Dünnwandige Segmentfertigteilbauweisen im Brückenbau aus gefasertem Ultrahochleistungsbeton (UHFB):
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
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| Veröffentlicht: |
Graz
Verl. der TU
2011
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe des Instituts für Betonbau
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort Ill
Kurzfassung V
Abstract VII
Formelzeichen XIII
1 Einleitung 1
1 1 Veranlassung und Motivation 1
1 2 Zielsetzung der Arbeit 1
1 3 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit 2
1 4 Abgrenzung 4
2 Eigenschaften von Ultrahochfestem Beton (UHFB) 5
2 1 Grundprinzip 5
2 2 Mechanische Eigenschaften 6
2 3 Dauerhaftigkeit 7
231 Gefügeeigenschaften und Dichtigkeit 7
232 Chloriddiffussion und Permeabilität 8
233 Karbonatisierung 9
234 Frostwiderstand und Frost-Tausalz-Widerstand 10
235 Widerstand gegen chemische Angriffe 11
2 4 Zeitabhängige Verformungseigenschaften 12
241 Schwinden 12
242 Kriechen 12
2 5 Zusammenfassung 12
3 UHFB im Brückenbau 15
3 1 Warum UHFB im Brückenbau? 15
3 2 Überblick und Analyse bereits erstellter Brücken aus UHFB 20
3 3 UHFB-Segmentfertigteilbauweise - abgeleitete Konstruktionsprinzipien 24
3 4 Entwicklung von Querschnittsformen für Hohlkastenbrücken 26
341 Grundlegende Anforderungen an den Querschnitt 26
342 Mögliche Querschnittsformen 27
3 5 Bau verf ah ren 33
351 Freivorbau mit UHFB - Segmentfertigteilen 33
352 Feldweiser Vorbau mit UHFB - Segmentfertigteilen 34
353 Taktschieben mit UHFB - Segmentfertigteilen 34
354 Segmentstapeleindrehmethode mit UHFB - Segmentfertigteilen 35
355 Freivorbau von Bogenbrücken mit UHFB - Segmentfertigteilen 36
356 Bogenklappverfahren mit UHFB - Segmentfertigteilen 36
3 6 Wertung und Zusammenfassung 37
Inhaltsverzeichnis
X
4 Mechanische Eigenschaften von gefasertem UHFB 39
4 1 Methodik und Vorgehensweise 39
4 2 Tragverhalten auf Druck von UHFB 39
421 Beschreibung des Tragverhaltens unter Druckbeanspruchung 39
422 Analytische Modellierung des Tragverhaltens 41
423 Einfluss des o-£-Verlaufes auf die Bemessung 47
424 Zusammenfassung 48
4 3 Zugtragverhalten von gefasertem UHFB 50
431 Allgemein 50
432 Einfluss der Faserart, Synergieeffekte von Fasercocktails
und des Fasergehaltes 53
433 Einfluss der Faserorientierung 54
434 Beschreibung und analytische Modellierung des Zugtragverhaltens 58
435 Praktikable Vereinfachung zur analytischen Bestimmung der
Spannungs-Rissöffnungs-Beziehung 70
436 Spannungs-Rissöffnungs-Beziehung versus
Spannungs-Dehnungs-Beziehung 77
437 Diskussion der vorgenommenen Vereinfachungen und Einfluss
auf das Biegetragverhalten 83
4 4 Zugtragverhalten stabstahlbewehrter gefaserter UHFB 85
4 5 Konstitutive Modellierung von gefasertem UHFB für FE-Untersuchungen 92
5 Bemessung und Konstruktion 99
5 1 Bemessungswerte und Sicherheitskonzept 99
511 Bemessungswerte und Materialeigenschaften 99
512 Sicherheitskonzept für nichtlineare Traglastanalysen 104
5 2 Querkraft 108
521 Beschreibung und Bewertung vorhandener Ansätze 108
522 Analytische Beschreibung des Querkrafttragverhaltens 111
523 Auswirkung der mechanischen Eigenschaften von gefaserten
UHFB auf die Querkrafttragfähigkeit 119
524 Zusammenstellung Nachweiskonzept und Verifikation 123
5 3 Durchstanzen 132
5 4 Ermüdung 135
5 5 Grenzzustand der Gebrauchsfähigkeit 137
5 6 Konstruktive Ausbildung 138
561 Allgemeine Empfehlungen aufgrund von Erfahrungen
bei umgesetzten Pilotprojekten 138
562 Betondeckung 140
6 Segmentfertigteilbrücken aus UHFB 143
6 1 Grundlagen zur Untersuchung 143
611 Zur Wahl der Querschnittsbreite 143
612 Brückenausbauten 144
613 Lokale Detailuntersuchungen 145
614 Modellbildung 145
6 2 Einwirkungen 146
621 Verkehrsbelastung und Lastanordnung 146
eichnis
XI
Temperatur- und Windeinwirkungen 147
ahl der Querschnittsform 150
Optimierung der fachwerkartig aufgelösten Fahrbahnplatte 151
Optimierung der Rippenabstände der rippenartig
ausgesteiften Fahrbahnplatte 154
Verhältnis der Fahrbahnplattenauskragung zu Stegabstand 154
Auswirkung der Stegneigung und Stegsteifigkeit 155
Konstruktive Details zur Schalgeometrie 155
Fahrbahnplattendicke in Bezug auf die Durchstanztragfähigkeit 156
f Untersuchungen in Querrichtung und lokale Nachweise der
Fahrbahnplatte 156
Modellbildung und Berechnung 156
Rippenquerschnitt 157
Fachwerkquerschnitt 162
; Untersuchungen in Längsrichtung 164
1 Einfeldträger - Rippenquerschnitt 167
Einfeldträger - Fachwerkquerschnitt 169
3 Mehrfeldträger über Symmetrie - Rippenquerschnitt 170
4 Mehrfeldträger über Symmetrie - Fachwerkquerschnitt 172
6 Besonderheiten bei der Berechnung von Segmentbauwerken 174
6 1 Mechanismen der Lastübertragung über die Fuge 174
6 2 Hypothesen zu Anzahl, Form und Materialfestigkeiten 185
6 3 Numerische Untersuchungen 185
664 An die Fuge angrenzende Bereiche der Segmente 191
665 Toleranzen und erforderliche Fugenebenheit 193
6 7 Betrachtung weiterer entscheidender Detailpunkte 200
6 8 Auswertung und Vergleich 206
7 Zusammenfassung und Ausblick
7 1 Zusammenfassung 209
7 2 Ausblick und weiterer Forschungsbedarf 212
Literatur 217
Anhang 1 233
Anhang 2 239
Anhang 3 241
Anhang 4 247
Anhang 5 253
Anhang 6,
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