Titelaufnahme

Titel
Brückenbau mit dünnwandigen Fertigteilen : Großversuch zum Torsionswirkungsverhalten / von Thomas Lampl
VerfasserLampl, Thomas
Begutachter / BegutachterinKolleger, Johann ; Wimmer, David
Erschienen2012
UmfangII, 107 Bl. : zahlr. Ill. u. graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Torsion / Vorspannung / dünnwandige Betonfertigteile
Schlagwörter (EN)torsion / prestressing / thin-walled precast concrete parts
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-59989 Persistent Identifier (URN)
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Brückenbau mit dünnwandigen Fertigteilen [11.83 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Das Institut für Tragkonstruktionen, Forschungsbereich Stahlbeton- und Massivbau beschäftigt sich schon seit Jahren mit dünnwandigen Betonfertigteilen. Ziel dabei ist es, einen wirtschaftlichen Ersatz für Ortbeton- und Stahltragwerke im Brückenbau zu finden. Im Zuge der Entwicklung des Brückenklappverfahrens wurden diese dünnwandigen Betonfertigteile bereits bei Großversuchen in Gars am Kamp eingesetzt und getestet.

Der Einsatz von Betonfertigteilen im Brückenbau bringt einige Vorteile mit sich. Die Produktion der Fertigteile erfolgt im Werk, wodurch eine sehr hohe und immer gleichbleibende Betonqualität erreicht wird. Es wird dabei auch eine wesentlich bessere Oberflächenqualität in Verbindung mit einer hohen Fertigungsgenauigkeit erreicht. Auf Grund des Wegfalls der Schalung und des Lehrgerüstes auf der Baustelle kann die Bauzeit auf der Baustelle wesentlich verringert werden. Besonders bemerkbar machen sich dabei die kürzeren Fahrbahn- bzw. Gleissperren, die nur beim Einheben der Fertigteile benötigt werden.

Damit die dünnwandigen Betonfertigteile auch bei großen Spannweiten eingesetzt werden können, müssen mehrere Fertigteile aneinander gereiht werden. Die Größe der einzelnen Fertigteile ist dabei von den Transportmöglichkeiten zur Baustelle abhängig. Für das Einheben werden mehrere dünnwandige Betonfertigteile mit Hilfe einer Vorspannung zu einem Einfeldträger zusammengefügt. Danach werden die Fertigteile mit Ortbeton verfüllt und eventuell weiter vorgespannt. Eine jede Brücke wird durch Wind und Verkehr einer Torsionsbeanspruchung ausgesetzt. Daher ist es notwendig den vorgespannten Einfeldträger aus dünnwandigen Betonfertigteilen mit Füllbeton auf sein Torsionstragverhalten zu überprüfen. Dazu wird der Einfeldträger so vorgespannt, dass die Biegespannungen aus Eigengewicht des Betonfertigteiles und des Ortbetons durch die Vorspannung komplett kompensiert werden. Der Versuchsträger weist somit nach der Herstellung nur in Längsrichtung Druckspannungen auf und kann dann unter "reiner" Torsionsbeanspruchung getestet werden. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Theorie der Torsionstragfähigkeit im Zustand I und II, sowie mit der Auswertung der Versuchsergebnisse. Dabei soll festgestellt werden ob sich der Einfeldträger im Zustand I wie in der Elastizitätstheorie beschrieben verhält. Im Zustand II wird die Berechnung laut Eurocode 2 mit den gemessenen Ergebnissen verglichen.

Zusätzlich wird eine ausgiebige Recherche über Versuche mit Stahlbeton- und Spannbetonträgern unter "reiner" Torsionsbeanspruchung durchgeführt.

Dabei wird besonders darauf geachtet wie der Versuchsaufbau für die Belastung "reine" Torsion ausgeführt wird und welche Ergebnisse bezüglich der Torsionstragfähigkeit dabei erreicht werden.

Zusammenfassung (Englisch)

The Research Center of Structural Concrete at the Institute of Structural Engineering has been working on thin-walled precast concrete parts for many years. The objective is to find an efficient replacement for in-situ concrete and steel trusses in bridge construction. In the course of developing the balanced lift method, thin-walled precast concrete parts have already been deployed in large-scale tests conducted in Gars am Kamp.

The use of precast concrete parts in bridge construction has several advantages. The precast parts are made at the production plant, which ensures excellent and consistent concrete quality. At the same time, this method warrants considerably higher surface quality in combination with high manufacturing accuracy. As no formwork and scaffolding is required on the construction site, time for construction can be substantially reduced. The shorter route and track closure periods are particularly noteworthy. This method requires only a brief interruption to lift in the precast parts.

To be able to use the thin-walled precast concrete parts for large spans as well, several precast parts need to be aligned next to each other.

The size of the individual precast parts depends on the capacities available to transport them to the construction site. To lift them into place, several thin-walled precast concrete parts are joined to form a single span member by means of prestressing. The precast parts are then filled with in-situ concrete and, if need be, further prestressed.

Every bridge is exposed to a torsional load exerted by the wind and traffic. Therefore, the prestressed single span member made of thin-walled precast concrete parts that are filled with concrete must be tested for its torsional bearing capacity. To do this, the single span member is prestressed in such a manner as to ensure that the stress resulting from the concrete parts and the dead weight of the in-situ concrete are completely compensated by the prestressing. As a result, the test member is stress-free after production and can be tested under a "pure" torsional load. This diploma thesis examines the theory of torsional bearing capacity in states I and II and analyses the test results. The aim is to determine whether in state I the single span member behaves as described in the elasticity theory. In state II, the calculation according to Eurocode 2 is compared with the measured results. In addition, extensive research is conducted on tests with reinforced concrete beams and prestressed concrete beams when exposed to a "pure" torsional load. In the process, special attention is given to determining how the test for the "pure" torsional load is carried out and what results can be achieved in relation to torsional bearing capacity.