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Federgelenke. Anwendung im Hoch- und Brueckenbau / Use of semi-articulations in structural and bridge engineering

Thematisiert werden die Anwendung und Entwicklung verschiedener Formen von Betongelenken im Ingenieurbau. Massive Gelenkausbildungen bei Steingewoelbebruecken sind seit Ende des 19. Jahrhunderts bekannt, aber erst mit der neuen Bauweise Stahlbeton wurden diese zu Betongelenken weiterentwickelt. Dies erfolgte zuerst durch Augustin Mesnager, der seine fuer den Stahlbau gefundene Gelenkloesung 1907 auf Stahlbetonkonstruktionen uebertrug. Die von Mesnager entwickelten Federgelenke zaehlen zu den unvollkommenen Betongelenken, da sie sich nicht vollkommen frei verdrehen koennen. Sie uebertragen die aufzunehmenden Kraefte durch Bewehrungsstaebe, die durch das Gelenk laufen. Der Beton dient nur zum Korrosionsschutz der Bewehrung. Parallel zu Mesnager entwickelte Eugene Freyssinet das unbewehrte Betongelenk, bei dem die Kraftuebertragung alleine durch den Beton erfolgt. Durch eine sehr geringe Gelenkhalshoehe von weniger als 2 Zentimetern, die den Beton am Ausweichen hindert, entstehen Spannungskonzentrationen in einem geringen Bereich, die einen mehraxialen Spannungszustand erzeugen. Die beiden entwickelten Gelenkarten wurden spaeter haeufig miteinander kombiniert, indem man bei den Freyssinet-Gelenken zusaetzlich - meist gekreuzte - Bewehrung anordnete, um die Querkrafttragfaehigkeit zu erhoehen. Wegen unterschiedlicher Grundkonzeptionen hinsichtlich des Lastabtrags sind die Federgelenke nach Mesnager und die Betongelenke nach Freyssinet vollkommen unterschiedlich zu bemessen. Die Hauptanwendung der Federgelenke betraf Bogentragwerke im Hoch- und Brueckenbau. Darunter die naeher beschriebenen Bauwerke Pont Neuf de Montauban, Luftschiffhangar in Ecausseville, Stadtbad Rue Blomet in Paris, Salginatobelbruecke in der Schweiz und der Hardtturm-Viadukt in der Schweiz. Die Entwicklung der Gelenke fusst auch auf Ergebnissen experimenteller Untersuchungen von Mesnager. Die Federgelenke der Salginatobelbruecke von Robert Maillart stellen die wohl erstmalige Anwendung der Vermischung der Theorien von Mesnager und Freyssinet dar. Weitere experimentelle Untersuchungen erfolgten ab 1935 in den USA durch verschiedene Ingenieure, die insbesondere neue Erkenntnisse hinsichtlich der Versagensformen lieferten. Untersuchungen erfolgten auch in Deutschland durch Jesinghaus, der die Bedeutung einer starken Umschnuerung der Gelenke mit entsprechend hoeheren Bruchlasten erkannte. Jeske und Kammueller untersuchten in den 1950er Jahren Federgelenke unter hohen Lastwechseln und entwickelten dafuer eine Bemessungsformel. In Grossbritannien erfolgten Untersuchungen zur Absicherung von Federgelenken bei Balkenbruecken. Im Zuge des Baus des Hardtturm-Viadukts wurden massstabsgetreue Federgelenke hinsichtlich ihres dynamischen Verhaltens untersucht. Es werden Empfehlungen fuer die Anwendung und Bemessung der beiden von Mesnager und Freyssinet entwickelten Grundarten von Gelenken und fuer die Kombinationen dieser Ausfuehrungen bei Betonkonstruktionen gegeben. ABSTRACT IN ENGLISH: Concrete hinges have successfully been used in civil engineering constructions for more than 100 years. Semi-articulations invented by Augustin Mesnager are classified as incomplete concrete hinges. These hinges are maintenance-free, economically and because of the crossed reinforcing bars in the hinge throat they are able to carry higher shear forces than unreinforced concrete hinges after Eugene Freyssinet. The article gives an overview of the historical development of this type of hinge from the first idea of Mesnager till the successful use in civil engineering structures and bridges. The known experimental investigations of the bearing and deformation behavior are presented. The main findings are summarized and recommendations for the design and construction of concrete hinges under high shear forces are given. (A)

  • Authors:
    • HOFFMANN, N
    • MARX, S
    • Schacht, G
  • Publication Date: 2013-12

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 903-10
  • Serial:
    • Stahlbau
    • Volume: 82
    • Issue Number: 12
    • Publisher: Ernst (Wilhelm) and Sohn

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01505882
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jan 28 2014 9:19AM