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Report (Bericht) zugänglich unter
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Fugenbewegungen an der Ruhrtalbrücke Mintard

Joint movements on the Mintard Ruhr Valley Bridge

Eilers, Manfred ; Quaas, Bert ; Staeck, Michael

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Belastung , Brücke , Deutschland , Forschungsbericht , Fuge , Jahr , Kante , Kontinuierlich , Kontrolle , Messung , Tag (24 Stunden) , Temperatur , Verschiebung , Zyklische Belastung
Freie Schlagwörter (Englisch): Bridge , Continuous , Day ( 24 hour period) , Germany , Joint (structural) , Load , Measurement , Movement , Repetitive loading , Research report , Side , Surveillance , Temperature , Year
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 53 Brückenbau
Institut: Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 90
ISBN: 978-3-86918-264-3
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 04.12.2012
Kurzfassung auf Deutsch: Auch wenn Kosten für die Fugenfüllungen der Randfugen auf Brücken beim Einbau des Belages nur eine untergeordnete Rolle spielen, so haben diese Fugenfüllungen einen großen Anteil an Schäden und den daraus resultierenden Instandsetzungsmaßnahmen. Für die Festlegung der Ausbildung der Fugenfüllungen (z.B. mit oder ohne Unterfüllstoff) und eine Optimierung der verwendeten Materialien ist es wichtig, die tatsächlichen Belastungen, also insbesondere die Fugenbewegungen zu kennen. Um die tatsächlich auftretenden Fugenbewegungen an der Ruhrtalbrücke Mintard im Zuge der BAB A 52 abschätzen zu können, wurden im Rahmen dieses BASt-Projektes kurzfristige, tageszyklische sowie langfristige Fugenbewegungen an den Randfugen gemessen. Dabei waren drei Gruppen von Fugenbewegungen zu unterscheiden: - Fugenbewegungen infolge Tragwerksverformungen durch Verkehrslasten, - tageszyklische Fugenbewegungen basierend auf Temperaturunterschieden zwischen dem Belag und der Unterlage oder zwischen der Kappe und der Unterlage, sowie auf unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Belages und der Unterlage, - langfristige bis jahreszyklische Fugenbewegungen, z.B. aus langfristigen bis jahreszeitlichen Temperaturschwankungen. Für die Fugenbewegungen aus Verkehr ergaben sich Maximalwerte von ca. 16 µm. Bei der Betrachtung der Ergebnisse ist eine Häufung der Fugenbewegungen aus Verkehr in dem Bereich zwischen 10 µm und 16 µm zu erkennen. Die Fugenbewegungen in diesem Bereich können zu einem großen Teil dem Fahrzeugtyp 10 (Sattelfahrzeug mit der Achsfolge 1+1+3) zugeordnet werden. Es ist anzunehmen, dass diese Fugenbewegungen also durch Fahrzeuge mit einem Gewicht im Bereich von 40 t verursacht werden. Der Verlauf der Fugenbewegungen entspricht einer Einflusslinie mit einer Frequenz von ca. 1,1 Hz. Bei den tageszyklischen Fugenbewegungen ergaben sich für maximale tageszyklische Temperaturunterschiede von 11 K maximale Fugenbewegungen von 0,08 mm. Werden diese gemessenen Fugenbewegungen auf die bei maximal möglichen tageszyklischen Temperaturänderungen von 15 K zu erwartenden Werte extrapoliert, so ergeben sich für die Fugenbewegungen der Ruhrtalbruecke Mintard maximale Fugenbewegungen von 0,12 mm. In einem zweiten Schritt wurden die langfristigen bis jahreszeitlichen Fugenbewegungen gemessen. Die gemessenen Fugenbewegungen lagen im Mittel bei 0,7 mm (wobei diese Messwerte aufgrund des Messverfahrens auch die Fugenbewegungen aus Verkehr sowie die tageszyklischen Fugenbewegungen enthalten). In einem Einzelfall wurde eine Fugenbewegung von 1,1 mm gemessen. Bei den im Bereich der Bundesfernstraßen verwendeten Belägen und Abdichtungssystemen nach den ZTV-ING Teil 7 Abschnitt 4 (Abdichtungen im vollen Verbund) kann bei den Randfugen auf Stahlbrücken davon ausgegangen werden, dass die Fugenbewegungen (Summe aus langfristigen, tageszyklischen und verkehrsinduzierten Fugenbewegungen) im Regelfall 1 mm nicht überschreiten. Die tageszyklischen Fugenbewegungen liegen in einer Größenordnung von < 0,2 mm und die verkehrsinduzierten Fugenbewegungen in einer Größenordnung von < 0,02 mm.
Kurzfassung auf Englisch: Even though costs for the joint fillers of edge joints on bridges only play an insignificant role when it comes to installing the surface, a high proportion of damage and the resulting repair measures can be attributed to these joint fillers. When determining the design of the joint fillers (e.g. with or without underfill) and optimising the materials used, it is important to be aware of the actual loads, especially the joint movements. In order to be able to estimate the joint movements that actually occur on the Mintard Ruhr Valley Bridge that forms part of the BAB A 52 Federal motorway, short-term diurnal as well as long-term joint movements on the edge joints were measured within the context of this BASt project. In doing so, it was possible to distinguish between three groups of joint movements: - Joint movements as a result of supporting structure deformations caused by traffic loads, - Diurnal joint movements based upon differences in temperature between the surface and the base or between the cover and the base as well as the different expansion coefficients of the surface and the base, - Long-term to annual joint movements, e.g. as a result of long-term to seasonal temperature variations. Maximum values of approx. 16 µm were measured for joint movements due to traffic. When observing the results, an accumulation of joint movements caused by traffic of between 10 µm and 16 µm can be seen. The majority of joint movements in this range can be attributed to vehicle type 10 (articulated vehicle with a 1+1+3 wheel arrangement). Therefore, it can be assumed that these joint movements are caused by vehicles with a weight amounting to approximately 40 t. The sequence of the joint movements corresponds to an influence line with a frequency of approx. 1.1 Hz. With regard to the diurnal joint movements, the maximum joint movements amounted to 0.08 mm for maximum diurnal differences in temperature of 11 K. If these measured joint movements are extrapolated in order to calculate the expected values for the maximum possible diurnal differences at a temperature of 15 K, this results in maximum joint movements of 0.12 mm for the Mintard Ruhr Valley Bridge. In a second step, the long-term to annual joint movements were measured. The measured joint movements averaged 0.7 mm (however, due to the manner in which these measurements were taken, these measured values also contain the joint movements caused by traffic and the diurnal joint movements). In one case, a joint movement of 1.1 mm was measured. With regard to the surfaces and sealing systems in Federal arterial road areas in accordance with ZTV-ING Part 7 Section 4 (sealing systems in full composite), it can be assumed that the joint movements on the edge joints on steel bridges (total of long-term, diurnal and traffic-induced joint movements) generally do not exceed 1 mm. The diurnal joint movements are on a scale of <0.2 mm and the traffic-induced joint movements are on a scale of <0.02 mm.