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HANV als Verstärkung von Stahlbrücken mit Kategorie-1-Schäden. Online Ressource

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[Quelle: http://bast.opus.hbz-nrw.de]

Durch die in den letzten Jahren enorm gestiegenen Verkehrsbelastungen und damit einhergehenden gestiegenen lokalen Beanspruchungen im Deckblech kommt es bei bestehenden Stahlbrücken mit orthotropen Fahrbahnplatten vermehrt zu Ermüdungsschäden im Bereich der geschweißten Anschlüsse der Längsrippen an das Deckblech (Kategorie-1-Schäden). Ziel des Forschungsprojekts war es zu untersuchen, ob sich durch eine erhöhte mittragende Wirkung des Fahrbahnbelags die lokalen Radlasten besser verteilen lassen und die Spannungen im Bereich der Anschlüsse Längsrippe - Deckblech somit reduziert werden können. Zum Nachweis einer erhöhten mittragenden Wirkung wurden numerische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Untersucht wurden die folgenden Asphaltvarianten: Gussasphalt als Referenzsystem, sowie hohlraumreiche Asphaltgerüste mit nachträglicher Verfüllung mit Epoxidharz und mit Bioharz. Zusätzlich wurde untersucht, ob es möglich ist, auf den Einsatz der Pufferschicht zu verzichten, um damit die mittragende Wirkung des Fahrbahnbelags zusätzlich zu erhöhen. Die experimentellen Untersuchungen umfassten sowohl statische als auch dynamische 5-Punkt-Biegeversuche, die bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt wurden. Während der Versuchsdurchführung wurden die Verformungen an der Unterkante des Stahlblechs gemessen. Aus den aufgezeichneten Versuchsdaten wurden zunächst Kraft-Verformungskurven erstellt, aus denen anschließend Verformungsmodule abgeleitet wurden, um die mittragende Wirkung der einzelnen Belagsvarianten zu bewerten. Auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen ließen sich lediglich erste Tendenzen zur Erhöhung der mittragenden Wirkung ableiten. Der geringe Prüfumfang von zwei Prüfkörpern je Variante und die teilweise starken Streuungen in den Versuchsergebnissen ließen keine quantitative Bewertung der Ergebnisse zu. Die numerischen Untersuchungen an einem 3D-Finite-Elemente-Modell ergaben, dass sich durch eine höhere Asphaltsteifigkeit die Spannungen im Deckblech um bis zu 40 Prozent reduzieren lassen. Der Verzicht auf die Pufferschicht kann bei niedrigen Asphaltsteifigkeiten, so wie sie beim derzeit eingesetzten Gussasphalt vorliegen, ebenfalls eine Reduktion der Spannungen um ca. 25 Prozent bewirken. Für eine quantitative Bewertung der untersuchten Varianten sind Großbauteilversuche unverzichtbar.

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Forschungsberichte

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R. Letsch
Chlorid- und Feuchteumverteilung in abgedichtetem Beton
Bauforschung, Band T 2300
1988, 90 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei Brückenbauwerken aus Beton gelangt, wenn die Abdichtung unterhalb des Fahrbahnbelages undicht ist, chloridhaltiges Wasser in den Konstruktionsbeton. Dadurch ist neben der Möglichkeit der Frostschädigung des Betons auch die Gefahr der Korrosion von schlaffer und vorgespannter Bewehrung gegeben. Als Folge kann im Extremfall die Tragfähigkeit des Bauwerkes infolge der Betonzerstörung und insbesondere der Korrosion der Bewehrung so stark vermindert werden, daß die Standsicherheit nicht mehr gewährleistet ist. Im Zuge von Instandsetzungen kann oft nicht der gesamte chloridverseuchte Beton entfernt werden. Das Forschungsvorhaben hatte zum Ziel, die Verteilung bzw. Wanderung von Chlorid im Wasser unterhalb einer dichten Beschichtung, ausgehend von einer Fehlstelle in der Beschichtung, bei zyklischen Temperaturänderungen zu ermitteln. Dabei sollte den Fragen nachgegangen werden, ob es zu einer Anreicherung von Wasser und Chlorid in einem oberflächennahen Bereich des Betons kommt, und ob ein Transport von Chlorid und Wasser zu Stahleinlagen erfolgt. Als Voraussetzung für eine mögliche Wanderung sollten wiederholte Temperaturwechsel auf die Beschichtung und die Stahleinlagen einwirken. (-z-)

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Zeitschriftenartikel

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Mansperger, Tobias
Die Orthoverbundplatte. Aktuelles aus Praxis und Forschung
Bautechnik, 2023

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Jacob-Freitag, Susanne; Miebach, Frank
Trogbrücke mit Versprung
Konstruktiver Ingenieurbau KI, 2022

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Pelka, Conrad; Wroblewski, Sven
Fahrbahnplatten auf historischen Gewölbebrücken
ETR Eisenbahntechnische Rundschau, 2022

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Bauer, Christian; Nicolas, Louis Edmond; Reinert, Sascha; De Cillia, Andrea
Geh- und Radwegbrücke unter der Pont Adolphe in Luxemburg. Bauen in der historischen Substanz (kostenlos)
Brückenbau, 2022

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Prammer, Dominik; Vorwagner, Alois; Kwapisz, Maciej
Messdatenbasierte Belastungsanalyse von Autobahn-Betonfahrbahndecken aus Fertigteilen. Dauermonitoring kombiniert mit nichtlinearen FEM-Zeitverlaufsanalysen
Beton- und Stahlbetonbau, 2021

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