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Detailergebnis zu DOK-Nr. 53611

FE-Modellierung eines überschütteten bewehrten Betonbogens unter Verkehrslasten (Orig. engl.: Finite-element modeling of reinforced concrete arch under live load)

Autoren	T.J. McGrath E.P. Mastroianni
Sachgebiete	15.6 Durchlässe

Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2002 (Transportation Research Record (TRB) H. 1814) S. 203-210, 10 B, 8 Q

An einem erdüberschütteten bewehrten Betonbogen mit einer Spannweite von 8,5 m und einer Stichhöhe von 2 m wurden Messungen durchgeführt. Zwei schalenförmige Bögen mit einer Dicke von 22 cm, die einlagig bzw. zweilagig bewehrt waren, wurden getestet. Die Ergebnisse wurden mit FE-Berechnungen verglichen. Die Mächtigkeit der Überschüttung betrug über der Firste 0,3 bis 0,9 m. Als Verkehrslast wurde ein beladener Lkw aufgestellt. Zusätzlich wurde die Bruchlast mit einem verankerten Joch erzeugt. Die Bögen versagten jeweils in der Firste, unmittelbar unterhalb der Lasteintragung durch das Joch. Der Beitrag geht kurz auf die Feldversuche ein und behandelt im Wesentlichen die 2D (CANDE) und 3D (ABAQUS) FE-Modellierung. Hierbei wurden sowohl für die Betonschale als auch für den Boden nicht lineare Stoffgesetze verwendet. Mit der ebenen Modellierung wurden die Firstsenkung und Spreizung wie auch die Momentenbelastung stark überschätzt. Dies gilt sowohl für den einfach als auch für den zweifach bewehrten Bogen. Bei der 3D-Modellierung wird die Vorhersage der Verformungen in starkem Maße von den Parametern des Betons beeinflusst. Der Grad der Modellierung und die Größe der Parameter zeigen nur geringere Sensitivität auf die Schnittkräfte. Hieraus wird in dem Beitrag - nicht logisch nachvollziehbar - abgeleitet, dass bei einer klassischen Dimensionierung eines überschütteten Betonbodens die Festlegung der Materialparameter keinen so starken Einfluss auf die Schnittkräfte hat.