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Querkrafttragfähigkeit von Carbonbeton‐Plattenbrücken mit C‐förmiger Querkraftbewehrung. Theoretische und experimentelle Untersuchungen für zwei Straßenbrücken in Gaggenau

Shear capacity of carbon reinforced concrete slab bridges with c‐shaped shear reinforcement – Theoretical and experimental investigations for two road bridges in Gaggenau

Für die Anwendung von Querkraftbewehrung aus nicht metallischen Textilien in Betonbauteilen besteht in vielen Dingen noch Forschungsbedarf. Dazu werden theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit an zwei Carbonbeton-Plattenbrücken in Gaggenau vorgestellt. Zwei ältere Stahlbeton-Plattenbrücken des kommunalen Straßennetzes werden durch Brücken aus Carbonbeton ersetzt. Die Bewehrung der einfeldrigen, aber schiefwinkligen Brücken besteht ausschließlich aus Carbontextilien. Da die Bauwerke für das Lastmodell 1 (LM 1) berechnet werden müssen, führt dies in Verbindung mit Punktlagerungen zu hohen Querkraftbeanspruchungen in den Auflagerbereichen, die eine Querkraftbewehrung erforderlich machten. Als Querkraftbewehrung verwendete man vertikal stehende, vorgeformte textile Gitterbewehrung in C-Form. Zur Überprüfung der Tragfähigkeit wurden Versuche an vier Plattenstreifen mit einer Breite von jeweils 80 Zentimetern aus Beton C50/60 mit einem Größtkorn von 8 Millimetern durchgeführt. Die Einzelheiten zum Versuchsaufbau, zur Versuchsdurchführung und zu den Baustoffen werden eingehend beschrieben. Bei den Versuchen unter statischen Belastungen traten die beiden Versagensmechanismen Biegezugversagen und Biegeschubversagen auf. Bei zyklisch belasteten Versuchskörpern ergaben sich keine signifikanten Auswirkungen auf die Resttragfähigkeit und die maximale Durchbiegung und es kam auch weder zu einer zusätzlichen Längsrissbildung noch zu einem Verbundversagen. Für die Brücken folgt aus diesen Versuchsergebnissen, dass auch bei zyklischer Belastung aus Verkehr keine Verminderung der Tragfähigkeit oder eine nennenswerte Zunahme der Durchbiegung eintritt. Die Ergebnisse der Querkraftversuche streuten sehr gering und es zeigte sich ein sehr gutmütiges Verhalten unter Ermüdungsbeanspruchung. Die verwendete Bewehrung ist praxisreif und daher auch außerhalb von Forschungsprojekten sinnvoll anwendbar. Insgesamt konnte mit den durchgeführten Untersuchungen die Anwendbarkeit einer textilen Bewehrung auch für größere Bauteildicken und als Querkraftbewehrung aufgezeigt werden. Bei den Brücken in Gaggenau bringt der Verzicht auf eine Abdichtung und eine Asphaltdeckschicht einen großen wirtschaftlichen Vorteil. ABSTRACT IN ENGLISH: In contrast to design for bending, both engineers and researchers are still confronted with fundamental questions regarding shear design of carbon reinforced concrete. While numerous applications for slabs and thin facade panels without shear reinforcement and some with first general approvals already exist, there is still a need for research into the technical and economic application of components with shear reinforcement made of non‐metallic textiles. For the construction of two road bridges made of carbon concrete with c‐shaped shear reinforcement, static and cyclic tests were carried out at the Institute of Structural Concrete at RWTH Aachen University. The results show surprisingly low scatter and an excellent fatigue behavior. Overall, there are clear parallels to the shear failure of reinforced concrete or concrete with Fiber‐Reinforced Polymer (FRP) rebars. This paper highlights the application potential and further challenges for the use of carbon concrete apart from filigree individual applications and mere objects of art. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Bielak, J
    • Bergmann, S
    • Hegger, J
  • Publication Date: 2019-7

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 465-75
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01721577
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 4 2019 11:13AM