Betonbrücken im DIN-FB 102 geregelt. Hierbei werden die Erkenntnisse aus der Erfassung des Verkehrs in ein Lastmodell eingearbeitet. Unter Berücksichtigung der Materialermüdung (Wöhlerlinie) wird die Schädigungssumme infolge des tatsächlichen Verkehrskollektivs auf einen Nachweis der Spannung zurückgeführt. Dies gilt im Allgemeinen sowohl für Beton als auch für Stahl. Es ist zu erwarten, dass die Verkehrslast mit der Zeit zunimmt, so dass dem Ermüdungsnachweis im Rahmen der Sicherstellung der Standsicherheit eine größere Rolle zukommt. Die Hintergründe des Ermüdungsnachweises nach DIN FB 102 werden dargestellt. Hierbei wird insbesondere auf das maßgebliche Lastmodell (Lastmodell 3) eingegangen und der Ermüdungsnachweis für Beton und Bewehrung näher betrachtet. Aufbauend auf den oben genannten Erkenntnissen, werden im zweiten Teil der Arbeit kritische Punkte des Nachweises im Hinblick auf die zunehmende Verkehrsbelastung herausgearbeitet.

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Forschungsberichte

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Claus Scheer, Christian Laschinski, Sheng-Fang Szu
Kippverhalten und Kippaussteifung von Holzträgern unter schwerpunktmäßiger Berücksichtigung von Trägern aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen
Bauforschung, Band T 2590
1993, 110 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es wird das Kippverhalten und die Kippaussteifung von Holzträgern unter schwerpunktmäßiger Berücksichtigung von Trägern aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen untersucht. Solche Träger findet man vor allem im Brückenbau, wo sie -hergestellt aus Laubhölzern- wegen ihrer Witterungsresistenz gerne eingesetzt werden. Die Verbindung der einzelnen Querschnitte erfolgt in der Regel durch Stabdübel/Paßbolzen, ist also nicht starr, sondern nachgiebig. Eine Verleimung scheidet aus vielfältigen Gründen aus. Die Träger werden aus äußeren und inneren Lasten auf Biegung und Normalkraft beansprucht. Dabei erfahren die Querschnitte infolge zwangsläufiger Imperfektionen Verdrehungen und auch Verschiebungen senkrecht zur Lastrichtung. Zur Begrenzung der genannten Verformungen und um ein "Kippen" der Träger zu verhindern, werden Aussteifungsverbände eingebaut. Diese Verbände werden durch "Bettungslasten" (Seitenlasten) beansprucht. Bettungslasten sind Lasten, die aus einem Anlehnen der Träger an die steiferen Verbände resultieren. In diesem Forschungsvorhaben wurde bei der Herleitung der Seitenlastgleichungen auf die Berücksichtigung einiger besonders auch für Brückenträger wichtiger Einflüsse großer Wert gelegt. Diese Einflüsse sind deshalb auch durch ihre entsprechenden mechanischen Parameter explizit in den Formeln enthalten. Daraus ergibt sich eine vielfältige Anwendungsmöglichkeit der hergeleiteten Gleichungen.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Gebert, Gregor; Brüchner, Jörg
Ersatzneubau der Rader Hochbrücke. Technische Innovation und Bauwerksgestaltung (kostenlos)
Brückenbau, 2021

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Herbrand, Martin; Wenner, Marc; Ullerich, Christof; Rauert, Tim; Zehetmaier, Gerhard; Marx, Steffen
Beurteilung der Bauwerkszuverlässigkeit durch Bauwerksmonitoring. Probabilistischer Beulnachweis der Hamburger Köhlbrandbrücke
Bautechnik, 2021

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Dawirs, Katharina; Krohn, Sebastian; Gebert, Gregor; Seifried, Jörg
Die Verbreiterung der Hochstraße Elbmarsch in Hamburg. Teil 1 - Überblick zur Gesamtmaßnahme
Bautechnik, 2021

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Becker, Maria; Heiland, Uwe; Zühlke, André; Schneider, Christian
Semiintegrale Verbundbrücke über die Saar bei Dillingen. Erfahrungen bei Planung und Herstellung (kostenlos)
Brückenbau, 2021

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Radl, Peter; Hugger, Florian
Die Arnulfparkbrücke in München. Wettbewerb, Entwurf und Ausführung (kostenlos)
Brückenbau, 2021

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