Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Tragverhalten und Dauerhaftigkeit einer schlanken Textilbetonbrücke. Eine 97 m lange Fußgängerbrücke mit einer Bewehrung aus AR-Glasfilamenten
Durch den Einsatz von nichtmetallischen, korrosionsresistenten technischen Textilien kann im Vergleich zu Betonstahl die Betondeckung auf ein Mindestmaß reduziert werden. Es lassen sich somit filigrane Betonkonstruktionen mit breitem Gestaltungsspielraum realisieren. Hochfeste Feinbetone ermöglichen glatte Oberflächen sowie scharfkantige Bauteilabschlüsse und führen zu hochwertigen Betonbauteilen mit attraktivem Erscheinungsbild. Auf der Schwäbischen Alb wurde eine ältere Fußgängerbrücke aus Stahlbeton durch eine neue Brücke aus Textilbeton ersetzt, die durch die Kombination von textilbewehrtem Beton und einer Vorspannung ohne Verbund eine außergewöhnliche Schlankheit erreicht. Bei einer Betondeckung von nur 1,5 cm für die Bewehrung aus technischen Textilien war ein im Vergleich zu Stahlbetonbauteilen ungewöhnlich filigraner mehrstegiger Plattenbalkenquerschnitt als Überbau ausführbar. Da Textilbeton zurzeit bauaufsichtlich nicht geregelt ist, musste die Brücke im Rahmen einer Zustimmung im Einzelfall genehmigt werden. Dazu wurden umfangreiche Untersuchungen am Institut für Massivbau (IMB) und am Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen durchgeführt. Es werden die Materialeigenschaften der textilen Bewehrung sowie das Trag- und Verformungsverhalten der Konstruktion anhand großformatiger Bauteilversuche beschrieben. Das Tragwerk, die Bemessung und Konstruktion sowie insbesondere das Schwingungsverhalten sind Gegenstand eines separaten Beitrags im gleichen Heft. Die Untersuchungen basieren auf den Forschungsergebnissen des SFB 532 'Textilbewehrter Beton - Grundlagen für die Entwicklung einer neuartigen Technologie'. Als Ausgangsmaterial für die Bewehrung werden alkaliresistente Glasfilamente (AR-Glas) mit einem Durchmesser von rund 14 Mikrometern verwendet. Die Filamente werden zu Rovings gebündelt und diese zu einer gitterartigen textilen Bewehrungsstruktur mit Rovingabständen zwischen 5 und 15 mm weiterverarbeitet und mit Epoxidharz getränkt. In diesem Verbundquerschnitt aus Harz und Filamenten werden nahezu alle Filamente am Lastabtrag beteiligt. Aufgrund der filigranen Querschnitte und der geringen Betondeckung von 15 mm erwärmt sich die Bewehrung bei Sonneneinstrahlung. Daher wurde die Stabilität der Zugfestigkeit der textilen Bewehrung bei erhöhten Temperaturen im Gebrauchszustand untersucht. Die Ergebnisse lassen keinen signifikanten Festigkeitsverlust erkennen und es konnte kein Versagen im Bereich der Einspannung infolge eines Verbundversagens zwischen dem getränkten Roving und dem Verankerungsharz festgestellt werden. Die Epoxidharztränkung hat den weiteren Vorteil, dass robuste Bewehrungsstrukturen entstehen, die auch während des Betoniervorgangs formstabil bleiben. Zudem können neben flächigen auch geformte Textilien hergestellt werden, die zur Bewehrung der Stege und Kappen dienen. Die ausgeführte Brückenkonstruktion weist eine hervorragende Gebrauchstauglichkeit auf und besitzt neben dem geforderten Sicherheitsniveau zusätzliche Tragreserven.
An older pedestrian bridge was replaced by a new bridge made of textile reinforced concrete (TRC) in Southern Germany. A remarkable slenderness was achieved by using a combination of TRC and an unbounded prestressing. The concrete cover of only 1,5 cm makes it possible to design an uncommonly slender Tbeam with seven webs and which is used as superstructure. The article deals with the experimental investigations of the material properties, load-bearing behaviour and durability. The design and construction, especiallythe dynamic behaviour, of the bearing structure is described in a separate article in this issue.
Tragverhalten und Dauerhaftigkeit einer schlanken Textilbetonbrücke. Eine 97 m lange Fußgängerbrücke mit einer Bewehrung aus AR-Glasfilamenten
Durch den Einsatz von nichtmetallischen, korrosionsresistenten technischen Textilien kann im Vergleich zu Betonstahl die Betondeckung auf ein Mindestmaß reduziert werden. Es lassen sich somit filigrane Betonkonstruktionen mit breitem Gestaltungsspielraum realisieren. Hochfeste Feinbetone ermöglichen glatte Oberflächen sowie scharfkantige Bauteilabschlüsse und führen zu hochwertigen Betonbauteilen mit attraktivem Erscheinungsbild. Auf der Schwäbischen Alb wurde eine ältere Fußgängerbrücke aus Stahlbeton durch eine neue Brücke aus Textilbeton ersetzt, die durch die Kombination von textilbewehrtem Beton und einer Vorspannung ohne Verbund eine außergewöhnliche Schlankheit erreicht. Bei einer Betondeckung von nur 1,5 cm für die Bewehrung aus technischen Textilien war ein im Vergleich zu Stahlbetonbauteilen ungewöhnlich filigraner mehrstegiger Plattenbalkenquerschnitt als Überbau ausführbar. Da Textilbeton zurzeit bauaufsichtlich nicht geregelt ist, musste die Brücke im Rahmen einer Zustimmung im Einzelfall genehmigt werden. Dazu wurden umfangreiche Untersuchungen am Institut für Massivbau (IMB) und am Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen durchgeführt. Es werden die Materialeigenschaften der textilen Bewehrung sowie das Trag- und Verformungsverhalten der Konstruktion anhand großformatiger Bauteilversuche beschrieben. Das Tragwerk, die Bemessung und Konstruktion sowie insbesondere das Schwingungsverhalten sind Gegenstand eines separaten Beitrags im gleichen Heft. Die Untersuchungen basieren auf den Forschungsergebnissen des SFB 532 'Textilbewehrter Beton - Grundlagen für die Entwicklung einer neuartigen Technologie'. Als Ausgangsmaterial für die Bewehrung werden alkaliresistente Glasfilamente (AR-Glas) mit einem Durchmesser von rund 14 Mikrometern verwendet. Die Filamente werden zu Rovings gebündelt und diese zu einer gitterartigen textilen Bewehrungsstruktur mit Rovingabständen zwischen 5 und 15 mm weiterverarbeitet und mit Epoxidharz getränkt. In diesem Verbundquerschnitt aus Harz und Filamenten werden nahezu alle Filamente am Lastabtrag beteiligt. Aufgrund der filigranen Querschnitte und der geringen Betondeckung von 15 mm erwärmt sich die Bewehrung bei Sonneneinstrahlung. Daher wurde die Stabilität der Zugfestigkeit der textilen Bewehrung bei erhöhten Temperaturen im Gebrauchszustand untersucht. Die Ergebnisse lassen keinen signifikanten Festigkeitsverlust erkennen und es konnte kein Versagen im Bereich der Einspannung infolge eines Verbundversagens zwischen dem getränkten Roving und dem Verankerungsharz festgestellt werden. Die Epoxidharztränkung hat den weiteren Vorteil, dass robuste Bewehrungsstrukturen entstehen, die auch während des Betoniervorgangs formstabil bleiben. Zudem können neben flächigen auch geformte Textilien hergestellt werden, die zur Bewehrung der Stege und Kappen dienen. Die ausgeführte Brückenkonstruktion weist eine hervorragende Gebrauchstauglichkeit auf und besitzt neben dem geforderten Sicherheitsniveau zusätzliche Tragreserven.
An older pedestrian bridge was replaced by a new bridge made of textile reinforced concrete (TRC) in Southern Germany. A remarkable slenderness was achieved by using a combination of TRC and an unbounded prestressing. The concrete cover of only 1,5 cm makes it possible to design an uncommonly slender Tbeam with seven webs and which is used as superstructure. The article deals with the experimental investigations of the material properties, load-bearing behaviour and durability. The design and construction, especiallythe dynamic behaviour, of the bearing structure is described in a separate article in this issue.
Tragverhalten und Dauerhaftigkeit einer schlanken Textilbetonbrücke. Eine 97 m lange Fußgängerbrücke mit einer Bewehrung aus AR-Glasfilamenten
Load-bearing behavior and durability of a slender textile reinforced concrete bridge
Hegger, Josef (Autor:in) / Kulas, Christian (Autor:in) / Raupach, Michael (Autor:in) / Büttner, Till (Autor:in)
Beton- und Stahlbetonbau ; 106 ; 72-80
2011
9 Seiten, 13 Bilder, 6 Tabellen, 15 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Tragverhalten und Dauerhaftigkeit einer schlanken Textilbetonbrücke
| Online Contents | 2011
Grossversuch zum Tragverhalten textiler Bewehrung unter einer Dammaufstandsfläche
| Online Contents | 1995