Ultra-high performance concrete (UHCP) precast segmental bridges

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Autor/in:
Beteiligte Person:
  • Rombach, Günter A.
Verlag/Körperschaft:
Hamburg University of Technology
Erscheinungsjahr:
2016
Medientyp:
Text
Schlagworte:
  • precast semental bridges
  • UHPC
  • joint design
  • 620: Ingenieurwissenschaften
  • 620
Beschreibung:
  • Brücken werden schon seit vielen Tausenden von Jahren errichtet. Es liegen somit schon viele Erfahrungen vor. Dennoch werden neue Bauverfahren benötigt, die eine schnellere Errichtung der Konstruktion ermöglichen, weitgehend ohne Beeinflussung des vorhandenen Verkehrs. Weiterhin werden Bauwerke gesucht, die die zunehmenden Verkehrs- und Umwelteinwirkungen aufnehmen können und neue Baustoffe, die die Dauerhaftigkeit verbessern und somit die Unterhaltskosten reduzieren. Extern vorgespannte Segmentfertigteilbrücken (PSB) sind eine Lösung für diese Anforderungen. Die großen Vorteile dieser Bauweise belegen die vielen Anwendungen in Frankreich, Amerika und vor allem in Südostasien. Viele großen Hochstraße Projekte bestehen aus PSB, wobei bislang größtenteils Normalbeton mit einer Druckfestigkeit von ca. fck  40 MPa verwendet wurde. In den letzten Jahren wurde Beton mit fck > 160 MPa entwickelt. Dieser UHPC (Ultra High Performance Concrete) zeigt deutliche Vorteile in Bezug auf Festigkeit und Dauerhaftigkeit gegenüber Normalbeton. Obwohl die mechanischen Eigenschaften von UHPC bekannt sind, vollzieht sich dessen Anwendung in der Baupraxis, u. a. aufgrund der hohen Materialkosten und dem Mangel an Bemessungsverfahren und Erfahrung, sehr langsam. Diese Forschungsarbeit befasst sich daher mit dem Strukturverhalten und der Bemessung von Segmentfertigteilbrücken aus UHPC (UHPC-PSB). Zunächst wird ein kurzer Überblick über die Materialeigenschaften von UHPC und deren Eignung für Anwendung des Baustoffes im Segmentbrückenbau gegeben. Es folgt eine Erörterung der Normen und Richtlinien verschiedener Länder zur Bemessung von UHPC-Bauteilen. Einige Beispiele von Segmentbrücken aus UHPC werden vorgestellt und diskutiert. Um das Trag- und Verformungsverhalten von UHPC-PSB (Ultra High Performance Concrete Precast Segmental Bridge) zu studieren wird ein Finite-Elemente Modell entwickelt und anhand den Ergebnissen eines Großversuches, welcher im Rahmen des SES-Projektes in Bangkok stattfand, verifiziert. Ein intensive Parameterstudie (Schlankheitsgrad, Plattendicken, Elastizitätsmoduli, Vorspannkraft) wird durchgeführt, um einen optimalen Querschnitt zu finden. Auf der Basis dieser Untersuchungen wird ein Hohlkastenquerschnitt mit Rippen vorgeschlagen. Das Tragverhalten dieser Brücke, bspw. die Durchbiegungen, die Breite von Fugenöffnungen, die Druck- und Schubspannungsverteilung im Querschnitt und die Zunahme der Spannstahlspannung werden ermittelt und die Ergebnisse diskutiert. Es zeigt sich, dass eine UHPC-PSB deutliche Vorteile, bspw. das erheblich geringere Eigengewicht, im Vergleich zu Konstruktionen aus Normalbeton aufweist. Die Tragfähigkeit von Trockenfugen zwischen aneinander liegenden Segmenten ist von entscheidender Bedeutung für die Tragsicherheit der Struktur. Es ist unklar, ob die Rechenansätze, welche für Normalbeton entwickelt wurden, auch für UHPC Strukturen verwendet werden können. Daher werden Versuche mit UHPC Schubnocken sowie nichtlineare FE-Simulationen durchgeführt. Es wird ein neuer Rechenansatz zum Nachweis der Querkrafttragfähigkeit von UHPC Schubnocken entwickelt.
Lizenzen:
  • info:eu-repo/semantics/openAccess
  • http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Quellsystem:
TUHH Open Research

Interne Metadaten
Quelldatensatz
oai:tore.tuhh.de:11420/1373