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

Dauerschwingfestigkeit von Spannstaehlen unter dynamischer Beanspruchung im eingebauten Zustand / Fatigue strength of built-in prestressing steels under dynamic loading

Der Sachstandsbericht behandelt die Dauerschwingfestigkeit von Spanngliedern unter dynamischen Einwirkungen im eingebauten Zustand. Es wurden sowohl Spannglieder mit nachtraeglichem als auch mit sofortigem Verbund untersucht, wobei sich die Untersuchungen auf die freie Spannstahllaenge beschraenkte. Die Kenntnis der Dauerschwingfestigkeit von Spannstaehlen ist wichtig, da diese unter nicht vorwiegend ruhenden Einwirkungen gegen Ermuedung mit den Nachweisverfahren der DIN 1045-1 zu bemessen sind. Der Nachweis gegen Ermuedung ist erbracht, wenn die schaedigungsaequivalente Spannungsschwingbreite auf der Einwirkungsseite kleiner ist als die Spannungsschwingbreite fuer die betreffende Lastzyklenzahl aus der Woehlerlinie. Sowohl auf der Einwirkungs- als auch auf der Widerstandsseite sind dabei die jeweiligen Teilsicherheitswerte anzusetzen. Fuer den Sachstandsbericht wurde zunaechst die umfangreiche Literatur gesichtet und in einer Datenbank zusammengestellt. Danach erfolgte eine Analyse der massgebenden Einflussgroessen auf die Dauerschwingfestigkeit eingebauter Spannglieder. Als Einflussgroessen wurden untersucht: Art des Spannstahls, Betonguete, Reibpartner, Vorspannung, dynamische Beanspruchung und Umweltbedingungen. Zum nachtraeglichem Verbund wurden sowohl Kleinmodell- als auch Grossmodellversuche ausgewertet. Untersuchungsergebnisse von Grossmodellversuchen mit Spanngliedern im sofortigen Verbund liegen nur spaerlich vor und die detaillierte Auswertung ist wegen fehlender oder ungenauer Angaben schwierig. Dennoch ist eine Auswertung hinsichtlich des Versagenscharakters moeglich. Bei der nachtraeglichen Vorspannung bestehen noch Kenntnisluecken bei hohen Vorspannwerten, hohen Betonfestigkeitsklassen, Schwingbreiten kleiner 100 N/Quadratmillimeter, hohen Lastspielzahlen ueber 10 hoch 7 und Untersuchungen im Zeitfestigkeitsbereich. Forschungsbedarf besteht auch zu umgelenkten Spanngliedern mit sofortigem Verbund, da internationale Untersuchungen zu dieser Problematik auf eine erhebliche Reduzierung der Dauerschwingfestigkeit unter dynamischer Einwirkung hinweisen. Die verwertbaren Versuchsergebnisse bei Spanngliedern mit nachtraeglichem Verbund wurden den Woehlerlinien fuer Spannglieder der DIN 1045-1, des EC2 und des DIN FB 102 gegenuebergestellt. Insgesamt laesst diese Gegenueberstellung den Schluss zu, dass die Dauerschwingfestigkeit von Spanngliedern mit nachtraeglichem Verbund gut durch die entsprechenden Normen abgebildet wird. Dies gilt in aehnlicher Weise fuer Spannglieder mit sofortigem Verbund bei geradliniger Spanngliedfuehrung, waehrend fuer geneigte oder umgelenkte Spannglieder keine konkrete Bemessungsempfehlung gegeben werden kann. Die Auswertung der Versuche zeigt auch deutlich, dass die Ergebnisse der Dauerschwingfestigkeit von frei schwingend geprueften Proben nicht auf eingebaute Spannglieder uebertragen werden koennen, da die Reibkorrosion zu einer verminderten Dauerschwingfestigkeit fuehrt. Kurzbericht zu einem Forschungsprojekt im Auftrag des Deutschen Instituts fuer Bautechnik. ABSTRACT IN ENGLISH: The aim of the research project was to give a status report about this subject, including pretensioned prestress. External prestressing and prestressing without bond was not considered in this report, as well as fatigue effects on couplings and anchors and the transfer area of pretensioned prestress. The test parameters of the considered tests have been collected in a data base. Furthermore, a classification of the existing test results with regard to their significance (usability) and their classification into the scope of application of the national standards (i.e. DIN 1045-1) was carried out. The usable test results were compared with the fatigue strength curves (Woehler curves) for prestressing tendons according to DIN 1045-1, EC 2 and Fachbericht 102. Altogether, the conclusion drawn from this comparison is that the fatigue strength of post-tensioned prestessing tendons is relatively well represented - with regard to the existing gap in knowledge - by the existing codes. The investigations carried out for linear pretensioned prestress can be reasonably well described with the specifications in the relevant codes; but no design recommendations could be given for an inclined or deflected pretensioned prestress. The information, design rules and fatigue strength curves an the national codes should restricted to linear prestressing strands for pretensioned prestress. Finally, a short assessment of the past test configurations with regard to the practical placing and application conditions was carried out.

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01450679
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 978-3-8167-8424-1
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 31 2012 10:00AM