Wie Versuche zeigen, wird die tatsächliche Querkrafttragfähigkeit, insbesondere von Spannbetonbalken, durch das idealisierte Fachwerkmodell erheblich unterschätzt. Ursache dafür ist der vernachlässigte Betontraganteil. Dieser kann durch das Druckbogenmodell auf Grundlage ebenbleibender Querschnitte im Zustand I und II zutreffend beschrieben werden, solange es sich im Zustand II um reine Biegerissbildung handelt. Mit zunehmender Schubrissbildung, bis hin zum Bruchzustand, trifft die Voraussetzung des Ebenbleibens der Querschnitte immer weniger zu, sodass die Versuche vor allem im Bereich der Innenstützen von Durchlaufträgern nicht mehr zutreffend abgebildet werden können. Nachfolgend wird ein erweitertes Druckbogenmodell vorgestellt, das zusätzlich den Einfluss aus einer Umlagerung der inneren Kräfte in ein fachwerkartiges Tragsystem bei ausgeprägter Schubrissbildung berücksichtigt. Damit kann der Betontraganteil aus dem Druckbogen auch bei starker Schubrissbildung im Bruchzustand zutreffend bestimmt werden. Es wird gezeigt, dass das Modell sowohl bei Spannbeton‐ als auch bei Stahlbetonbalken gleichermaßen angewendet werden kann. Extended compressive arch model to determine the shear capacity of rc/pc beams Experimental investigations reveal that – especially in case of prestressed beams – the common truss model leads to a substantial underestimation of the true shear capacity. This is due to the negligence of the concrete shear capacity that can be determined using the compressive arch model as long as plane sections remain plane and only vertical cracks due to bending and no inclined cracks due to shear occur in state II. In case of inclined cracks due to shear plane sections do not remain plane. Hence, an extended compressive arch model is presented which also takes into account that parts of the acting shear force are covered by the truss model as a result of inclined cracks due to shear. This model can determine the concrete shear capacity resulting from arching effects even in case of existing shear cracks in state II. The presented model can be used for both prestressed concrete beams as well as reinforced concrete beams.

Zusammenfassung Die Nachrechnungen bestehender, älterer deutscher Spannbetonbrücken auf Grundlage der aktuell gültigen Normen und Richtlinien zeigen im Allgemeinen erhebliche Defizite in Bezug auf die erforderliche Querkraftbewehrung. Im Zuge von Forschungstätigkeiten im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurden an der TU Dortmund Großversuche durchgeführt, um das Querkrafttragverhalten durchlaufender Spannbetonbalken genauer zu untersuchen. Daraus wurde auf Basis des Druckbogenmodells (DBM) das Erweiterte Druckbogenmodell (EDBM) abgeleitet, welches ein mögliches analytisches Verfahren zur Bestimmung des Betontraganteils bei Querkraft ist. So lässt sich die Querkrafttragfähigkeit vorgespannter Balken realitätsnäher bestimmen, als nach dem Fachwerkmodell mit Rissreibung gemäß aktueller Normung. Der vorliegende Beitrag liefert Hinweise und Erläuterungen zum DBM und EDBM hinsichtlich der Anwendung auf reale Bauwerke mit zugehörigem Sicherheitskonzept für eine Stufe-4-Nachrechnung.

Die Nachrechnungen bestehender älterer deutscher Spannbetonbrücken auf Grundlage der aktuell gültigen Normen zeigen im Allgemeinen erhebliche Defizite in Bezug auf die erforderliche Querkraftbewehrung in Längsrichtung. Es ist jedoch bisher kein Querkraftversagen eines bestehenden deutschen Brückenbauwerks bekannt.Bis heute gibt es nur sehr wenige Versuche an Spannbetonbalken als Durchlaufträger. Um das Tragverhalten durchlaufender Spannbetonbalken eingehender zu untersuchen, wurde im Rahmen eines von der BASt beauftragten Forschungsvorhabens an der TU Dortmund ein Großversuch an einem vorgespannten Zweifeldträger durchgeführt. Dabei sollte auch der zusätzliche Traganteil aus einer Druckbogenwirkung genauer betrachtet werden. Zur kontinuierlichen Erfassung der Beanspruchungen im gesamten Bauteil unter allen Laststufen wurde eine umfassende Messtechnik installiert.Im vorliegenden Beitrag werden der Großversuch und die daraus gewonnenen wesentlichen Erkenntnisse dargestellt. Zudem erfolgen eine Versuchsauswertung auf Basis geltender Normen und ein Vergleich mit dem Druckbogenmodell.Shear testing on a prestressed continuous concrete beamThe structural assessment of existing older prestressed concrete bridges on the basis of current standards often uncovers substantial deficits in terms of the required shear reinforcement in the main girders of bridge superstructures. However, shear failures of existing German bridge structures have not been reported so far.Until now, only few tests on prestressed continuous concrete beams have been carried out. In order to investigate the load bearing capacity of such beams more precisely, a large scale experiment was executed at TU Dortmund in the course of a research project funded by the Federal Highway Research Institute (BASt). Within this project a particular focus was put on the investigation of the additional shear load bearing capacity caused by the compressive arch effect. Therefore an extensive range of measurement devices was used in the experiment to guarantee the continuous recording of structural behavior and internal forces.In this contribution the large scale experiment as well as the main findings are presented. An interpretation of the test results based on current standards and a comparison with the compressive arch model are carried out.

Die Nachrechnungen bestehender, älterer deutscher Spannbetonbrücken auf Grundlage der aktuell gültigen Normen und Richtlinien zeigen im Allgemeinen erhebliche Defizite in Bezug auf die erforderliche Querkraftbewehrung. Im Zuge aktueller Forschungstätigkeiten im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurden daher an der TU Dortmund Großversuche durchgeführt, um das Querkrafttragverhalten durchlaufender Spannbetonbalken genauer zu untersuchen. Daraus sollen Rückschlüsse auf zusätzlich vorhandene Querkrafttraganteile gezogen werden, welche derzeit bei der Bemessung mit dem idealisierten Fachwerkmodell nicht in Ansatz gebracht werden. Die wesentlichen Variationsparameter der experimentellen Untersuchungen waren der Querkraftbewehrungsgrad sowie die Belastungsart (Einzellast vs. Streckenlast). Der vorliegende Beitrag stellt die Versuche sowie ausgewählte Versuchsergebnisse und Erkenntnisse in kompakter Form dar.

<p>Structural reassessments of existing older prestressed concrete bridges based on current German standards often uncover substantial deficits in terms of the required shear reinforcement in the main girders in longitudinal direction. This is due to the negligence of the concrete shear capacity that can be determined using the<i>compressive arch model</i>as long as plane sections remain plane and only vertical cracks due to bending occur in state II. In case of inclined cracks due to shear plane sections do not remain plane. An<i>extended compressive arch model</i>is derived from experimental and numerical investigations that can determine the concrete shear capacity analytically even in case of existing inclined cracks in state II. This model also takes into account that parts of the acting shear forces are covered by the truss model.</p>

Structural assessments of existing older prestressed concrete bridges according to the currently applicable standards and guidelines in Germany generally reveal significant deficiencies in shear reinforcement. Large‐scale tests within the scope of research activities commissioned by the Federal Highway Research Institute (BASt) were carried out at TU Dortmund University to analyze the shear load‐bearing behavior of continuous prestressed concrete beams in more detail. The Arch Action Model (AAM) was derived from the Simplified Arch Action Model (SAAM) to provide a possible analysis method for determining shear contribution from concrete. Thus, the shear capacity of prestressed beams can be determined in a more realistic manner than using the truss model underlying the current state of standardization. The paper at hand provides information and explanations about the SAAM and AAM with regard to their application to real‐world structures for structural bridge assessments.

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