Pretensioning of a railway bridge prototype with CFRP rods
Autor: Gabriel Obrecht
Sprache: Englisch
Kurzfassung
Die Schweizer Brückeninfrastruktur wird älter und Dauerhaftigkeitsprobleme werden häufiger. Deshalb startete die SBB ein Projekt, um ein alternatives Standard-Brückensystem für kleine Spannweiten zu entwickeln. Das neue System soll langlebiger und dauerhafter werden.
Die Arbeit untersuchte den Vorspannprozess des vorgeschlagenen Brückensystem, welches in zwei Richtungen mit Carbon-Faser-Komposit (CFK) Stäben vorgespannt ist. CFK verspricht dabei hervorragende Dauerhaftigkeit, da bei ihm weder Korrosion noch Ermüdungsprobleme auftreten. Das Vorspannen mit CFK ist jedoch (insbesondere aufgrund seiner Anisotropie) anspruchsvoll und noch keine Standardanwendung.
Mit der entsprechenden Literatur, sprich mit Normen und Forschungsergebnissen, sowie analytischen Berechnungen und Dehnungsmessungen während des Bauprozesses eines Prototyps wurden Vorschläge für das Brückendesign entwickelt. Basierend darauf wurde auch das Langzeitverhalten der Brücke vorausgesagt, was wiederum die vorgeschlagenen Brückenquerschnitte beeinflusste. Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf den zu erwartenden Vorspannverlusten.
Die Resultate zeigen, dass über eine Zeitspanne von 100 Jahren mit ca. 15% Vorspannverlusten zu rechnen ist. Das ist höher als anfangs erwartet, da der verwendete Spezialbeton mehr Schwinden zeigte als erwartet. Entsprechende Massnahmen, diesem Schwinden vorzubeugen oder es zumindest zu reduzieren sollten untersucht werden. Für den finalen Träger wurde die CFK-Vorspannung erhöht, um die Langzeitverluste zu kompensieren. Darüber hinaus zeigten die Dehnungsmessungen einen guten Verbund zwischen CFK und Beton aufgrund der verwendeten Sandbeschichtung. Daraus konnten Verbundspannungen rückgerechnet werden.
