Innovativer Eisenbahnbrückenbau : Langzeitverhalten der Längsverschieblichen Festen Fahrbahn unter klimatischen Einflüssen

Abstract

Die Längsverschiebliche Feste Fahrbahn (LvFF) auf Brücken, als eine integrale Konstruktion, wird durch das Schwinden und die Temperaturschwankung aufgrund der Verformungsbehinderung beansprucht. So entstehen Zwangskräfte in Längsrichtung, die das Bauteil unter wechselnder Druck- und Zugbeanspruchung setzen. Das Tragverhalten der LvFF wird auf der Druckseite durch die viskoelastischen Stoffeigenschaften des Betons charakterisiert. Die Relaxation des Betons spielt dabei eine wichtige Rolle. Auf der Zugseite weist das Bauteil ein sprödes Verhalten auf. In diesem Fall stehen die Rissbildung und die Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen im Vordergrund. Beide Verhaltensmerkmale, Relaxation und Rissbildung, haben positive Folgen beim Abbau von der Zwangkraft. Die Rissbildung kann jedoch eine Gefahr für die LvFF darstellen, weil sie ihre Dauerhaftigkeit stark beeinträchtigen kann. Um zu Gewährleisten, dass die LvFF auch extreme Temperaturbeanspruchungen standhält, ist es wichtig zu wissen, wie groß die extremen Beton- und Stahlspannungen aus zentrischem Zwang in der LvFF sind, und unter welchem Randbedingungen sie erreicht werden können. Zu diesem Zweck wurde die LvFF unter saisonaler Temperaturschwankung und Variation ihrer wichtigsten Ausbildungsmerkmale in Rahmen dieser Masterarbeit untersucht. Ausbildungsmerkmale und Einwirkungen wie Aufstelltemperatur, Jahreszeit zum Lückenschluss, Vorspannung, Bewehrungsgrad, Betonalter bei erster Belastung, Behinderungsgrad und Schwinden wurden bei der Parameterstudie berücksichtigt. Neben den Spannungen im Querschnitt wurden die Rissbreite, die Zwangskraft und die Entwicklung der Neutraltemperatur in der Zeit untersucht. Dafür wurden ein Rechenverfahren und ein Programm entwickelt, das in der Lage ist, wirklichkeitsnah die Schnittgrößen aus den zyklischen saisonalen Einwirkungen zu ermitteln. Die viskoelastischen Betoneingenschaften auf der Druckseite und das spröde Verhalten des Betons durch die Anwendung einer modifizierten mittleren Spannungs-Dehnungs-Linie für den Stahl im Verbund auf der Zugseite wurden dabei mitberücksichtigt. Die Ergebnisse der Vorliegende Masterarbeit sollen zur Ermittlung eines geeigneten Temperaturbandes zur Beschränkung von Rissbreiten, sowie zur Wahl eines geeigneten Querschnitts und betontechnologische Maßnahmen für den Einbau der LvFF auf Brücken beitragen.