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

  • Die Anforderungen an die Brückenbauwerke im Bestand haben sich in den vergangenen Jahren infolge steigender Verkehrszahlen vor allem im Bereich des schweren Güterverkehrs deutlich erhöht und werden laut aktuellen Studien in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Weist man die betroffenen Brücken nach DIN-Fachbericht 102 nach, ergibt sich eine deutlich höhere erforderliche Querkraftbewehrung als die tatsächlich in den Stegen vorhandene. Dies alles geht einher mit der Tatsache, dass viele der Bestandsbauwerke in einem schlechten Zustand sind. Die Nachrechnungsrichtlinie lässt einige Modifikationen der Querkraft- und Torsionsnachweise zu, die teilweise in den alten Normengenerationen üblich waren. Andere Modifikationen, die im Rahmen von Gutachten angewendet werden, wurden in der Nachrechnungsrichtlinie nicht berücksichtigt, da sie noch nicht hinreichend verifiziert schienen. Außerdem gibt es in einigen Fällen keine einheitlichen Regelungen, sondern deren Auslegung liegt weitgehend im Ermessen des Anwenders, wie z. B. bei der Abminderung der Torsionssteifigkeit des Längssystems. Daher wurden in einem vorherigen Forschungsvorhaben kurzfristige Lösungen zur Modifikation bestehender Bemessungsansätze auf Grundlage bisher durchgeführter Forschungsvorhaben und gesammelter Erfahrungen bzw. Gutachten zur Nachrechnung von Bestandsbrücken erarbeitet. Zu anderen erweiterten Bemessungsmodellen für Querkraft- und Torsion von Spannbetonbrücken sowie speziellen Problemen des Brückenbaus konnten im Vorläuferprojekt dagegen keine abschließenden Festlegungen getroffen werden, da entsprechende theoretische und experimentelle Untersuchungen - vor allem an Durchlaufträgern - noch nicht im nötigen Umfang vorlagen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Herleitung und Verifikation verfeinerter Bemessungsansätze für Querkraft und Torsion, die auf ingenieurmäßigen Modellen mit mechanischer Grundlage beruhen. Dabei sollen die wesentlichen Fragestellungen zur Nachrechnung von Betonbrücken im Hinblick auf die Querkraft- und Torsionstragfähigkeit des Längssystems im Rahmen dieses Projektes abschließend geklärt werden. Auf der Basis von experimentellen und theoretischen Untersuchungen werden praxisgerechte Bemessungsansätze für Querkraft und Torsion hergeleitet werden, die eine genauere Vorhersage der Tragfähigkeit von Bestandsbauwerken ermöglichen.
  • The requirements for existing bridge structures increased in the last years due to rising traffic with regard to heavy goods traffic and will continue to rise in the coming years according to current studies. If the respective bridge structures are checked according to DIN- Fachbericht 102, a significantly larger shear reinforcement is usually required in the webs than is actually existent. In addition, many existent structures are generally in bad condition. The German guideline for recalculation of existing structures allows for some modifications of the checks for shear and torsion, which were in part common in older code generations. Other modifications, which are based on expert opinions were not considered within the guidelines as they did not yet seem to be verified adequately. In some cases, there were no uniform rules available, but only individual solutions, which were in the responsibility of the user, e.g. the reduction of the torsional stiffness in longitudinal direction. Therefore, within a previous research project, short-term solutions for the modification of existing design approaches have been worked out based on research projects and practical experience or expert opinions concerning the recalculation of existing bridges. With respect to other extended design approaches for shear and torsion of prestressed concrete structures as well as other specific problems for bridges structures, no final provisions were developed in the previous project as the corresponding theoretical and experimental investigations especially regarding continuous beams were not yet available in the necessary extent. The aim of this research project is the derivation and verification of refined design methods for shear and torsion, which are based on engineering models with a mechanical background. Within this project, the essential questions regarding the shear and torsional capacity of the longitudinal system of concrete bridges should finally be resolved. Based on experimental and theoretical investigations, practicable design approaches for shear and torsion shall be derived which allow for a more precise prediction of the capacity of existing structures.

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Metadaten
Author:Josef Hegger, Martin Herbrand, Viviane Adam, Reinhard Maurer, Philipp Gleich, Eva Stuppak, Oliver Fischer, Nicholas Schramm, Wolfgang Scheufler, Konrad Zilch, Remus Tecusan
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-23469
ISBN:978-3-95606-504-0
Subtitle (German):Bericht zum Forschungsprojekt 15.0591/2012/FRB
Title Additional (English):Assessment of the shear and torsion capacity of existing bridges - extended design approaches
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (150)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ec. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2020/04/03
Date of first publication:2020/04/03
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Contributing corporation:RWTH Aachen. Lehrstuhl und Institut für Massivbau
Release Date:2020/04/03
Number of pages:216
Comment:
Außerdem beteilgt: Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl Betonbau; Technische Universität München, Lehrstuhl für Massivbau; Zilch + Müller Ingenieure GmbH, München
Institutes:Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

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