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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Querkraftwiderstand vorgespannter Bruecken mit ungenuegender Querkraftbewehrung

Die Zustandserfassung und -beurteilung bestehender Stahlbetonbauten wird, aufgrund der im letzten Jahrhundert zahlreich erstellten Bauwerke, ein immer wichtigerer Bereich des Bauingenieurwesens. Die Modellierung bestehender Stahlbetonelemente mittels Spannungsfeldern oder Fachwerken bildet eine elegante Loesung zur rechnerischen Ueberpruefung der Tragsicherheit. Aktuelle Bemessungsnormen bauen vielfach auf einfacheren, starr-plastischen Spannungsfeldansaetzen auf und bilden somit die tieferen Naeherungsstufen der Spannungsfeldmethoden. Bei der rechnerischen Ueberpruefung der Tragsicherheit, anhand aktueller Normen und Bemessungsregeln, kann oftmals der Querkraftnachweis bei Traegerstegen von Stahlbeton- und Spannbetontraegern oder Kastenbrueckentraegern nicht erbracht werden. Als Ursache koennen beispielsweise die sehr geringen Querkraftbewehrungsgehalte bestehender Traeger genannt werden oder auch die Modellvereinfachungen der Spannungsfeldansaetze tieferer Naeherungsstufen und damit auch der Normansaetze. Um unnoetige Verstaerkungsmassnahmen zu vermeiden bietet sich der Nachweis anhand praeziserer Methoden an. Dabei koennen elastisch-plastische Spannungsfelder verwendet werden, welche als Methoden hoeherer Naeherungsstufe gelten und die Beruecksichtigung zusaetzlicher Querkraftwiderstandsanteile und die genauere Abbildung des Traegerverhaltens ermoeglichen. Die vorliegende Forschungsarbeit geht allgemein auf die Querkraftbemessung von Stahlbeton- und Spannbetonelementen anhand von Spannungsfeldern ein und legt einen besonderen Fokus auf die Analyse bestehender Tragwerke durch elastisch-plastische Spannungsfelder. ln einem Ueberblick werden die gaengigen Spannungsfeldmethoden, deren Grundlagen, Entwicklung und Potential beschrieben. Das Tragverhalten bestehender Traeger wurde anhand einer Versuchsserie an zwoelf Stahlbeton- und Spannbetontraegern studiert. Die Versuchskoerper haben moeglichst realitaetsnah die Situation von schwach schubbewehrten Durchlauftraegern mit Vorspannung zu repraesentieren und werden ebenfalls mittels elastisch-plastischer Spannungsfelder anaIysiert. Die gepruefte Versuchsserie erlaubt die Beschreibung und Quantifizierung der verschiedenen Querkrafttraganteile, des Einflusses von Traegerflanschen und der Spannkraftzunahme in geneigten Vorspanngliedern. Anhand der Versuchsresultate werden zudem bestehende Bemessungsansaetze validiert, bezueglich deren Anwendbarkeit auf Traeger mit schwachen Querkraftbewehrungsgehalten. Bestehende Spannungsfeldansaetze weisen entweder groessere Modellvereinfachungen auf (starr-plastische Spannungsfelder) oder erfordern einen relativ grossen Modellierungs- und Rechenaufwand (elastisch-plastische Spannungsfelder, implementiert in die finite Elemente Methode). ln der vorliegenden Arbeit wird daher ein neuer Ansatz hergeleitet, welcher ebenfalls auf elastischplastischem Materialverhalten beruht. Er zeichnet sich gegenueber der bestehenden Methode der elastisch-plastischen Spannungsfelder durch einen geringeren Modellierungsaufwand und eine deutlich reduzierte Rechenzeit aus. Der Ansatz enthaelt zudem je eine Formulierung zur Beruecksichtigung der Spannkraftzunahme in geneigten Spanngliedern und zur Beruecksichtigung des Flanscheinflusses. Die Validierung des praesentierten Ansatzes und der Methode der elastischplastischen Spannungsfelder erfolgt anhand von 57 geprueften Traegern verschiedener Serien (eigene Versuche und Resultate aus der Literatur). Der Vergleich zwischen den zwei Berechnungsmethoden und den Versuchsresultaten zeigt eine sehr gute Genauigkeit der beiden Ansaetze. Titel in Englisch: Shear strength of prestressed bridges with insufficient shear reinforcement

  • Corporate Authors:

    BUNDESAMT FUER STRASSENBAU (ASTRA) / OFFICE FEDERAL DES ROUTES (OFROU)

    MUEHLESTRASSE 2, ITTIGEN
    BERN,   Switzerland  CH-3003
  • Authors:
    • RUPF, M
    • FERNANDEZ RUIZ, M
    • MUTTONI, A
  • Publication Date: 2014-4

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 88S
  • Serial:
    • Issue Number: 658

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01535245
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Aug 27 2014 10:22AM