Aufgrund des zunehmenden Alters des Brückenbestands, steigender Verkehrslasten und veränderter normativer Grundlagen und Bemessungsvorschriften ist die Querkrafttragfähigkeit bestehender Spannbetonbrücken mit geringer Querkraftbewehrung seit Längerem Gegenstand verschiedener Forschungen. Der Lehrstuhl für Massivbau der Technischen Universität München (TUM) konnte im Rahmen eines vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderten Forschungsvorhabens im Jahr 2017 einzigartige In‐situ‐Querkraftversuche an der 1955 erbauten Saalebrücke Hammelburg durchführen. Speziell bei den vor 1966 erbauten Betonbrücken treten bei systematischen Nachrechnungen hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit in Längsrichtung meist massive rechnerische Defizite auf, die oftmals am realen Bauwerk nicht bestätigt werden können. Ziel dieser zerstörenden Untersuchungen an der zum Rückbau vorgesehenen Brücke war es deshalb, das Verhalten von realen Spannbetonbrücken unter Querkraftbeanspruchungen zu untersuchen, um einen Beitrag zu einer wirklichkeitsnäheren Bemessung von älteren Bestandsbrücken zu liefern. In diesem Beitrag werden die Konzeption und Durchführung der Versuche sowie das Bestandsbauwerk und die verwendete Messtechnik beschrieben, in dem folgenden Teil 2 zu diesem Beitrag werden die Ergebnisse der Versuche diskutiert und bewertet.
Composite dowels with different shapes have been developed and used in composite members during the last two decades. At the Chair of Concrete and Masonry Structures at Technical University of Munich (TUM), composite dowels with a clothoid shape are used for filigree composite beams and columns. In both types of application the composite dowels are used as external reinforcement and Ultra‐High Performance Concrete (UHPC) is chosen instead of normal‐strength concrete. This article describes mainly the results of the preliminary push‐out tests that were carried out in order to determine the structural behaviour of composite dowels in thin UHPC elements and verify the influence of the UHPC web thickness, the steel thickness of the shear connector, the concrete compressive strength and the influence of reinforcement on the loadbearing capacity and failure modes. The paper also includes an overview of and the outlook for the experiments with composite beams and composite columns.
Due to the relatively high average age of the existing bridges, a dramatic increase both in traffic volume and axle loads and because of modified design standards, a realistic prediction of the shear capacity of existing prestressed concrete bridges with little shear reinforcement has become an important topic in German research. In 2017, the Chair of Concrete and Masonry Structures of the Technical University of Munich (TUM), supported by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure, was given the unique opportunity to conduct full‐scale field tests at the Hammelburg Bridge built in 1955. According to systematic strength evaluations, many concrete bridges in Germany, especially those which were built prior to 1966, show severe (theoretical) deficits regarding longitudinal shear capacity. The results of the strength evaluation can often not be verified in the real bridges though. The primary objective of the field test therefore was to determine the actual shear capacity of existing prestressed bridges aiming at closing the gap between structural analyses and experience in regard to older concrete bridges. The article at hand presents the conceptual approach, the test set‐up and the execution of the in‐situ testing, the used measuring equipment and essential findings gained from the conducted full‐scale experiments. Furthermore, the results are discussed and the measured maximum loads of all five tests are compared to the results of different theoretical approaches and engineering models, respectively.
Aufgrund des zunehmenden Alters des Brückenbestands, steigender Verkehrslasten und veränderter normativer Grundlagen und Bemessungsvorschriften ist die Querkrafttragfähigkeit bestehender Spannbetonbrücken mit geringer Querkraftbewehrung seit Längerem Gegenstand verschiedener Forschungen. Der Lehrstuhl für Massivbau der Technischen Universität München (TUM) konnte im Rahmen eines vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderten Forschungsvorhabens im Jahr 2017 einzigartige in‐situ Querkraftversuche an der 1955 erbauten Saalebrücke Hammelburg durchführen. Speziell bei den vor 1966 erbauten Betonbrücken treten bei systematischen Nachrechnungen hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit in Längsrichtung meist große rechnerische Defizite auf, die oftmals am realen Bauwerk nicht bestätigt werden können. Ziel dieser zerstörenden Untersuchungen an der zum Rückbau vorgesehenen Brücke war es deshalb, das Verhalten von realen Spannbetonbrücken unter Querkraftbeanspruchungen zu untersuchen, um einen Beitrag zu einer wirklichkeitsnäheren Bemessung von älteren Bestandsbrücken zu liefern. In Teil 1 zu den Großversuchen wurden die untersuchte Bestandsbrücke sowie die Konzeption und Durchführung der in‐situ Versuche und die verwendete Messtechnik beschrieben. Im vorliegenden zweiten Teil werden das Messprogramm und die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen dargestellt. Weiterhin werden die Messdaten und die beobachteten Trag‐ und Versagensmechanismen diskutiert und die erreichten maximalen Versuchslasten mit den Ergebnissen verschiedener theoretischer Berechnungsansätze verglichen.
Aufgrund der ansteigenden Verkehrslasten und der Fortschreibung der Nachweisformate für die Bauwerkswiderstände ergeben sich bei der Nachrechnung bestehender Brückenbauwerke mit aktuellen Regelwerken in vielen Fällen teilweise große rechnerische Defizite, vor allem in Bezug auf den Nachweis einer ausreichenden Querkrafttragfähigkeit. Während eine Berücksichtigung von Reserven bei der Planung von neuen Bauwerken sinnvoll ist und nur zu moderaten Zusatzkosten führt, ergeben sich dadurch im Bestand in der Regel aufwendige Ertüchtigungsmaßnahmen und Behinderungen des vorhandenen Verkehrs. Für die Nachrechnung und Beurteilung bestehender Brückenbauwerke kommt daher wirklichkeitsnahen Ansätzen und Modellen für Einwirkungen und Widerstände erhebliche Bedeutung zu. Der vorliegende Beitrag gibt zunächst einen Überblick zu rechnerischen Nachweisen im Bestand, geht dann auf besondere Fragestellungen und zu berücksichtigende Einflüsse bei der Formulierung wirklichkeitsnaher Nachweismodelle für die Querkraft ein und stellt aktuelle experimentelle Forschungsvorhaben im Labor und in situ an realen Bauwerken vor.
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