{"id":362706,"date":"2022-03-30T06:30:00","date_gmt":"2022-03-30T04:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=362706"},"modified":"2022-03-30T06:30:00","modified_gmt":"2022-03-30T04:30:00","slug":"forscher-verstaerken-gealterte-betonbruecken-mit-nachtraeglicher-bewehrung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/forscher-verstaerken-gealterte-betonbruecken-mit-nachtraeglicher-bewehrung\/","title":{"rendered":"Forscher verst\u00e4rken gealterte Betonbr\u00fccken mit nachtr\u00e4glicher Bewehrung"},"content":{"rendered":"\n

Viele gealterte Betonbr\u00fccken in Europa und USA k\u00f6nnten in den kommenden Jahren zum Sicherheitsrisiko werden. Denn das Gros der Stra\u00dfen- und Eisenbahnbr\u00fccken wurde nach dem zweiten Weltkrieg innerhalb von drei\u00dfig Jahren wieder aufgebaut \u2013 und ist heute mindestens vierzig Jahre alt. Aber auch Stahlbeton altert und leidet unter Umwelteinwirkungen. So sind Stahlbetonbr\u00fccken im Stra\u00dfenbau massiver Salzbelastung ausgesetzt und das greift die Bewehrung im Inneren der Betonkonstruktionen an. Viele der Br\u00fccken sind auch f\u00fcr das deutlich gestiegene Verkehrsaufkommen und die gesteigerten Verkehrslasten zu schwach \u2013 und entsprechen nicht mehr der aktuell g\u00fcltigen Norm.<\/p>\n\n\n\n

Verst\u00e4rkung der Betonbr\u00fccken<\/h3>\n\n\n\n

\u201eDas ist ein gro\u00dfes Problem. Denn durch die Dekaden ist ein riesiges volkswirtschaftliches Verm\u00f6gen an Infrastrukturbauten angewachsen. Diese Bauten sollten m\u00f6glichst lang halten. Aber da die geforderte Sicherheit in diesen Tragwerken aufgrund von Defiziten in der Stahlbewehrung vielfach nicht mehr vorhanden ist, brauchen wir Methoden, um diese Tragwerke zu verst\u00e4rken\u201c, sagt Professor J\u00fcrgen Feix <\/a>vom Arbeitsbereich Massiv- und Br\u00fcckenbau<\/em> an der Universit\u00e4t Innsbruck<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Auch interessant<\/strong>: Weltpremiere im Br\u00fcckenbau: Klappkonstruktion verk\u00fcrzt Bauzeit auf wenige Tage<\/a><\/p>\n\n\n\n

Es sei sowohl wirtschaftlich als auch \u00f6kologisch von Vorteil, den Bestand m\u00f6glichst lang zu nutzen. Abriss und Neubau von Br\u00fccken seien mit l\u00e4nger w\u00e4hrenden Verkehrsumleitungen verbunden und wenn die Bahn Umwege fahren m\u00fcsse, dann sei das ein Vielfaches der CO2<\/sub>-Belastung, die alleine der Neubau der Br\u00fccke bedinge.<\/p>\n\n\n\n

Betonankerschraube als Ersatzbewehrung<\/h3>\n\n\n\n

Professor Feix und sein Team forschen schon seit \u00fcber zehn Jahren an einer Reparaturm\u00f6glichkeit f\u00fcr in die Jahre gekommene Betonbr\u00fccken. Sie haben eine L\u00f6sung gefunden, Bestandstragwerke mit Defiziten in der Stahlbewehrung nachtr\u00e4glich zu verst\u00e4rken, um die Tragf\u00e4higkeit nach heutiger Norm herzustellen. Zus\u00e4tzlicher Vorteil: Die Ersatzbewehrung kann bei laufendem Betrieb der Stra\u00dfen- oder Bahnstrecke erfolgen.<\/p>\n\n\n\n

Die Innovation besteht aus der Weiterentwicklung der Betonschraube. Diese l\u00e4sst sich mittels selbstschneidendem Gewinde wie ein D\u00fcbel in den Betonbalken einbringen und mit einer Art Beilagscheibe an anderen Ende verankern.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die sogenannte Betonankerschraube<\/em> gibt es bereits eine Zulassung \u2013 und einen Bemessungsmodus aus dem hervorgeht, wie viele Schrauben einzubauen sind, damit die erforderliche Tragf\u00e4higkeit nach heutiger Norm f\u00fcr das Bauteil gegeben ist, erkl\u00e4rt Professor Feix. Erste Anwendungen dieser Ersatzbewehrung zeigen, dass deren Kosten jene von Abriss und Neubau um das Zehnfache unterschreiten k\u00f6nnen. Jetzt arbeitet das Team in Innsbruck an einer Erweiterung dieser L\u00f6sung, die wirtschaftlich noch vorteilhafter ist.<\/p>\n\n\n\n

\"Betonbr\u00fccken,
Betonankerschrauben (c) Arbeitsbereich Massiv- und Br\u00fcckenbau – Universit\u00e4t Innsbruck<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bandbreite an vorhandener Bausubstanz<\/h3>\n\n\n\n

Problematisch an der kosteng\u00fcnstigen Reparatur alter Betonbr\u00fccken ist die gro\u00dfe Bandbreite an vorhandener Bausubstanz. Denn die \u00e4ltesten Br\u00fccken aus den 1950er-Jahren wurden noch ohne Querkraftbewehrung<\/em> gebaut. Diese dient \u2013 im Verbund mit dem Beton – zur Verst\u00e4rkung der Tragf\u00e4higkeit von Br\u00fcckenbalken. \u201eWenn eine Last \u00fcber eine Br\u00fccke gefahren wird, dann kann der Betonbalken zwar den Druck aufnehmen, biegt sich aber durch und dadurch entsteht an der Unterseite des Balkens ein Zug. Um diesen Zug aufzufangen, braucht man an der Balkenunterseite eine Biegebewehrung und gleichzeitig eine Querkraftbewehrung, die die Druckzone an der Balkenoberseite mit der Zugzone an der Balkenunterseite verbindet,\u201c erkl\u00e4rt Professor Feix.<\/p>\n\n\n\n

Daraus resultiert eine Konstruktion von Stahlbewehrung, die am Fachwerkbau orientiert ist. Das hei\u00dft, linear an Balkenober- und -unterseite verlaufende Stahlelemente werde mit schr\u00e4g oder vertikal nach oben verlaufenden Stahlelementen verbunden.   <\/p>\n\n\n\n

\"Betonbr\u00fccken,
Schubaufbiegung (c) Arbeitsbereich Massiv- und Br\u00fcckenbau – Universit\u00e4t Innsbruck<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Querkraftbewehrungen<\/h3>\n\n\n\n

Erste Querkraftbewehrungen wurden erst in den 1960er- und 1970er-Jahren in die Platten von Betonbr\u00fccken integriert. Zun\u00e4chst waren es Schubaufbiegungen,<\/em> bei der ein Stahlelement gerade von der Unterseite kommend, in einem Winkel von 45 Grad nach oben geht, wo es wieder gerade weiterl\u00e4uft. Es handelt sich also um ein fortlaufend s-f\u00f6rmiges Eisen. In den 1970er und 1980er Jahren setzte sich schlie\u00dflich die B\u00fcgelbewehrung<\/em> durch. Das ist eine geschlossene rechteckige Form, die in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden vertikal in den Betonbalken eingelegt wird. \u201eDie B\u00fcgel h\u00e4ngen die Druckstreben, die nach unten kommen, wieder nach oben und so kann sich diese Fachwerkwirkung im Tr\u00e4ger einstellen\u201c, so Professsor Feix.<\/p>\n\n\n\n

Im Hinblick auf die aktuelle Norm werden bei beiden Bewehrungsformen Defizite in der Querkraftbewehrung gemessen – und zwar dann, wenn Schubaufbiegung und B\u00fcgel, welche Druckzone und Zugzone verbinden, nicht in ausreichendem Ma\u00df vorhanden sind. Diesen Mangel kompensieren die Forscher von der Universit\u00e4t Innsbruck <\/em>durch eine nachtr\u00e4glich vertikal eingebrachte Ersatzbewehrung in Form der Betonankerschraube.<\/p>\n\n\n\n

Wirtschaftlichste L\u00f6sung<\/h3>\n\n\n\n

Im Vorl\u00e4uferprojekt hatten die Forscher die Unterschiede in der vorhandenen Bausubstanz noch nicht ber\u00fccksichtigt. Das hei\u00dft, sie gingen in ihren Berechnungen von einer Bausubstanz ohne Querkraftbewehrung aus. Jedoch nehmen sie an, dass eine vorhandene Stahlbewehrung den Bedarf an Betonankerschrauben reduziert. Deshalb untersuchen sie im aktuellen Projekt wie Betonankerschrauben und vorhandene Bewehrungsform zusammenwirken. Zu kl\u00e4ren ist, ob diese einfach zu addieren sind oder ob gewisse Abz\u00fcge zu machen sind. Ziel ist es, mit m\u00f6glichst wenig Verst\u00e4rkungselementen m\u00f6glichst hohe Tragf\u00e4higkeiten zu erreichen, damit das System auch wirtschaftlich ist.<\/p>\n\n\n\n

Nachbildung der Bausubstanz<\/h3>\n\n\n\n

In den Laborversuchen werden die beiden relevanten Typen vorhandener Bausubstanz in Bewehrungsgraden und Querschnittsabmessungen nachgebildet. Das hei\u00dft, es gibt einen Stahlbetonbalken mit Schubaufbiegung und einen Betonbalken mit B\u00fcgelbewehrung. Dar\u00fcberhinaus werden auch eben solche Balken unterschiedlicher H\u00f6he getestet. Denn inzwischen wisse man, dass sich unterschiedliche Balkenh\u00f6hen auf die Effektivit\u00e4t der Bewehrung auswirken. Das gelte f\u00fcr die normale Querkraftbewehrung ebenso wie f\u00fcr die Verst\u00e4rkung durch Betonankerschrauben. Das hei\u00dft, wenn der Balken h\u00f6her wird, wirken die Bewehrungsmittel st\u00e4rker, erkl\u00e4rt Professor Feix. <\/p>\n\n\n\n

\"Betonbr\u00fccken,
Nachbilden der vorhandenen Bewehrungen (c) Arbeitsbereich Massiv- und Br\u00fcckenbau – Universit\u00e4t Innsbruck<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Drei-Punkt-Biegeversuche<\/h3>\n\n\n\n

In den Experimenten werden die realen Verkehrsbelastungen ma\u00dfstabsgetreu nachgestellt, um Daten zum Bruchverhalten der Stahlbetonbalken zu erhalten. Dabei werden diese einmal mit und einmal ohne Ersatzbewehrung getestet. Die Versuche erfolgen in Form von sogenannten Drei-Punkt-Biegeversuchen<\/em>. Man denke an einen Br\u00fcckenbalken zwischen zwei Pfeilern, der in der Mitte eine Last tr\u00e4gt. Die Verkehrsbelastung wird mit einer Hydraulikpresse simuliert, die Belastungen von bis zu 160 Tonnen generieren kann. Das entspricht zum Beispiel der \u00dcberfahrt einer Lok \u00fcber eine Br\u00fccke.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

\"Betonbr\u00fccken,
Versuchsaufbau: Drei-Punkt-Biegeversuch (c) Arbeitsbereich Massiv- und Br\u00fcckenbau – Universit\u00e4t Innsbruck<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Verdopplung der Traglast<\/h3>\n\n\n\n

Die Versuche zeigen, dass Stahlbetonbalken mit Ersatzbewehrung die doppelte Traglast erzielen. Die Auswertungen der enormen Datenmengen laufen aber noch und werden erst in etwa zwei Monaten abgeschlossen sein. Weshalb sich Professor Feix noch nicht abschlie\u00dfend dazu \u00e4u\u00dfern kann. Derzeit spreche allerdings viel daf\u00fcr, dass das Zusammenwirken von vorhandener Bewehrungsform und Betonankerschraube tats\u00e4chlich einfach zu addieren sei \u2013 ohne Abz\u00fcge zu machen.<\/p>\n\n\n\n

Inwieweit die Lebensdauer von Bestandsbr\u00fcckenbauten durch die nachtr\u00e4gliche Verst\u00e4rkung der Bewehrung zu verl\u00e4ngern sei, k\u00f6nne man pauschal nicht sagen, weil das vom Gesamtzustand der Betonbr\u00fccken abh\u00e4nge. Manche Bauwerke seien schon stark durch Umwelteinfl\u00fcsse gesch\u00e4digt. Aber wenn es um die Betonankerschrauben gehe, dann seien diese \u2013 auch unter Salzeinfluss – f\u00fcr eine Lebensdauer von mindestens 50 Jahren nachgewiesen.<\/p>\n\n\n\n

Das Projekt wird von der \u00d6sterreichischen Bundesbahn<\/a> <\/em>(\u00d6BB) und Autobahnen- und Schnellstra\u00dfen-Finanzierungs-Aktiengesellschaft<\/a><\/em> (ASFINAG) unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n

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Viele gealterte Betonbr\u00fccken in Europa und USA k\u00f6nnten in den kommenden Jahren zum Sicherheitsrisiko werden. Denn das Gros der Stra\u00dfen- und Eisenbahnbr\u00fccken wurde nach dem zweiten Weltkrieg innerhalb von drei\u00dfig Jahren wieder aufgebaut \u2013 und ist heute mindestens vierzig Jahre alt. Aber auch Stahlbeton altert und leidet unter Umwelteinwirkungen. So sind Stahlbetonbr\u00fccken im Stra\u00dfenbau massiver […]<\/p>\n","protected":false},"author":1688,"featured_media":511255,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[26030],"tags":[116563,116566,116569,116572,32543,116575],"location":[28185],"article_type":[43155],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-362706","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-mobilitaet-de","tag-betonankerschraube-de","tag-betonbruecken-de","tag-bewehrung-de","tag-infrastrukturbauten-de","tag-innsbruck-de-de","tag-querkraftbewehrung-de","location-oesterreich","article_type-hintergrund"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"Reparieren statt abrei\u00dfen: Innsbrucker Forscher verl\u00e4ngern das Leben von alten Betonbr\u00fccken auf Stra\u00dfe und Schiene durch das Einbringen nachtr\u00e4glicher Bewehrung.","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Hildegard Suntinger","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/hildegard-suntinger\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/agSFIyrx-Versagen_2-scaled.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Mobilit\u00e4t<\/a>"],"unlinked":["Mobilit\u00e4t<\/span>"]},"tags":{"linked":["Betonankerschraube<\/a>","Betonbr\u00fccken<\/a>","Bewehrung<\/a>","Infrastrukturbauten<\/a>","Innsbruck<\/a>","Querkraftbewehrung<\/a>"],"unlinked":["Betonankerschraube<\/span>","Betonbr\u00fccken<\/span>","Bewehrung<\/span>","Infrastrukturbauten<\/span>","Innsbruck<\/span>","Querkraftbewehrung<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 4 years ago","modified":"Updated 4 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on March 30, 2022","modified":"Updated on March 30, 2022"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on March 30, 2022 6:30 am","modified":"Updated on March 30, 2022 6:30 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/362706","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1688"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=362706"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/362706\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/511255"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=362706"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=362706"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=362706"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=362706"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=362706"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=362706"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=362706"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=362706"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=362706"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}