Anwendung von UHPC als direkt befahrener Aufbeton bei der Integralisierung eines bestehenden Brückenbauwerks in Österreich

Im oesterreichischen Brueckenbau stehen wegen des Alters der Bruecken und des immer weiter zunehmenden Schwerverkehrs umfangreiche Instandsetzungs- und Ertuechtigungsmassnahmen an. Da man bei integralen Bruecken in Bezug auf die Lebenszykluskosten Vorteile sieht, lag es nahe, bei den anstehenden Ertuechtigungsmassnahmen kleinere Bruecken in integrale Bauwerke umzubauen („Integralisierung“). Der Beitrag beschreibt einen solchen Umbau bei Anwendung von Aufbeton aus faserbewehrtem Ultrahochfestem Beton (UHPC) im Rahmen eines Pilotprojekts. Es handelt sich um eine 1980 errichtete, schlaff bewehrte schiefwinklige Plattenbruecke ueber zwei Felder aus Beton B300. Die Platte ist 86 Zentimeter dick und auf den Widerlagern mittels unverankerter Elastomerlager gelagert. Die Mittelstuetzen sind monolithisch mit dem Ueberbau verbunden. Mit Ausnahme der Endbereiche ist die Platte in einem guten Zustand. Man entschied sich fuer eine Integralisierung des Bauwerks mit Aufbeton. Zum einen entstehen durch Verbindung der Platte mit den Widerlagern Rahmenecken, die durch Aufnahme von Stuetzmomenten die Tragfaehigkeit des Systems erhoehen, zum anderen wird durch den Aufbeton die statische Hoehe der Plattenbewehrung vergroessert. Fuer den 7 Zentimeter dicken Aufbeton verwendete man faserbewehrten UHPC, der ein direktes Befahren erlaubt. Durch den Wegfall der Abdichtung und des Belages und die geringe Aufbetondicke laesst sich eine Verminderung der staendigen Lasten erzielen. Zur Feststellung der Festigkeits- und Frischbetoneigenschaften sowie zum Einfluss der Aufbetonschicht und des Verbunds zwischen Normalbeton und UHPC wurden Versuche durchgefuehrt. Die Herstellung der Versuchskoerper sowie die Versuchdurchfuehrungen werden im Einzelnen beschrieben. Eingegangen wird dabei auf die Plattenversuche, die Haftzugversuche und die Versuche zur Untersuchung der Frost-Tausalz-Bestaendigkeit. Wesentliche Ergebnisse sind, dass der Verbund mit Verdueblung als starrer Verbund angenommen werden kann, ein ausreichender Haftverbund zwischen Normalbeton und UHPC besteht und die Bestaendigkeit gegen Frost und Frost-Tausalz-Angriff durch Einordnung in die Betonklasse XF4 gegeben ist. Da die Betonoberflaeche des UHPC direkt befahren werden soll, ist deren ausreichende Griffigkeit und Ebenheit nachzuweisen. Versuche zeigten, dass die sehr glatte Oberflaeche zur Erzielung der geforderten Griffigkeit nachbehandelt werden muss. Versuche mit mehreren Nachbehandlungsverfahren ergaben, dass der Einsatz einer Planfraese die einfachste und kostenguenstigste Variante ist. Hinsichtlich der Ausfuehrung des Aufbetons mit UHPC wird festgestellt, dass die Verbindung zwischen Fertigteil und neuem Beton nur ueber den Haftverbund gewaehrleistet ist. Im Stuetzen- und Auflagerbereich an den Widerlagern ist eine konstruktive Verduebelung vorzusehen. Die konstruktive Ausbildung und Bemessung der Rahmenecken erfolgte in Anlehnung an Leonhardt „Vorlesungen ueber Massivbau, Dritter Teil“. Es folgen Ausfuehrungen zum verwendeten Beton, einschliesslich seiner Herstellung im Transportbetonwerk, seinem Einbau auf der Baustelle und der Nach- und Oberflaechenbehandlung. Es wird festgestellt, dass mit dem Pilotprojekt die grundsaetzliche Praxistauglichkeit des neuen Instandsetzungsverfahrens nachgewiesen werden konnte, insbesondere ist die UHPC-Technologie reif fuer den Einsatz als Baustellenbeton. ABSTRACT IN ENGLISH: Ultra-high performance concrete (UHPC) has a high potential for the repair and retrofitting of existing reinforced concrete structures. A thin UHPC layer of a few centimeters can replace the waterproofing as well as the asphalt pavement and increase the load-carrying capacity. Due to its excellent durability properties, a longer service life of bridge decks made of UHPC can be expected. This paper presents the application of UHPC in the renovation of an existing reinforced concrete motorway bridge in Austria. The development of a UHPC with a compressive strength of 180 MPa, which enables a superstructure with a cross slope up to 4.5 % was necessary for this pilot project. In total, more than 40 m3 UHPC were produced in a ready-mix concrete plant and cast on site. Within this project a successful transfer of laboratory findings into practical productions under on-site conditions was achieved. (A)