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Beanspruchung orthotroper Fahrbahnplatten infolge der Erneuerung des Brückenbelags

Stress in orthotropic decks caused by the replacement of mastic asphalt layers

  • Bei der ersten Bauwerksprüfung nach dem Austausch des Brückenbelags wird bei Stahlbrücken häufig eine überproportional hohe Anzahl an Schweißnahtrissen in der orthotropen Fahrbahnplatte festgestellt. Die naheliegende Vermutung ist, dass diese Schäden im Zusammenhang mit den Beanspruchungen stehen, die beim Austausch des Brückenbelags entstehen. Relevante Beanspruchungen können beim Entfernen des alten Brückenbelags, z. B. durch die dynamischen Belastungen beim Fräsen oder beim Einbau des neuen Brückenbelags, durch die thermische Belastung beim Einbau des Gussasphaltes oder ggf. beim Walzen, z. B. durch die dynamischen Belastungen beim Verdichten von Walzasphalt-Deckschichten auftreten. Verschärft wird die Problematik durch die Entwicklung von immer leistungsfähigeren Maschinen wie Hochleistungsfräsen oder Asphalt-Fertiger mit immer breiteren Einbaubohlen. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden Grundlagen für weiterführende Untersuchungen zum Thema „Beanspruchung von Stahlbrücken beim Austausch des Brückenbelags“ erarbeitet und dargestellt. Im Mittelpunkt steht dabei die Temperaturbelastung der Stahlkonstruktion infolge des „Einbaus des neuen Brückenbelags“. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Erneuerungsmaßnahmen fachtechnisch begleitet, um den Prozessablauf zu dokumentieren und um exemplarische Temperaturverteilungen in der orthotropen Fahrbahnplatte während des Asphalteinbaus zu ermitteln. Dabei handelt es sich um folgende Bauwerke: • Rheinbrücke Leverkusen Einbau einer Deckschicht aus Gussasphalt am 20.05.2016. • Wiehltalbrücke Fräsen, Einbau einer Deckschicht aus lärmreduziertem Porous Mastix Asphalt (PMA), Walzen am 17.07.2017. • Rheinbrücke Duisburg-Neuenkamp Einbau einer Deckschicht aus Gussasphalt am 15.08.2017. • Hochmoselbrücke Einbau einer Schutzschicht aus Gussasphalt am 28.06.2019. Die daraus ermittelten Ergebnisse bilden eine erste Grundlage für weitergehende numerische Parameterstudien. Darüber hinaus werden Empfehlungen für zukünftige Baumaßnahmen gegeben.
  • During the first bridge inspection after the replacement of the bridge surface, a disproportionately high number of weld cracks in the orthotropic deck is often detected in steel bridges. The obvious assumption is that these damages are related to the stresses that occur when the bridge surface is replaced. Relevant stresses can occur when removing the old pavement, e.g. due to the dynamic loads during milling or when paving the new bridge surface, e.g. due to the thermal load during paving of the mastic asphalt or if applicable when rolling asphalt wearing courses e.g. due to the dynamic loads during compacting. The problem is aggravated by the development of increasingly powerful machines such as highperformance milling machines or asphalt pavers with wider paving screeds. Within the framework of the research project, the basics for further investigations on the subject of „Stress on steel bridges due to pavement renewal“ will be developed and presented. The focus is on the temperature load on the steel structure as a result of the „application of the new bridge surface“. For this purpose, various replacement measures were technically accompanied in order to document the process and to determine exemplary temperature distributions in the orthotropic bridge decks. These are the following structures: • Rheinbrücke Leverkusen Paving of a top layer with mastic asphalt on 20.05.2016. • Wiehltal Bridge Milling, paving of a top layer with noise-reduced Porous Mastix Asphalt, rolling on 17.07.2017. • Rheinbrücke Duisburg Neuenkamp Paving of a top layer with mastic asphalt on 15.08.2017. • Hochmosel Bridge Paving of a protective layer with mastic asphalt on 28.06.2019. The results obtained form a first basis for further numerical parameter studies. In addition to that, recommendations for future construction measures are given.

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Metadaten
Author:Heinz Friedrich, Manfred Eilers, Bert Quaas, Frederik Robrecht, Dmitri Schamne, Michael Staeck
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-24445
ISBN:978-3-95606-538-5
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (158)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2020/10/06
Date of first publication:2020/10/06
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2020/10/06
Number of pages:30
Institutes:Abteilung Straßenverkehrstechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

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