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Detailergebnis zu DOK-Nr. 68383

Querkraftwiderstand vorgespannter Brücken mit ungenügender Querkraftbewehrung (Forschungsprojekt AGB 2006/015_OBF)

Autoren	A. Muttoni M. Fernández Ruiz M. Rupf
Sachgebiete	15.3 Massivbrücken

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2014, 63 S., 27 B, 2 T, 39 Q, Anhang (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 658)

Die Forschungsarbeit geht allgemein auf die Querkraftbemessung von Stahlbeton- und Spannbetonelementen anhand von Spannungsfeldern ein und legt einen besonderen Fokus auf die Analyse bestehender Tragwerke durch elastisch-plastische Spannungsfelder. In einem Überblick werden die gängigen Spannungsfeldmethoden, deren Grundlagen, Entwicklung und Potenzial beschrieben. Das Tragverhalten bestehender Träger wurde anhand einer Versuchsserie an zwölf Stahlbeton- und Spannbetonträgern studiert. Die Versuchskörper haben möglichst realitätsnah die Situation von schwach schubbewehrten Durchlaufträgern mit Vorspannung zu repräsentieren und werden ebenfalls mittels elastisch-plastischer Spannungsfelder analysiert. Die geprüfte Versuchsserie erlaubt die Beschreibung und Quantifizierung der verschiedenen Querkrafttraganteile, des Einflusses von Trägerflanschen und der Spannkraftzunahme in geneigten Vorspanngliedern. Anhand der Versuchsresultate werden zudem bestehende Bemessungsansätze validiert, bezüglich deren Anwendbarkeit auf Träger mit schwachen Querkraftbewehrungsgehalten. Bestehende Spannungsfeldansätze weisen entweder größere Modellvereinfachungen auf (starr-plastische Spannungsfelder) oder erfordern einen relativ großen Modellierungs- und Rechenaufwand (elastisch-plastische Spannungsfelder, implementiert in die Finite Elemente Methode). In der Arbeit wird daher ein neuer Ansatz hergeleitet, welcher ebenfalls auf elastisch-plastischem Materialverhalten beruht. Er zeichnet sich gegenüber der bestehenden Methode der elastisch-plastischen Spannungsfelder durch einen geringeren Modellierungsaufwand und eine deutlich reduzierte Rechenzeit aus. Der Ansatz enthält zudem je eine Formulierung zur Berücksichtigung der Spannkraftzunahme in geneigten Spanngliedern und zur Berücksichtigung des Flanscheinflusses. Die Validierung des präsentierten Ansatzes und der Methode der elastisch-plastischen Spannungsfelder erfolgt anhand von 57 geprüften Trägern verschiedener Serien (eigene Versuche und Resultate aus der Literatur). Der Vergleich zwischen den zwei Berechnungsmethoden und den Versuchsresultaten zeigt eine sehr gute Genauigkeit der beiden Ansätze.