Querkraftversuch an einem Durchlaufträger aus Spannbeton

Abstract

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.

Schubversuche an simulierten Durchlaufbalken ohne Querkraftbewehrung

“…Entsprechend dem Review von Collins et al sind nur etwa 8 % der dort gesammelten 1 800 Versuche Durchlaufbalken. Jüngst sind einige weitere Versuche an Durchlaufsystemen, sowohl aus Stahlbeton als auch aus Spannbeton , bekannt. Bei den bisher durchgeführten Versuchen an Durchlaufbalken wurden, außer beim Versuchsprogramm von Cavagnis et al , Einzellasten als Belastung aufgebracht.…”

“…Ähnlich wie bei den Versuchen an Durchlaufbalken aus Stahlbeton wurden die durchgeführten Durchlaufbalken aus Spannbeton mit Einzellasten belastet. Obwohl die getesteten Spannbetonbalken einen größeren relativen Abstand von der Lastangriffsstelle zum Mittelauflager (a/d) als jene Stahlbetonbalken in besaßen und als schubschlanke Balken (λ = M/Vd > 2,5) angenommen werden können, konnte die Bildung eines direkten Sprengwerks festgestellt werden.…”

“…Die getesteten Balken wiesen sehr hohe Traglasten auf, welche mehrfach größer als die rechnerische Querkrafttragfähigkeit nach EC 2 ist. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Versuchsergebnissen und der rechnerischen Querkrafttragfähigkeit nach EC 2 wurden mit einem zusätzlichen Traganteil aus der Druckbogenbildung oder durch die Überlagerung der verschiedenen Traganteile (Bügel, Betondruckzone und Sprengwerk) begründet. Anzumerken ist, dass die Schubschlankheit dieser Versuche deutlich kleiner als die in der Praxis vorkommenden Schlankheiten ist.…”

Zuschrift zu: Schubverhalten von Biegebauteilen ohne Querkraftbewehrung

“…Wer hat die Rissreibung jemals gesehen? Selbst in Versuchen mit sehr anspruchsvollem Messprogramm [6] (nur einige Seiten vor dem vorliegenden Aufsatz) konnte sie nicht nachgewiesen werden. Eine Betrachtung der Verformungsverträglichkeiten bestätigt, dass die zur Aktivierung von Rissreibung erforderlichen Verformungen nicht auftreten können: Nach dem Auftreten eines Risses sind die Rissufer im wahrsten Sinne des Wortes entspannt.…”

Großversuche zur Querkrafttragfähigkeit bestehender Spannbetonbrücken an der Saalebrücke Hammelburg

“…B. ), dass speziell bei durchlaufenden, vorgespannten Massivbrücken noch Reserven hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit vorliegen. Diese Untersuchungen sowie auch der Großteil der aus der Literatur bekannten Versuche wurden dabei jedoch unter Laborbedingungen, an nicht durchlaufenden Trägern, meist ohne Vorspannung und an relativ kleinmaßstäblichen Versuchskörpern durchgeführt (Konstruktionshöhe bei etwa 90 % der Versuche unter 40 cm).…”