Key words
(German)
|
Bauwerksertüchtigung, Strassenbrücken, Kohlefaserverstärkter Kunststoff, Verbund, Temperaturbeständigkeit, Dauerhaftigkeit, Ermüdung
|
Key words
(English)
|
Structural retrofitting, road bridges, CFRP strips, bond, temperature resistance, durability, fatigue
|
Short description
(German)
|
Anhand von mehreren Balkenversuchen mit realistischen Abmessungen (5.2 m Länge) soll die Temperaturbeständigkeit beim Einbau der Abdichtung und des Asphaltbelags sowie die Dauerhaftigkeit von geklebten CFK-Lamellen in schlaffem sowie vorgespanntem Zustand (mit Gradientenverankerung) untersucht werden. Folgende Arbeitspakete sind vorgesehen:
1) AP-1 / Im ersten Arbeitspaket werden statische Bruchversuche an Balken, die hohen Temperaturen durch den Einbau einer Abdichtung und eines Gussasphalts ausgesetzt waren, mit Referenzversuchen verglichen.
2) AP-2 / Im zweiten Arbeitspaket wird die Dauerhaftigkeit von geklebten CFK-Armierungen geprüft. Hierzu werden einerseits unter Dauerlast stehende Prüfkörper während mehreren Jahren der Aussentemperatur ausgesetzt, andererseits werden Plattenbalken mit Heizmatten während mehreren Monaten bei hoher Temperatur unter Dauerlast gesetzt und anschliessend statisch zu Bruch gefahren. Die Versuchsreihe soll Kriech- und Relaxationsphänomene der Verstärkungskomponenten (Kleber und Lamelle) aufzeigen sowie etwaige Schädigungen unter Langzeitbeanspruchung bei hoher Temperatur aufdecken.
3) AP-3 / In diesem Arbeitspaket soll das Ermüdungsverhalten von verstärkten Stahlbetonbalken unter hohen Temperaturen erforscht werden. Hierzu sollen sowohl schlaffe als auch vorgespannte Lamellen zum Einsatz kommen.
4) AP-4 / Als Zusatzuntersuchung wird die Haft- und Schälzugzugfestigkeit zwischen der Polymer-Bitumendichtungsbahn, welche vor der Gusspasphaltschicht auf die Betonfahrbahn aufgetragen wird, und der CFK-Verstärkung geprüft. Diese Kontrolle ist gängige Praxis und soll auch bei diesem Forschungsvorhaben beschrieben werden.
Ergebnisse aus dem Projekt AGB2005-008 sollen in die Untersuchungen einfliessen. Ebenfalls ist am Anfang eine Zusammenarbeit mit den Bearbeitern des Vorhabens AGB2012-012 geplant.
|
Short description
(English)
|
Several beam tests with a length of 5.2 m shall be used to investigate the temperature resistance while asphalting as well as the durability of externally bonded CFRP strips. Both prestressed (with gradient anchorage) and unstressed strips shall be verified. The following work packages are planned:
1) WP-1 / In the first work package, static tests on beams previously exposed to high temperatures while installing a sealing as well as an asphalt layer, will be compared with reference tests.
2) WP-2 / The second workpackage treats the durability of CFRP reinforcement. On one hand, beams under sustained loads will be exposed to outer temperature during several years. On the other hand, heating mats on beams are used to simulate high temperature exposure over a longer time period of several months. Eventually, these specimens, previously also under sustained load, will be statically tested up to failure. Creep and relaxation phenomena as well as degradation due to long-term sustained loads at high temperature can be pointed out.
3) WP-3 / In this work package, fatigue behavior at high temperature of reinforced concrete beams previously retrofitted with CFRP is investigated. Again both reinforcing techniques, i.e. prestressed and unstressed, are included.
4) WP-4 / An important factor in bridge superstructure is the bond between the sealing layer and the concrete substrate. In the present work package, the common test procedure is subsequently also applied on the bond between polymer bitumen waterproof membrane and CFRP strip.
Results from the project AGB2005-008 are taken into account for the investigations. Furthermore, a collaboration at the beginning of the current project with the researchers involved in AGB2012-012 is planned.
|
Project aims
(German)
|
Das Projektziel ist die Charakterisierung der Temperaturbeständigkeit sowie der Dauerhaftigkeit des Verbunds zwischen geklebten Kunststofflamellen aus CFK und Beton anhand von Balkenversuchen. Die Lamellen werden in schlaffem und vorgespanntem Zustand untersucht. Als Motivation für das Forschungsvorhaben dient die Aussicht, Klebebewehrungen in Zukunft vermehrt im Brückenbau zur Verstärkung von Fahrbahnplatten einzusetzen. Die Vorteile von Kohlefaser-verstärkten Kunststofflamellen (CFK) sind hierbei hohe Zugfestigkeiten (>2'000 MPa), einfache Handhabung wegen geringem Gewicht, fast unbeschränkte Lamellenlängen und hohe Korrosionsbeständigkeit. Anhand von experimentellen Untersuchungen soll das Verbundverhalten folgender Beanspruchungen untersucht werden: 1) Temperaturbeständigkeit beim Einbau von Asphaltbelägen unter sehr hohen Temperaturen, 2) Dauerhaftigkeit unter Dauerlast und erhöhter Temperatur, 3) Ermüdung bei hoher Temperatur durch Lastwechsel, 4) Haftverhalten CFK/Polymerbitumendichtungsbahn.
|
Project aims
(English)
|
The aim of the project is the characterization of the temperature resistance as well as the bond durability of externally bonded CFRP strips on concrete substrate by means of beam tests. The strips will be analyzed in prestressed and unstressed state. The motivation of the investigation is mainly the idea of a more spread use of the material in bridge construction as a retrofitting technique for decks. Advantages of CFRP strips are a high tensile strength (>2'000 MPa), an easy handling on site due to their low density, almost infinite strip lengths and a high corrosion resistance. Experimental analysis should give new information on the following exposures:
1) Very high temperatures at construction state when applying asphalt layers, 2) durability under sustained load and high temperature, 3) fatigue behavior at high temperature under load cycles, 4) bond behavior between CFRP/polymer bitumen waterproof membrane.
|
Berichtsnummer
(German)
|
684
|
Berichtsnummer
(English)
|
684
|
