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

Detektieren ermüdungsbedingter Spannstahlbrüche mittels Rissmonitoring im Versuch und am Bauwerk

Detection of fatigue induced fracture of prestressing steel by means of monitoring of experiment and structure

Bei der Spannbetonbrücke zur Überführung der Wittener Straße über den Sheffield Ring in Bochum stellte man während einer Brückenprüfung systematische Rissbildungen mit unzulässigen Rissbreiten bis zu 0,5 Millimetern in den Hauptträgern fest. Der Baulastträger beschloss daher eine eingeschränkte Verkehrsnutzung und einen kurzfristigen Ersatzneubau. Zusätzlich wurde das Bauwerk entsprechend der Nachrechnungsrichtlinie des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung überprüft und das Gefährdungspotenzial durch ermüdungsbedingte Spannstahlbrüche beurteilt. Bis zum Rückbau des Bauwerks wurde es mittels Rissmonitoring überwacht, um rechtzeitig geeignete Sicherungsmaßnahmen durchführen zu können. Bei der Brückennachrechnung zeigte sich, dass der Grenzzustand der Dekompression bei Berücksichtigung der Temperatureinwirkungen im Bereich der Momentennullpunkte schon unter ständiger Last überschritten war. Daraus ergaben sich ermüdungswirksame Spannungen in den Spanngliedern. Als Ergebnis des Rissmonitorings konnte festgehalten werden, dass das Bauwerk trotz erheblicher rechnerischer Defizite hinsichtlich seines Ermüdungswiderstands bis zum Rückbau in keiner Phase durch ein ermüdungsbedingtes Versagen gefährdet war. Trotz der erfolgreichen Überwachung der Brücke über mehrere Jahre blieben hinsichtlich der wissenschaftlichen Erkenntnisse einige Fragen offen. Es zeigte sich jedoch eindeutig, dass der Temperatureinfluss bei diesem Bauwerk einen sehr großen Anteil an der Rissbildung, den Rissbreiten und den Spannungsschwingbreiten hatte. Bei ähnlich geschädigten Bauwerken sollte daher auch die Temperaturverteilung über die Querschnittshöhe erfasst werden. Leider konnten aus terminlichen Gründen beim Rückbau keine Spannglieder geborgen und auf ihren Risszustand untersucht werden. ABSTRACT IN ENGLISH: On a prestressed concrete bridge systematic crack formations with crack widths up to 0.5 mm were detected in the region of the point of zero moment due to permanent load. These cracks were a consequence of the restraint moments due to temperature (∆TM), which have not been considered at that time. As a result of the cracks, the tendons were endangered by fatigue. Even with more refined methods, it was not possible to verify sufficient fatigue resistance. In addition, the overall structural condition was in a poor state. Therefore, the road authority decided to build a new bridge as replacement as soon as possible. Up to that point the structural safety of the bridge had to be ensured. For this purpose, continuous crack monitoring was carried out for the critical areas. Fatigue tests on prestressed concrete components at TU Dortmund University formed the basis for its evaluation. These tests succeeded in reliably identifying individual wire fracture during the ongoing test and in developing a prognosis method for the remaining service life. The experiences and difficulties of transferring these methods to a real structure are reported. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Heinrich, J
    • Maurer, R
    • Leckey, K
    • Müller, C H
    • Ickstadt, K
  • Publication Date: 2021-3

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 92-101
  • Serial:
    • Bauingenieur
    • Volume: 96
    • Issue Number: 3
    • Publisher: Springer-VDI-Verlag GmbH
    • ISSN: 0005-6650

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01784963
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 19 2021 9:46AM