Zerstoerende Belastungsversuche zur Untersuchung des Schubtragverhaltens von vorgespannten Traegern einer Strassenbruecke / Ultimate load tests on girders concerning the shear load behaviour of a prestressed road bridge

Der Beitrag behandelt zerstoerende Belastungsversuche zur Bestimmung der Schubtragfaehigkeit von vorgespannten Betontraegern einer Strassenbruecke. Die Versuche erfolgten im Rahmen des Abbruchs einer zu Beginn der 1950er Jahre erstellten Strassenbruecke ueber einen Fluss in Oesterreich. Brueckenbauwerke aus dieser Zeit haben in aller Regel nach den heute gueltigen Regelwerken Defizite bei der Schubtragfaehigkeit wegen zu geringer Schubbewehrung, da damals dem Beton ein Zuganteil angerechnet werden konnte. Nach dem heute gueltigen Normenwerk ist eine vollstaendige Abdeckung der Schraegzugspannungen mit Bewehrung erforderlich. Viele der Bauwerke ohne diese Schubbewehrung liegen heute noch unter Verkehr und bei Instandsetzungen oder Ertuechtigungen stellt sich regelmaessig die Frage nach der vorhandenen Schubtragfaehigkeit. Grundsaetzlich ist nicht ausgeschlossen, dass es andere Tragmechanismen und Tragwerksteile gibt, welche die Defizite ausgleichen. Dieser Frage sollte im Rahmen des Forschungsvorhabens an der abzubrechenden Bruecke mit zerstoerenden Belastungsversuchen nachgegangen werden. Bei dem zu untersuchenden Tragwerk handelt es sich um den Ueberbau einer durchlaufenden Spannbetonbruecke, der im Feld einen zweistegigen Plattenbalkenquerschnitt aufwies. Fuer die Versuche wurden zwei Plattenbalken aus dem Ueberbau herausgeschnitten und auf einer Versuchseinrichtung belastet. Beim ersten Versuchstraeger erfolgte die Belastung mit einer Maximallast von circa 1.810 kN, die man in elf Laststufen aufbrachte. Die Verformungen der Traeger wurden waehrend des Versuchs an sechs Messprofilen bestimmt. Insgesamt ergab sich bei diesem Traeger ein duktiles Tragverhalten mit ausgepraegter Rissbildung vor dem Erreichen der Hoechstlast. Das Versagen trat durch Verbundversagen der Spannglieder am freigeschnittenen Ende des Traegers ein. Beim zweiten Traeger wurde bei einer anderen geometrischen Anordnung der hydraulischen Pressen, naemlich in 3 beziehungsweise 4 m Entfernung von den Auflagern, eine Hoechstlast von circa 4.200 t in 22 Laststufen aufgebracht. Auch dieser Traeger wies ein gutes Ankuendigungsverhalten auf. Fuer beide Traeger konnte ein sehr gutes Querkrafttragverhalten nachgewiesen werden, denn es ergaben sich wesentlich hoehere Querschnittstragfaehigkeiten als nach den derzeitigen Regelwerken ermittelt werden konnten. Ergaenzend erfolgten nichtlineare Finite-Element-Berechnungen fuer die Versuchsanordnungen an einem zweidimensionalen Modell. Die Berechnungsergebnisse und die Versuchsergebnisse stimmen gut ueberein. Zusammenfassend wird festgestellt, dass neben der Buegeltragwirkung Traganteile aus der Duebelwirkung der Bewehrung, der Rissverzahnung und dem Querkraftanteil der Druckzone vorhanden sind, die zur Aufnahme der Querkraefte beitragen. Daraus wird geschlossen, dass vorgespannte Tragwerke in aller Regel ein sehr gutmuetiges Schubtragverhalten aufweisen. ABSTRACT IN ENGLISH: At the beginning of the 1950s, the use of prestressed concrete for bridge structures rapidly increased. Many of these structures, which are still in use, have less shear reinforcement than required by current codes. Therefore, the question arises whether sufficient load-carrying-capacity (according to the state of the art) can still be ensured or not. In the course of the destruction of a bridge, which was built in the year 1952, the Institute for Structural Engineering at Vienna University of Technology got the possibility to carry out tests concerning the shear load carrying capacity of the continuous beam of a bridge construction. The beams were removed during the demolition work of the bridge. The article contains a description of the bridge structure, the results of the load tests, a comparison of the calculated shear load capacity with the measured loads and the results of a non-linear finite-element-simulation of the tests. (A)