Titelaufnahme

Titel
Experimentelle Bestimmung der Dauerschwingfestigkeit von Fahrbahnplatten mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht / von Stephan Christian Berger
Weitere Titel
Experimental investigation on the fatigue behaviour of partial depth precast elements for the use of bridge decks
VerfasserBerger, Stephan Christian
Begutachter / BegutachterinKollegger, Johann ; Fuchs, Kerstin
ErschienenWien, 2017
UmfangVII, 135 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Diplomarbeit, 2017
Anmerkung
Zusammenfassung in englischer Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Dauerschwingfestigkeit / Fahrbahnplatten
Schlagwörter (EN)Dauerschwingfestigkeit / Fahrbahnplatten
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-100828 Persistent Identifier (URN)
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Experimentelle Bestimmung der Dauerschwingfestigkeit von Fahrbahnplatten mit untenliegenden Fertigteilplatten und einer darüber angeordneten Aufbetonschicht [20.1 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Stahl-Beton-Verbundbrücken sind Brückenbauwerke, deren Haupttragelemente aus Stahlquerschnitten bestehen, die mit einer darüberliegenden Stahlbetonfahrbahnplatte als Sekund ärtragelement kraftschlüssig verbunden sind. Die Ausbildung der Fahrbahnplatte kann dabei mit Ortbeton oder durch die Verwendung von Fertigteilelementen erfolgen. Letztere können, durch die Fertigung im Werk, wirtschaftliche und qualitative Vorteile gegenüber Ortbetonplatten bringen. Voraussetzung dafür ist eine ausführliche Planung, sowie die gewissenhafte Arbeit bei der Ausführung im Werk und auf der Baustelle. Bei der Herstellung von Fertigteilplatten im Werk werden üblicherweise Bewehrungsmatten verwendet, welche zur Lagesicherung temporär verbunden werden. Ein einfaches und schnelles Verfahren ist dabei das Verbinden der Bewehrungsstäbe durch elektrisches Widerstandspunktschwei ÿen. Durch dessen Anwendung kann im Fertigteilbau die Wirtschaftlichkeit gesteigert werden. Für dynamisch beanspruchte Bauteile führt diese Methode jedoch zu dem Nachteil, dass die Schweiÿverbindung eine geometrische Kerbe hinterlässt, welche die Dauerschwingfestigkeit reduziert. Deshalb geben die Regelwerke des Hochbaus für den Einsatz von geschweiÿten oder gehefteten Bewehrungsmatten niedrigere dynamische Bemessungswerte an. Dadurch wird der Einsatz von Fertigteilplatten im Brückenbau erschwert. Aus diesem Grund wurden im Rahmen eines FFG-Branchenprojektes acht Halbfertigteilplatten mit darüber angeordneter Aufbetonschicht an der hochfrequenten Prüfeinrichtung des Instituts für Tragkonstruktionen - Betonbau der TU Wien auf ihre Dauerschwingfestigkeit untersucht und die Ergebnisse anschlieÿend mit den Bemessungswerten der ÖNORM B 1992-1-1 und anderen Studien verglichen. Ein wichtiges Planungsdetail bei der Verwendung von Fertigteilen ist die Ausführung der unweigerlich auftretenden Längs- und Querfugen. Während für erstere im Brückenbau erprobte Ausführungsdetails vorhanden sind, gibt es für die Ausbildung von Querfugen nur wenige Details. In Anlehnung an Ausführungsformen im Hochbau wurden zwei der acht untersuchten Versuchskörper mit einer Querfugenausbildung in Trägermitte hergestellt. Dabei wurden im Bereich der Fuge Längsstäbe im Aufbeton verlegt. Die Ergebnisse aus den Dauerschwingversuchen wurden im Anschluss mit den Bemessungswerten der ÖNORM B 1992-1-1 für gerade Stäbe verglichen. Die Versuchskörper wurden in einem ersten Schritt vorbelastet, damit ein Groÿteil der auftretenden Risse vorhanden war und nicht erst beim Dauerschwingversuch entstanden. Die Rissbildung nach dem Vorbelasten und dem Dauerschwingversuch wurde dokumentiert und mit der Lage der Bewehrung verglichen. Zusätzlich wurden Teile der Bewehrung von vier Versuchskörpern nach beendetem Versuch entnommen und ihre Bruchflächen untersucht.

Zusammenfassung (Englisch)

Building steel-concrete composite bridges takes more and more place for mid-range bridges. Those constructions consist of steel-beams which build the main bearing element of the bridge. A concrete bridge deck is arranged on top of the steel girder. The deck is joined with the beams by shear connectors, that are situated on the flange of the beams. The design of the deck slab can usually be done in two ways. On the one hand in-situ slabs can be built by using formwork. On the other hand it is possible to use prefabricated slab elements, either full-depth or partial depth which need not to be built on the building site. Prefabricated elements bring benefits of both economical and qualitative aspects because of the short installation time and the better processing possibilities in a plant. For the construction of such precast elements it is necessary to use steel-reinforcement and to connect them temporary with each other in order to fix their place. Those connections are usually done by spot- or tack-welding, which is an easy and fast way. One drawback of this method is the welding-spot itself. It significantly reduces the fatigue behaviour of the reinforcement. However, the fatigue strength is one essential characteristic that is needed for structures that are stressed by cyclic loads, such as highway bridges. In order to realize a new method for building the deck slab by using partial depth precast elements, eight specimen of precast elements have been tested at the Institute of Structural Engineering at TU Wien as part of an FFG research program. High cycle fatigue tests were operated and the results were compared to Austrian Standards documents. Joints are very important details of precast elements, since there are a lot of them in result of the limited transportation and handling sizes and weights. Longitudinal and transversal joints occur by using precast elements for building a deck slab. Details for building longitudinal joints at a steel-concrete-composite bridge are available. For transversal joints in precast brigde decks only a few execution types are existing yet. Therefore two of the eight specimen were additionally designed with transversal joints. The testings were examined at the high frequental testing facility of the Institute of Structural Engineering at TU Wien. Before the high cycle fatigue tests, the specimen were loaded in order to cause cracks so they do not occur during the tests. The cracks before and after the fatigue tests were documented. To learn more about the failure of the reinforcement during the fatigue tests, some parts of the reinforcement were examined after the execution of the tests.