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Research unit
FEDRO RBT
Project number
AGB2001/488
Project title
Partial bond A new technique for the construction of composite bridges

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Project description
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Methods
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Overview of own research activities
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Project aims
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Research agenda
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Achievement of aims
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Abstract
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Transfer and application
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Publications / Results
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Berichtsnummer
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Literature
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Inserted texts


CategoryText
Key words
(German)
Verbundbrücken, Segmentbauweise
Key words
(English)
Composite bridge, Precast segments
Short description
(German)
Teilbereiche C + D
C. Vergleichemde Problemanalysen
Dieser Teil der Forschung befasst sich mit den erforderlichen Vorspanngraden und der jeweils vorteilhaften Vorspanntechnik.
1. Vorspanntechniken
folgende Verfahren werden untersucht und die jeweiligen Anwendungsbereiche eingegrenzt:
- Litzenvorspannung ohne Verbund
- Druckkolbenvorspannung
- Eigengewichtsvorspannung
2. Vorspanngrade
Drei Teilbereit sind zu untersuchen:
- Plattenbiegung
- Zugbeanspruchung der Platte
- Eigenspannungen und Temperatur bedingte Einflusse
Da sich Biegung und Zugbeanspruchung in ihren Maximalwerten nicht überlagern, können sie getrennt behandelt werden.
2.1 Plattenbiegung
- Es werden die drei gängigsten Fahrbahnbreiten untersucht, d.h. 9, 12 und 15 m.
- Es werden zwei Auflagerachsenabstände untersucht: 0,3b für Kastenträger und 0,6b für doppelte I-Träger
- Zwei Plattentypen werden berechnet: die homogene Platten mit My durchgehend und die in den Fugen nur Querkraft übertragende Platte
2.2 Platte auf Zug und Druck
- Die drei Fahrbahnbreiten auf den zwei Querschnittstypen sollen an den drei in der Schweiz gängigsten Spannweiten, mämlich 30, 40 und 50 m untersucht werden;
Es werden drei statische Systeme angenommen, 1, 2 und 5-Felder.
D. Anwendungsempfehlungen
Die aus den vorausgegangenen Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse werden zusammengefasst und in baupraktischen Empfehlungen mitgeteilt.
Short description
(English)
Part C + D
C. Analysis of problems
1. Systems for prestressing
Prestressing with strands without boud / Prestressing with jacks / Prestressing with self weight
2. Degree of prestressing
Slab bending / tension in slab / Secondary moments and influence of temperature
D. Recommandation for construction
Project description
(German)
Siehe Beilage 3 zum Kreditbegehren vom 3. Mai 2000 (Anhang 1)
Methods
(German)
Theoretische Parameterstudien an verschiedenen statischen Systemen mittels elektronischer
Rechenhilfen.
Overview of own research activities
(German)
Stand der eigenen Forschung vor Projektstart:

Die Teilbereiche A + B (Sachstandsermittlungen) sind abgeschlossen. Sie zeigen, dass die
Anwendung der Segmentbauweise für Verbundbrücken vielversprechend ist.
Project aims
(German)
Es handelt sich um Untersuchungen zur Einführung der Segmentbauweise für die Fahrbahnplatte von Verbundbrücken. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren bei denen Plattenelementen untereinander und auf die Stahlträger aufbetoniert werden, soll hier für den Verbundbrückenbau neu, die Klebetechnik in Anlehnung an Erfahrungen der Segmentbauweise im Spannbetonbrückenbau angewendet werden mit dem Ziel eines schnellen Brückenbaues.
Das Forschungsprojekt wird in die folgenden vier Teilbereiche gegliedert:
A. Sachstandsermittlung
B. Anwendungen im Verbundbrückenbau
C. Vergleichende Problemanalysen
D. Anwendungsempfehlungen
Dieses Kreditbegehren betrifft die Teilbereiche C + D. Die Teilbereiche A + B wurden bereits behandelt.
P.S. In einer weiteren Studie, die im Rahmen der Autobahnbrücke von dem Bareggtunnel bei Dättwil / AG durchgeführt wird, soll speziel die Verbundtechnik unter dem Begriff "Teilhaftverbund" studiert werden.
Project aims
(English)
The construction method for precast segmental deck slabs is examined. They will be used to be glued onto the
steel girders, similar to precast segmental bridges. With this construction method very short construction time can
be achieved.
The research is separated into 4 parts :
A. State of the art report
B. Application for composit bridges
C. Analysis of problems
D. Recommandation for construction
Research agenda
(German)
1. Festlegung der Techniken für die Vorspannung der Fahrbahnplatte ? Juni 2002
2. Berechnung von geläufigen Fahrbahnplatten mit und ohne Längsmomente in den Fugen (12
Berechnungen) ? Juli - September 2002
3. Berechnung von geläufigen Brückensystemen ? Oktober - Dezember 2002
4. Ermittlung der erforderlichen Vorspanngrade ? Januar - März 2003
5. Schlussbericht ? Mai - Juni 2003
Achievement of aims
(German)
Das gesteckte Ziel wurde erreicht. Die Begleitkommission C (BK C) hat den Schlussbericht genehmigt und zur Veröffentlichung freigegeben.
Abstract
(German)

In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Technik im Verbundbrückenbau vorgestellt, die des Teilhaftverbundes. Sie besteht darin, vorfabrizierte Plattensegmente auf den Stahlträgern zu verlegen, diese untereinander zu verkleben, vorzuspannen und dann den Verbund herzustellen zwischen der so erstellten Fahrbahnplatte und dem darunter liegenden Stahlträger. Die Herstellung dieses Verbundes geschieht durch eine Zementmörtelinjektion in eine volumenoptimierte Fuge zwischen beiden.

Die Gestaltung dieser Fuge, ihr Verguss mit dem Injektionsgut, ihre Kapazität zur Schubkraftübertragung und die Ermittlung der erforderlichen Vorspannung zur Überdrückung der Klebefugen zwischen den Plattensegmenten sind Gegenstand der in diesem Bericht zusammengefassten Untersuchungen.

Es wurden Fugenform, Fugenbeschaffenheit und Verbundmittel variiert und aus einer Vielzahl von Ausführungs- und Laborversuchen, letztere am ICOM der ETH-Lausanne, die besten Lösungen ermittelt.

Dabei war eine Kombination aus Haftschicht und Riffelblech auf dem Stahlträger (darum
Teilhaftverbund), eine Waschbetonoberfläche der Betonplatte im Bereich der Fuge und ein spezieller
Hochleistungsinjektionsmörtel zu deren Verfüllung (fck = 75 MPa) die beste Lösung. Gegenüber einer
herkömmlichen Verbundherstellung mit Kopfbolzendübeln in einer vergleichbaren Fuge (Dübel
einreihig) konnte in "push-out"-Versuchen die Schubkapazität mehr als verdoppelt werden.

Die Untersuchungen der vor der Verbundherstellung einzuprägenden Längsvorspannung in die Fahr-
bahnplatte zeigen, dass gegenüber der herkömmlichen Lösung, nämlich der Vorspannung des
gesamten Verbundquerschnittes, Einsparungen möglich sind. In Tabellen und Faustformeln werden
dazu Angaben gemacht, die für eine Vorbemessung verwendet werden können.

Weitere Untersuchungen bezogen sich auf die Ausführungstechnik, insbesondere was die Injektion
der Fuge mit Zementmörtel betraf. Hier stand besonders die Fugendichtung im Vordergrund. Eine
50 m lange Originalfuge konnte innert einer Stunde vollständig verfüllt werden. Da dabei die Dichtung
an einer Stelle versagte, sind hier noch für diese Technik entscheidende Untersuchungen notwendig.

Transfer and application
(German)
In einem Schlussbericht werden die Forschungsergebnisse zusammen mit Anwendungsempfehlungen veröffentlich. Für die Anwendung sind diesbezügliche weitere Forschungsarbeiten des ICOM an der ETH-Lausanne zu beachten..
Publications / Results
(German)
Eidgenössiches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation / Bundesamt für Strassen
Bericht Nr. …………. vom Februar 2005
Tittel: Teilhaftverbund, eine neue Technik im Verbundbrückenbau
Berichtsnummer
(German)
583
Literature
(German)
Zwischenbericht "Pont mixtes à construction rapide" (Teil A + B dieser Forschungsarbeit)