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In letzter Zeit konstruiert man Spannbetonbrücken zunehmend mit externer Vorspannung. Die Spannglieder werden außerhalb des eigentlichen Betonquerschnitts geführt und sind mit dem vorzuspannenden Bauteil nur an ihren Endverankerungen und an Umlenksätteln verbunden. Der Zusammenhalt der Gesamtkonstruktion sowie der sichere Abtrag der Schnittkräfte über die Fugen wird von der Tragfähigkeit der Umlenkbereiche und Verankerungsbauteile gewährleistet. Zu den letzteren zählen die Lisenen, in denen man die externen Spannglieder zwischenverankert. Der Forschungsbericht untersucht die Rissentwicklung und Tragfähigkeit von Lisenen. Er betrachtet insbesondere den direkt unter dem Ankerkopf liegenden Lastübertragungsbereich. Für diese Bauteilzone verlangen die Zulassungsrichtlinien einen Schwelllastversuch an einem Betonprisma, um das Riss- und Verformungsverhalten sowie die Traglast des Betons zu ermitteln. Der Bericht befasst sich auch mit dem Lastweiterleitungsbereich in der Lisene hin zum Brückenquerschnitt. Er untersucht zudem, welche Bruchsicherheit aus der Kombination des Zulassungsversuchs am Betonprisma und den hohen zulässigen Spannstahlspannungen resultiert. Es werden Verbesserungen zur Prüfung des Lasteinleitungsbereichs vorgeschlagen und Empfehlungen zur Bemessung und konstruktiven Durchbildung der Lisenen gegeben.
Sommario
FORMELZEICHEN 4
1. EINFÜHRUNG 9
1.1. Externe Vorspannung 9
1.2. Veranlassung 11
1.2.1. Schäden an Spanngliedern mit nachträglichem Verbund 11
1.2.2. Richtlinie für Betonbrücken mit externen Spanngliedern 14
1.2.3. Forschungsbedarf 16
2. DIE LOCAL-ZONE 23
2.1. Ansätze zur Dimensionierung der Local-Zone 23
2.1.1. Betondruckfestigkeit bei mehraxialen Druckspannungszuständen 23
2.1.2. Querdehnungsbehinderung unter der Lastplatte 26
2.1.3. Teilflächenbelastung 26
2.1.4. Spaltzug 28
2.1.5. Umschnürungswirkung durch Bewehrung 30
2.1.6. Abschätzung der Traglast der Local-Zone 32
2.2. Lastübertragungsversuch am Betonprisma 34
2.3. Beurteilung des Sicherheitsniveaus der Local-Zone 38
3. DIMENSIONIERUNG DER VERSUCHSKÖRPER 50
3.1. Erforderliches Sicherheitsniveau der General-Zone 1 50
3.2. Bemessungsmodelle für das Verankerungsbauteil 52
3.3. Bemessung der Druckstrebe im ULS 59
3.4. Bemessung der Zugstrebe im SLS 62
3.5. Bemessung der Biegezugbewehrung des Steges im SLS 66
3.6. Berechnung der Spaltzugkräfte 69
3.7. Konstruktive Durchbildung 72
4. BAUTEILVERSUCHEMITAUSWERTUNG 77
4.1. Belastung, Abmessungen und Materialparameter 77
4.2. Gemessene Betonstahlspannungen 80
4.3. Gemessene Rissbreiten 89
4.4. Bruchzustand 97
4.5. Verhalten der eingebetteten Local-Zone 105
5. VERGLEICHSRECHNUNGEN MIT HILFE DER FEM 112
5.1. Kalibrierung der FE-Rechnung am Bauteilversuch 112
5.1.1. Verwendetes FE-Netz 112
5.1.2. Abbildung des Werkstoffverhaltens 113
5.1.3. Vergleich zwischen Bauteilversuch und Berechnung 115
5.2. Parameterstudie 124
5.2.1. Lisenenlänge 124
5 2.2. Achsabstand der Ankerköpfe in Querrichtung 126
5.2.3. Betondruckfestigkeit 129
5.2.4. Verteilung der Zugstrebe auf mehrere Lagen 131
5.2.5. Bewehrungsgrad der Zugstrebe 133
5.2.6. Neigung der Zugstrebe 135
5.2.7. Form und Stärke der Rückhängebewehrung 137
5.2.8. Verbügelung der Druckstrebe 141
5 2.9. Normalspannung in der General-Zone 143
6. FESTSTELLUNGEN UND EMPFEHLUNGEN 146
ANHANG 151
LITERATUR 168
