Verstärken von Stahlbetontragwerken mit Temperaturinduktion

Abstract

Nachträgliche Verstärkungen wirken nicht für Eigengewichte. Ohne ein Anheben oder Vorspannen bleiben durch sie erzeugte Spannungen im Bestand eingeprägt und lagern sich erst bei erheblicher Rissbildung auf die Verstärkung um. Zur Lösung wird hier eine Temperierung von außen vorgeschlagen (Temperaturinduktion). Sie ist nutzbar für statisch unbestimmte Tragwerke und dient der Verstärkung der Biegetragfähigkeit mit nachträglich eingeschlitzter Bewehrung. Grundprinzip ist das planmäßige Einbringen von Temperaturgradienten. Damit lassen sich Schnittgrößen beliebig verändern. Die Eigengewichtsmomente werden derart mit induzierten Zwangsspannungen aus der Temperatur überlagert, dass die zu verstärkenden Bereiche entlastet sind. Es folgen Verstärkung und Rückgang der Temperierung. Die Verstärkung ist dann bereits für die Aufnahme des Eigengewichts wirksam. Die Methode wird an einem Zweifeldträger im Labor umgesetzt und für die Verstärkung der Stützbewehrung bei hohen bzw. geringen Eigenlasten demonstriert.

Experimentelle und numerische Untersuchungen zu Zwangkräften aus Temperaturdifferenzen

“…Stahlbetonbalken entstehenden Zwangnormalkraft infolge einer Abkühlung. Es sei angemerkt, dass die Tragwerksantwort im Falle einer gezielten Aufbringung von temperaturinduzierten Zwangspannungen auch zur Entlastung des Gesamtsystems genutzt werden kann [12–14].…”

“…Stahlbetonbalken entstehenden Zwangnormalkraft infolge einer Abküh lung. Es sei angemerkt, dass die Tragwerksantwort im Falle einer gezielten Aufbringung von temperaturindu zierten Zwangspannungen auch zur Entlastung des Ge samtsystems genutzt werden kann[12][13][14].Die für die Entwicklung der Zwangkräfte erforderliche Verformungsbehinderung wurde durch einen Stahlrah men erzeugt. Ein nennenswerter Behinderungsgrad ist in solchen Untersuchungen nur mithilfe eines Rahmens mit hoher Biege und Dehnsteifigkeit (vgl.…”

Thermo‐mechanical experiments on reinforced concrete beams: Assessing thermal, mechanical, and mixed impacts on fiber optic measurements

“…In addition to applications in civil engineering, this technique is gaining traction in other disciplines such as geotechnics, 19 hydrology, 20 and tunneling 21 . Unlike strain measurement, temperatures are rarely measured in applications involving FOS 22–25 …”

“…strain measurement, temperatures are rarely measured in applications involving FOS. [22][23][24][25] FOS simultaneously respond to strain and temperature changes. Both effects are coupled.…”

Temperaturinduktion in Betontragwerke

“…Erste Ansätze liegen in der Erwärmung von Brückenfahrbahnplatten zur Enteisung [4, 5], der Konditionierung von Beton während der Erhärtung [6–8] oder seit Kurzem auch in der gezielten Einbringung von günstigen Zwangskräften [9, 10]. Bei Verstärkungen von Bestandsbauwerken [11–13], wie etwa ermüdungsgefährdeten Brücken [14] oder Deckenplatten, erhöht eine Temperaturinduktion erheblich die Effizienz [9]. Dabei werden die Zwangskräfte geregelt und Schnittgrößen gezielt voreingestellt.…”