A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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UHPFRC‐Fertigteilsegmente für einen nachhaltigen und ressourcenschonenden Betonbrückenbau
Viele der gegenwärtig in Deutschland genutzten Betonbrücken weisen alters‐ bzw. bauartbedingt einen defizitären Zustand auf. Zudem tragen auch gestiegene Verkehrsbeanspruchungen dazu bei, dass viele der Brücken mittelfristig ersetzt werden müssen. Aufgrund der vielen Vorteile von Betonkonstruktionen ist davon auszugehen, dass auch in Zukunft Betonbrücken geplant und ausgeführt werden. Angesichts der zunehmenden Folgen des Klimawandels und der zwingenden Notwendigkeit, die CO2‐Emissionen auch im Bauwesen zu reduzieren, herrscht dringender Forschungsbedarf an klima‐ und ressourcenschonenden, nachhaltigen, aber auch wirtschaftlichen Betonbauweisen. Ein vielversprechender Ansatz, um schnell, effektiv und ressourcenoptimiert sowie CO2‐effizient zu bauen, ist der Einsatz von Hochleistungsmaterialien wie z. B. ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC) in Kombination mit der Fertigteilsegmentbauweise. Im vorliegenden Beitrag wird ausgehend von einer monolithischen Hohlkastenbrücke aus normalfestem Beton mithilfe von numerischen Berechnungen untersucht, wie viel Material bei segmentierten Hohlkastenbrücken unter Variation der Betondruckfestigkeit (normal‐, hoch‐ und ultrahochfest) eingespart werden kann. Die auf dieser Grundlage anschließend durchgeführte Ökobilanzierung für die Lebenszyklusphasen A1–A3 zeigt, dass bei voller Ausnutzung des Materials der Einsatz von UHPFRC im Vergleich zu normal‐ und hochfesten Betonen zu sehr ressourcenschonenden und nachhaltigen Konstruktionen führt.
UHPFRC Precast Segments for Sustainable and Resource‐Efficient Concrete Bridge Construction
Many of the concrete bridges currently in use in Germany are in a deficient condition due to their age or design. However, increased traffic loads also highly contribute to the fact that many of the existing bridges will have to be replaced in the medium term. Due to the many advantages of concrete structures, it can be assumed that concrete bridges will continue to be designed and built in the future. In the light of the increasing consequences of climate change and the pressing need to reduce CO2 emissions also in the building industry as well, there is an urgent need for research into climate‐ and resource‐friendly as well as sustainable but also economical concrete construction methods. A promising approach to fast, effective and resource‐optimized as well as CO2‐efficient construction is the use of high‐performance materials such as UHPFRC in combination with precast segmental construction. In this paper, starting from a monolithic box girder bridge made of normal strength concrete, numerical calculations are used to investigate how much material can be saved in segmented box girder bridges by varying the concrete compressive strength (normal and high‐strength concrete as well as UHPFRC). The life cycle assessment subsequently carried out on this basis for life cycle phases A1 to A3 showed that, when the material is fully utilized, the use of UHPFRC leads to very resource‐efficient and sustainable structures compared with normal‐ and high‐strength concretes.
UHPFRC‐Fertigteilsegmente für einen nachhaltigen und ressourcenschonenden Betonbrückenbau
Viele der gegenwärtig in Deutschland genutzten Betonbrücken weisen alters‐ bzw. bauartbedingt einen defizitären Zustand auf. Zudem tragen auch gestiegene Verkehrsbeanspruchungen dazu bei, dass viele der Brücken mittelfristig ersetzt werden müssen. Aufgrund der vielen Vorteile von Betonkonstruktionen ist davon auszugehen, dass auch in Zukunft Betonbrücken geplant und ausgeführt werden. Angesichts der zunehmenden Folgen des Klimawandels und der zwingenden Notwendigkeit, die CO2‐Emissionen auch im Bauwesen zu reduzieren, herrscht dringender Forschungsbedarf an klima‐ und ressourcenschonenden, nachhaltigen, aber auch wirtschaftlichen Betonbauweisen. Ein vielversprechender Ansatz, um schnell, effektiv und ressourcenoptimiert sowie CO2‐effizient zu bauen, ist der Einsatz von Hochleistungsmaterialien wie z. B. ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC) in Kombination mit der Fertigteilsegmentbauweise. Im vorliegenden Beitrag wird ausgehend von einer monolithischen Hohlkastenbrücke aus normalfestem Beton mithilfe von numerischen Berechnungen untersucht, wie viel Material bei segmentierten Hohlkastenbrücken unter Variation der Betondruckfestigkeit (normal‐, hoch‐ und ultrahochfest) eingespart werden kann. Die auf dieser Grundlage anschließend durchgeführte Ökobilanzierung für die Lebenszyklusphasen A1–A3 zeigt, dass bei voller Ausnutzung des Materials der Einsatz von UHPFRC im Vergleich zu normal‐ und hochfesten Betonen zu sehr ressourcenschonenden und nachhaltigen Konstruktionen führt.
UHPFRC Precast Segments for Sustainable and Resource‐Efficient Concrete Bridge Construction
Many of the concrete bridges currently in use in Germany are in a deficient condition due to their age or design. However, increased traffic loads also highly contribute to the fact that many of the existing bridges will have to be replaced in the medium term. Due to the many advantages of concrete structures, it can be assumed that concrete bridges will continue to be designed and built in the future. In the light of the increasing consequences of climate change and the pressing need to reduce CO2 emissions also in the building industry as well, there is an urgent need for research into climate‐ and resource‐friendly as well as sustainable but also economical concrete construction methods. A promising approach to fast, effective and resource‐optimized as well as CO2‐efficient construction is the use of high‐performance materials such as UHPFRC in combination with precast segmental construction. In this paper, starting from a monolithic box girder bridge made of normal strength concrete, numerical calculations are used to investigate how much material can be saved in segmented box girder bridges by varying the concrete compressive strength (normal and high‐strength concrete as well as UHPFRC). The life cycle assessment subsequently carried out on this basis for life cycle phases A1 to A3 showed that, when the material is fully utilized, the use of UHPFRC leads to very resource‐efficient and sustainable structures compared with normal‐ and high‐strength concretes.
UHPFRC‐Fertigteilsegmente für einen nachhaltigen und ressourcenschonenden Betonbrückenbau
Wilkening, Marvin (author) / Schack, Tobias (author) / Haist, Michael (author) / Oettel, Vincent (author)
Beton‐ und Stahlbetonbau ; 118 ; 788-802
2023-11-01
15 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Grenzzustand der Klimaverträglichkeit , Nachhaltigkeit , numerische Untersuchungen , Ökobilanzierung , Querschnittsoptimierung , Ressourcenschonung , Segmentbauweise , ultrahochfester Faserbeton climate limit state , cross-section optimization , life-cycle-assessment , numerical investigations , resource conservation , segment construction , sustainability , ultra-high-performance fiber-reinforced concrete
| British Library Conference Proceedings | 2013
Damage models for UHPFRC and R-UHPFRC tensile fatigue behaviour
| Online Contents | 2015
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| Springer Verlag | 2023