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Verstärkung von Stahlbrücken mit Kategorie-3-Schäden

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[Quelle: http://bast.opus.hbz-nrw.de]

Neben Ermüdungsschäden an orthotropen Fahrbahnplatten sind bei Stahlbrücken auch Schäden an nicht direkt befahrenen Konstruktionsteilen der Quersysteme (Kategorie-3-Schäden) festgestellt worden. Das stetig steigende Verkehrsaufkommen führt zu einer Verschärfung des Problems, so dass die Dauerhaftigkeit betroffener Brückenkonstruktionen auch durch diese Schäden gefährdet wird. Anhand ausgewählter Beispiele aus der Literatur und Praxis der Straßenbauverwaltungen werden Kategorie-3-Schäden systematisch untersucht. Die Erfahrungen werden zusammengestellt, ausgewertet und typisiert. Die wesentlichen Ursachen sind Überbeanspruchungen, ermüdungsanfällige Konstruktionsweisen, mangelnde Ausführungsqualität und Modellierungsfehler bei den Berechnungen. Eine Verknüpfung typischer Schadensbilder mit allgemeinen Ursachen ist in gewissem Umfang möglich, so dass der Bericht eine erste Hilfestellung bei der Behandlung von Kategorie-3-Schäden sein kann. Weiterhin werden ausgeführte und weitere Instandsetzungs- und Ertüchtigungsvarianten an stählernen Balkenbrücken mit Hohlkasten- und offenem Querschnitt in allgemeiner Form mit numerischen FE-Berechnungen untersucht, um Vor- und Nachteil herauszustellen. Es zeigt sich, dass eine möglichst gleichmäßige Steifigkeitsverteilung im Aussteifungssystem anzustreben ist. Aber auch mit verkehrsleitenden Maßnahmen wie eine Verlegung der Fahrstreifen ohne Eingriff in das Tragwerk lassen sich die kritischen Beanspruchungen u. U. deutlich reduzieren. Ein besonderes Augenmerk wird in dem Bericht auf die Bauwerkserhaltungsmaßnahme, vollständig auf aussteifende Verbände zu verzichten, gelegt. Der Formerhalt des Brückenquerschnitts wird dabei ausschließlich über die Rahmenwirkung der Quersysteme realisiert. Umfangreiche numerische Untersuchungen beleuchten die Spannungsänderungen der kritischen Details, aber auch mögliche Umlagerungen im gesamten Tragwerk durch die Änderung des Aussteifungssystems. Weiterhin werden auch experimentelle Untersuchungen angestellt, um die Wirksamkeit und Effizienz dieser Variante zu bewerten. Schließlich werden die untersuchten Ertüchtigungs- und Instandsetzungsvarianten bewertet und es werden allgemeine Empfehlungen zur Behandlung von Kategorie-3-Schäden gegeben.

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Bücher, Broschüren

Bacchetta, Bachmann
Versuche zur teilweisen Vorspannung für Längsschub und Querbiegung in Druckplatten von Betonträgern
Institut für Baustatik. Versuchsberichte
1977, iii, 77 S., 15 SW-Abb. 297 mm, Softcover
Springer, Basel

 

 

Der Anschluss von Stahlbetondruckplatten an Laengsstege ist vor allem im Brueckenbau ein wesentliches Problem. Die hier beschriebenen Versuche dienten der Abklaerung des Einflusses einer teilweisen Quervorspannung der Druckplatten von Betontraegern, die durch Laengsschub und Querbiegung beansprucht sind. Verschiedene Bemessungsmodelle wurden ueberprueft und anhand von Versuchsresultaten verglichen. (-y-)

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Forschungsberichte

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R. Letsch
Chlorid- und Feuchteumverteilung in abgedichtetem Beton
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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Jung, Rolf; Mansperger, Tobias
Die Orthoverbund-Fahrbahnplatte. Stand der Entwicklung
Stahlbau, 2020

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Geißler, Karsten; Gebert, Gregor
Zu Entwurf, Konstruktion und Berechnungsspezifika von aktuellen Großbrücken in Stahlverbundbauweise
Stahlbau, 2020

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Takacs, Patrik; Fink, Josef
Neuartige Sandwichfahrbahnplatte für Eisenbahnbrücken. Experimentelle Untersuchungen zur Ermüdungsfestigkeit der Lochdübelleiste
Stahlbau, 2019

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Schmackpfeffer, Alexander; Schleicher, Wolfram; Fiedler, Michael; Hellmich, Magnus
Trogbrücken mit dickem Fahrbahnblech. Dickblechbrücken: Hinweise zu Planung und Ausführung
Stahlbau, 2019

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Olipitz, Michael
Der Einfluss der Querschnittsgestaltung auf die Effizienz einer Verbundbrücke am Beispiel der Gailbrücke Tschinowitsch
Bauingenieur, 2019

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