Technische Herausforderungen bei der Planung von Spannbetonfertigteilträgern mit trockenen und geschliffenen Stoßfugen im Brückenbau

Behrmann, Tilo; Fröhlich, Manuel; Wenger, Philipp; Hierl, Martin

doi:10.1002/bate.202200014

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“…Zudem ist die Ergänzung der Untersuchungen um die Lastfallkomponente der Querkraft notwendig [17]. Weiterhin ist perspektivisch auch die Übertragung der gewonnenen Erkenntnisse auf andere Bereiche des Bauwesens wie den Segmentbrückenbau möglich [18–20].…”

Section: Zusammenfassung Und Ausblickunclassified

Einfluss von Imperfektionen auf die Fugentragfähigkeit torsionsbeanspruchter Kreisringsegmente

Fürll

Klein

Betz

et al. 2022

Beton und Stahlbetonbau

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Hybride Turmkonstruktionen für Windenergieanlagen haben sich in den letzten Jahren vor allem für Anlagen mit großen Nabenhöhen etabliert. Der obere Teil derartiger Türme besteht aus Stahlsektionen, wohingegen sich der untere Teil aus vorgespannten Betonfertigteilringen zusammensetzt. Die zwangsläufig zwischen den Betonfertigteilen entstehenden Horizontalfugen werden üblicherweise als Trockenfugen ausgeführt. Aufgrund der fehlenden Ausgleichsschicht in der Fuge entstehen erhöhte Anforderungen an die Genauigkeit der Fugenoberflächen. Aus Messdaten von realen Segmenten von Windenergieanlagen konnte abgeleitet werden, dass die Fugenoberflächen Ungenauigkeiten hinsichtlich der Querschnittsform und Ebenheit aufweisen. Mittels numerischer Simulationen wurde der Einfluss dieser Imperfektionen auf das Fugentragverhalten unter kombinierter Belastung aus Vorspannung, Biegung und Torsion untersucht. Es zeigt sich, dass in Abhängigkeit von der Imperfektionsart und vom Vorspanngrad Imperfektionen das Fugentragverhalten erheblich beeinflussen können.

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Section: Zusammenfassung Und Ausblickunclassified

Einfluss von Imperfektionen auf die Fugentragfähigkeit torsionsbeanspruchter Kreisringsegmente

Fürll

Klein

Betz

et al. 2022

Beton und Stahlbetonbau

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“…Ausnahmen wie z. B. die Anwendung von geschliffenen Trockenfugen beim Bau des Fahrwegs für den Passagierzug zur Anbindung des Terminals 3 am Frankfurter Flughafen sind nur mit einer Zustimmung im Einzelfall möglich [5]. Außerhalb von Deutschland hingegen wird die Segmentbauweise angewendet und weiterentwickelt und für viele der konstruktiven Schwachpunkte konnten technische Lösungen (z.…”

Section: Introductionunclassified

Druckversuche zur Ermittlung der Tragfähigkeit von ebenen und feinverzahnten Trockenfugen für modulare Segmentbrücken

Rettinger

Lounis²,

Hückler

et al. 2023

Beton und Stahlbetonbau

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Die modularisierte und automatisierte Serienfertigung von Betonfertigteilen verspricht enorme Produktivitätssteigerungen in der Betonfertigteilindustrie bei gleichzeitig höherer Bauteilqualität, effizienterem Rohstoffeinsatz und verringerten Prozessabfällen. So werden durch die Modernisierung eines bisher überwiegend handwerklich geprägten Industriezweigs sowohl Ressourcen und Emissionen eingespart, als auch neue Wachstums‐ und Wertschöpfungsmöglichkeiten in Zeiten des anhaltenden Fachkräftemangels erschlossen. Modulares Bauen erfordert dabei die Erforschung und Entwicklung von neuartigen Prozessen, Bauweisen und Baumaterialien, welche die serielle und automatisierte Herstellung von Betonfertigteilen in effizienter Weise ermöglichen. Passgenau hergestellte Betonfertigteilmodule können ohne übergreifende Längsbewehrung und mit trockenen, ohne Kleber ausgeführten Fugen schnell und flexibel zu z. B. Segmentbrücken gefügt werden. Am Ende ihrer Nutzungszeit können sie zerstörungsfrei zurückgebaut und idealerweise in einem zweiten Lebenszyklus wiederverwendet werden. In einer Versuchsreihe haben die Autoren die Tragfähigkeit von glatten und feinverzahnten Trockenfugen untersucht, welche sich für das Fügen von modularen Segmentbrücken aus Carbonbeton eignen. In dem vorliegenden Beitrag werden die durchgeführten Versuche, die beobachteten Versagensmechanismen und quantitativen Versuchsergebnisse sowie der Vergleich mit international verfügbaren Bemessungsregeln diskutiert.

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“…Precast segmental concrete beam (PSCB) is a popular and widely used construction technique in bridge engineering due to its significant benefits of economy, high-quality control, fast construction, and low environmental impact [1][2][3][4]. Especially for bridge constructions in mountainous and urban areas, PSCB is usually the preferred option [5].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Proposals for Flexural Capacity Prediction of Precast Segmental Concrete Beam Prestressed with Internal Un-Bonded CFRP Tendons

et al. 2023

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The application of CFRP tendons in precast segmental concrete beams (PSCB) as internal un-bonded prestressing reinforcement is a newly developed scheme to improve structural flexural performance. The stress increment of the un-bonded tendon, depending on the whole structural deformation, is a crucial value to be predicted for flexural capacity design. Due to the discontinuity of the opening joints, the deformation modes of segmental beams differ from the monolithic ones. The existing prediction methods built for monolithic beams can not be directly used for segmental beams. In this paper, the new prediction equations of the tendon stress increment and flexural capacity were put forward for PSCB with internal un-bonded CFRP tendons (PSCB-IUCFRP). Firstly, the differences between the deformation modes of monolithic and segmental beams were compared and clarified based on the numerical model analysis. Then, a parametric analysis was conducted on 162 numerical models, and the results were employed to evaluate the applicability of existing methods for PSCB-IUCFRP. The predictions of the ACI 318-14 model and the AASHTO LRFD model were both conservative and scattering compared with numerical results. The ACI 440.4R model underestimated the tendon stress increments of beams under one-point loading but overestimated it for those under two-point loading. According to the failure mode of PSCB-IUCFRP, a simplified curvature distribution mode was assumed, and the relation between tendon elongation and structural deflection was derived. The prediction equations for PSCB-IUCFRP were proposed using the back-calculated plastic hinge length. Compared with existing methods, the proposed equations considered the deformation characteristic of segmental beams and had clear physical significance. The predictions of the proposed method were in good agreement with the numerical and experimental results. Furthermore, a balanced prestressing reinforcement ratio equation is proposed for PSCB-IUCFRP to avoid tendon rupture-controlled failure. The proposed equations provide suggestions for the flexural design of PSCB-IUCFRP and will help to popularize this new structure.

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Technische Herausforderungen bei der Planung von Spannbetonfertigteilträgern mit trockenen und geschliffenen Stoßfugen im Brückenbau

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Einfluss von Imperfektionen auf die Fugentragfähigkeit torsionsbeanspruchter Kreisringsegmente

Einfluss von Imperfektionen auf die Fugentragfähigkeit torsionsbeanspruchter Kreisringsegmente

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