SEMINAR TAGUNGSBAND Instandsetzung massiver ... - VSVI Hessen

Seminar der VSVI Hessen am 25. April 2007 in Friedberg/Hessen
Die Existenz von Rissen in Koppelfugen von Spannbetonbrücken ist eine auch ausgiebig in
den öffentlichen Medien behandelte Tatsache. Unter Koppelfugen werden Arbeitsfugen
verstanden, in denen ein oder mehrere – im Grenzfall alle – Spannglieder gekoppelt werden.
Durch die Rissbildung geht der Querschnitt in den Zustand II über, so dass zusätzliche
Biegebeanspruchungen im Querschnitt auf der Zugseite allein von der die Fuge kreuzenden
Bewehrung aufgenommen werden müssen. Dadurch erfahren die Spanngliedkopplungen
auch hohe Spannungsschwingbreiten infolge der wechselnden Verkehrslasten, gegenüber
denen die Koppelanker äußerst empfindlich sind.
Mit dem Einsatz von feldweise selbsttragenden Vorschubrüstungen, in Deutschland erstmals
1959 bei der Kettiger Hangbrücke bei Andernach/Weißenthurm angewendet, wurden
einzelne Felder der Brücke getrennt vorgespannt. In den Abschnittsfugen wurden zunächst
häufig alle Spannglieder endverankert oder gekoppelt. Eine Mindestbewehrung war nach
DIN 4227/1953 nicht gefordert.
Nach den Spannverfahren-Zulassungen wurde anfangs in den Koppelfugen volle Vorspannung
gefordert. In den Verlängerungen Mitte der 70er Jahre wurde stattdessen der
Nachweis der Dauerschwingfestigkeit unter Gebrauchslast gefordert. Bis zu diesem
Zeitpunkt wurde jedoch bei keinem der Nachweise ein Lastfall Temperaturunterschied
berücksichtigt. Erst - Anlass war unter anderem der Schadensfall an der Hochstraße
Prinzenallee, bei dem in mehreren Koppelfugen Spannstahlbrüche aufgetreten waren – mit
den für alle Spannverfahren ausgesprochenen Änderungsbescheiden vom Februar 1977
musste der Dauerschwingnachweis unter Ansatz eines Lastfalls Temperaturunterschied ∆T
= 10 K nachgewiesen werden. Zusätzlich wurde eine erhöhte Mindestlängsbewehrung
vorgeschrieben.
Mit DIN 4227 von 1979 wurde noch ein zusätzlicher Temperaturlastfall ∆T = 5 K eingeführt.
2 Biegetragfähigkeit
Überwiegend handelt es sich bei Spannbetonbrücken um schwach bewehrte Querschnitte,
bei denen die Zugbewehrung (Betonstahl und Spannstahl) die Tragfähigkeit bestimmen.
Ausnahmen können z.B. bei Plattenbalkenquerschnitten im Stützbereich auftreten, bei denen
dann als erstes die Druckzone versagt.
Nach Aufreißen des Querschnittes – eine Betonzugfestigkeit wird nicht unterstellt – steigt die
Stahlzugspannung zunächst bei zunehmendem äußeren Moment unterproportional an, da
sich der innere Hebelarm zunächst durch weiteres Aufreißen des Querschnitts noch
vergrößern kann. Erst wenn sich praktisch ein Zwei-Punkt-Querschnitt gebildet hat, ergibt
sich eine lineare Beziehung zwischen Spannungs- und Momentenzuwachs (ausgeprägter
Zustand II), bis die Fließgrenze der untersten Spanngliedlage erreicht ist (Bild 1).
42