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Querkraft- und Torsionstragfähigkeit

Beurteilung der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Brücken im Bestand - erweiterte Bemessungsansätze

Problemstellung

Bei der Nachrechnung bestehender, älterer Spannbetonbrücken auf der Grundlage des aktuellen DIN Fachberichts 102 für Betonbrücken ergeben sich in der Regel erhebliche Defizite bei der erforderlichen Querkraft– und Torsions-
bewehrung für das Tragsystem in Längsrichtung. Ein Querkraftversagen einer Betonbrücke in Deutschland ist jedoch tatsächlich bisher nicht eingetreten.

Diese Tragwerksdefizite sind zu einem wesentlichen Anteil auf die Weiterentwicklung der Bemessungsmodelle und Konstruktionsregeln bei Querkraft zurück zu führen. Es stellt sich jedoch die Frage, ob die Bauwerke tatsächlich eine nicht aus-
reichende Tragsicherheit aufweisen oder ob die heutigen Bemessungsmodelle zu konservativ sind, weil sie nicht alle wesentlichen Traganteile vollständig und richtig erfassen.

Als Resultat der mitunter erheblichen rechnerischen Defizite werden häufig aufwendige und kostenintensive Verstärkungsmaßnahmen mit entsprechenden Eingriffen in die Bausubstanz oder sogar Ersatzneubauten
erforderlich. Der Ansatz wirklichkeitsnaher Nachweisverfahren bei der Bewertung der Tragfähigkeit vorhandener Brückenbauwerke ist in diesem Zusammenhang von erheblicher volkswirtschaftlicher Bedeutung.

Forschung am Lehrstuhl Betonbau

Im Rahmen eines laufenden Forschungsprojektes für die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) finden derzeit in Kooperation mit der RWTH Aachen, der TU München und ZM-I umfangreiche theoretische sowie experimentelle
Untersuchungen zur Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von bestehenden Spannbetonbrücken statt.

Im Zuge dessen werden am Lehrstuhl Betonbau der TU Dortmund aufwändige Großversuche durchgeführt. Diese Versuche sind hinsichtlich der Versuchsträgergeometrie, des statischen Systems und der sehr umfangreichen
Messtechnik auch im internationalen Vergleich herausragend.

Bei diesen Versuchen interessiert insbesondere das Zusammenwirken der inneren Kräfte an der Innenstütze. Aus der Druckbogenwirkung resultiert dort eine deutliche Entlastung der Bügelkräfte. Dieser bislang normativ in
Deutschland nicht berücksichtigte günstige Effekt wird im Rahmen der Forschungstätigkeit in Dortmund sehr aufwändig experimentell, numerisch und theoretisch untersucht.

 

Gesamter Versuchsstand                 Verkabelung                Realisierung von Gleichstreckenlast

Überblick über den Versuchsstand                                                                                 Verkabelung von über 300 Messstellen                                                                        Realisierung einer Gleichstreckenlast

 

Messung Zugkräfte                Versuchträger im Bruchzustand                  Optische Messsysteme

Messung der Querkräfte von externer Querkraftbewehrung                                     Versuchträger im Bruchzustand                                                                                         Untersuchung mittels optischer Messsysteme

 

Projektbetreuung

Eva Stakalies, M.Sc.