Zur Anwendung des Hauptzugspannungskriteriums bei der Nachrechnung bestehender Spannbetonbrücken

Abstract

Bisher durchgeführte Nachrechnungen bestehender Spannbetonbrücken auf Basis der vom Bundesverkehrsministerium veröffentlichten Nachrechnungsrichtlinie haben in vielen Fällen Defizite der Querkraft‐ und Torsionstragfähigkeit sowie des Ermüdungswiderstands ergeben. In einem Forschungsvorhaben im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen wurden daher Bemessungsverfahren formuliert, die in die erste Ergänzung zur bestehenden Nachrechnungsrichtlinie implementiert wurden. Der vorliegende Beitrag beschreibt die entsprechenden Verfahren zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit unter statischer und zyklischer Belastung ohne Berücksichtigung einer Querkraftbewehrung. Die Verfahren berücksichtigen neben neueren Forschungsergebnissen die technischen Regelwerke für Betonbrücken und basieren auf einem Nachweis der Hauptzugspannungen. Anhand einer typischen Hohlkastenbrücke des Bundesautobahnnetzes werden die Anwendung der Verfahren exemplarisch erläutert und die wesentlichen Ergebnisse dargestellt. Principal tensile stress criterion for the shear assessment of existing concrete bridges The structural assessment of existing road bridges that has been recently performed on the basis of the equally named provisions, issued in 2011 by the Federal Ministry of Transport and Urban Affairs, have revealed significant deficits in shear and torsion as well as fatigue resistance especially in prestressed concrete bridges. In a research project, funded by the Federal Highway Research Institute of Germany, design methods have been developed that were incorporated into the first addendum of the Structural Assessment Provisions. This paper describes the respective design methods for shear under static and cyclic loading without shear reinforcement. The procedures take into account current research results as well as the design codes for concrete bridges and are based on a verification of the principal tensile stresses. The use of the procedure and the main results are shown exemplarily by a design example of a typical box girder bridge of the German road network.

Nachrechnung der Querkrafttragfähigkeit von mehrfeldrigen Spannbetonbrücken mit geringer Bügelbewehrung

“…Während in Deutschland bereits wissenschaftlich abgesicherte Modelle in der Stufe 4 der Nachrechnung zulässig sind, kann in Österreich zurzeit lediglich auf das Querkraftmodell des fib Model Code 2010 sowie auf probabilistische Methoden (Stufe 3) zurückgegriffen oder eine Unterschreitung des gemäß ÖNORM EN 1990 geforderten Zuverlässigkeitsniveaus zugelassen werden (Stufe 4). Eine Anwendung von verfeinerten wissenschaftlichen Methoden ist in Österreich nur in Ausnahmefällen möglich und bis dato nicht in den stufenweisen Prozess der Nachrechnung eingegliedert.…”

Querkraftmodell für Bauteile ohne Schubbewehrung unter Druck‐ und Zugbeanspruchung

“…Für I‐Querschnitte wurde in ein Modell basierend auf dem Hauptspannungskriterium verwendet (vgl. auch ). Sowohl der hier vorgestellte Ansatz als auch das Modell nach EC2 können die Tragfähigkeit der Balken mit ausreichender Genauigkeit erfassen, wobei der Ansatz nach einen etwas besseren Variationskoeffizienten aufweist.…”

Rechnerische Beurteilung der Schubtragfähigkeit einer Spannbetonbrücke mit geringem Querkraft bewehrungsgrad

“…Dabei wurde berücksichtigt, dass die maximale Hauptzugspannung auch außerhalb der Schwerachse auftreten kann. Des Weiteren wurde in Betracht gezogen, dass es durch eine erhöhte Spanngliedpräsenz (Σ∅ hüllrohr > b w /8) vorzeitig zur reinen Schubrissbildung kommen kann . Darüber hinaus war es notwendig, die planmäßige Lage der Spannglieder inklusive der Spannanker in der Nachweisführung mit abzubilden.…”