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Detailergebnis zu DOK-Nr. 39362

Zugbeanspruchung in Querrichtung von jungen Betondecken mit Ankern

Autoren	J. Eisenmann A. Zachlehner
Sachgebiete	11.3 Betonstraßen

Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 547, 1988, 38 S., zahlr. B, T, Q

Ziel des Forschungsauftrages ist es, die Ursachen der in jüngster Zeit vereinzelt aufgetretenen Längsrisse beim Bau von Fahrbahndecken aus Beton zu untersuchen sowie die Maßnahmen zu deren Vermeidung zu beurteilen. Dazu wurden an 6 Deckenstreifen mit unterschiedlichem konstruktivem Aufbau, die in ihren Abmessungen einem 1,3 m langen Querschnitt einer Richtungsfahrbahn mit 2 Fahrstreifen und einem Standstreifen (Regelquerschnitt RQ 29) entsprechen, die Temperaturentwicklung, die Ankerkräfte und das Verformungsverhalten während der Hydratationsphase und danach bis zu einem Alter von einem Jahr gemessen. Die Deckenstreifen wurden an verschiedenen Sommertagen in den Morgenstunden unter praxisnahen Bedingungen eingebaut und waren während der gesamten Versuchsdauer direkt den Witterungseinflüssen ausgesetzt. Die Versuche zeigen, daß sich bei einem Betoneinbau an heißen Sommertagen mit einem anschließenden starken nächtlichen Temperaturabfall die Fugenrisse schon am Abend des Einbautages ab 19 Uhr bilden. Falls zu diesem Zeitpunkt noch keine Kerben in der Betondecke vorhanden sind, besteht die Gefahr einer Bildung von wilden Längsrissen in der Symmetrieachse der Betondecke. Diese Risse können sich auch dann bilden, wenn die HGT unter der Symmetrieachse keine Arbeitsfuge oder Ankerbung aufweist. Bei einem Betoneinbau an bedeckten Tagen mit annähernd gleichbleibenden Tages- und Nachttemperaturen besteht praktisch keine Gefahr einer Bildung von wilden Längsrissen. Unter diesen Witterungsbedingungen kamen die Fugen an einem vollgebundenen Oberbau erst nach dem Schneiden der Kerben am zweiten Tag zum reißen. Bei einem Deckenstreifen mit einer Geotextileinlage zwischen der Betondecke und der HGT, bei dem die Kerben bereits im Frischbeton eingearbeitet wurden, bildeten sich in den ersten 15 Tagen nach dem Betoneinbau keine Rissen an den Fugen. In den ersten 24 Stunden bildete sich eine negative Aufwölbung der Deckenstreifen mit einer Hebung der Ränder. Die größte Aufwölbung (bis 1,3 mm) entstand bei einem Einbau an einem heißen Tag mit einer starken nächtlichen Abkühlung. Die kleinste Aufwölbung (0,6 mm) entstand bei einem Betoneinbau an einem bewölkten Tag mit einer annähernd gleichbleibenden Tages- und Nachttemperatur. Die bei einer Änderung der gleichmäßigen Temperatur durch Reibung in der Bodenfuge aktivierte zentrische Zugspannung ist relativ klein und hat daher nur einen untergeordneten Einfluß auf die Bildung der Längsrisse. Die Bildung von wilden Längsrissen kann in wirksamer Weise durch die rechtzeitige Ausführung von Kerben vermieden werden. Die Kerben können in den Frischbeton eingearbeitet werden oder nach Erreichen einer ausreichenden Festigkeit durch Schneiden ausgeführt werden. Bei ungünstigen Randbedingungen (Einbau an einem sonnigen Tag mit einem starken Temperaturanstieg und einem starken Temperaturabfall in der Nacht) müßte das Schneiden vor Beginn der nächtlichen Auskühlung abgeschlossen sein. Da ein rechtzeitiges Schneiden der Fugen in der Praxis nicht immer möglich ist, sollte das Einarbeiten von Kerben im Frischbeton angestrebt werden. Die mittlere Zugbelastung der Anker und die Öffnungsweite der Längsscheinfugen hängen hauptsächlich von der negativen Aufwölbung, die sich während der Hydratationsphase bildet, und von der Änderung des Temperaturgradienten ab. Die Anker sind auch bei hohen Temperaturen an heißen Sommermonaten ständig auf Zug belastet. Der Einfluß der saisonbedingten Temperaturschwankungen auf die Ankerkräfte ist vernachlässigbar klein. Die maximale gemessene Ankerzugspannung von 300 N/mm² liegt in einem sicheren Bereich unter der Streckgrenze des verwendeten Betonformstahles.