Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

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Panel 3
Elegant footbridge of textile-reinforced concrete
– Design and construction
Elegante Fußgängerbrücke aus textilbewehrtem Beton
– Bemessung und Konstruktion
Autor
Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger,
RWTH Aachen
heg@imb.rwth-aachen.de
Geb. 1954; 1973–1979 Studium
des Bauingenieurwesens
an der RWTH Aachen; 1984
Promotion an der TU Braunschweig;
1985–1993 Philipp
Holzmann, Frankfurt; seit
1993 Leiter des Lehrstuhls
und Instituts für Massivbau
der RWTH Aachen; seit 1994
Prüfi ngenieur für Baustatik
Fachrichtung Massivbau; seit
1997 Sachverständiger des
Eisenbahnbundesamtes; seit
1998 Mitglied der Sachverständigenausschüsse
für Bewehrungstechnik,
Spannverfahren,
Verpresspfähle und Spannbetonhohldielen
und Verbundbau
beim DIBt; seit 1999 Sprecher
des Sonderforschungsbereichs
532 Textilbewehrter Beton.
Dr.-Ing. Claus Robert Goralski,
H+P Ingenieure, Aachen
cgoralski@huping.de
Geb. 1973; 1993–1999 Studium
des Bauingenieurwesens
an der RWTH Aachen mit dem
Schwerpunkt Konstruktiver
Ingenieurbau; 2006 Promotion;
1997–2000 HSB Bausatzhäuser,
Wiel; 2000–2005 freier
Mitarbeiter im Ingenieurbüro
Hegger & Partner, Aachen;
seit 2006 H+P Ingenieure,
Aachen.
Older reinforced- and prestressed-concrete bridges are often
damaged by corrosion of the reinforcement. The concrete
covers that were specifi ed in accordance with the
values established in the applicable standards, frequently
turn out to be insuffi cient and not in keeping the current
state of the art. The corrosion is in particular promoted by
the use of de-icing salts and the freeze-thaw cycles with
de-icing salt. This leads to concrete spalling, which is considered
a surface defect, and in extreme cases can result in
a loss of bearing capacity. The repair of such structures is
consequently cost-intensive or even requires their replacement
by new structures. This was the case with the pedestrian
bridge above federal highway Bundesstraße B463 in
Albstadt-Lautlingen, which has already been torn down
and is currently being replaced.
The new bridge construction was, on the one hand, to
be intended for a slender superstructure, while on the
other hand it was to satisfy the increased requirements on
the resistance to frost and de-icing salt. For this reason,
the innovative composite material “textile-reinforced concrete”
(TRC) was chosen already in the early planning
phase, instead of the typical reinforced concrete. One
great advantage of the use of TRC is the textiles’ non-susceptibility
to corrosion. The textiles, composed of endless
rovings, which consist of alkali-resistant glass (AR glass),
are joined to a mesh-like structure with maximum opening
of 15 mm. These structures are saturated with an
epoxy resin to enable the manufacturing of dimensionally
stable and robust reinforcement elements. The
rovings´diameter of approx. 2 mm attain in this way ultimate
strengths of up to approx. 1,400 N/mm². The relatively
close-meshed textile reinforcement makes special
demands on the concrete. The used fi ne grained concrete
has a maximum grain size of 4 mm. With opening widths
of the textiles of 13 mm, a sieving eff ect is virtually excluded.
The footbridge of approx. 100 m length consists of six
precast members with a maximum length of 17.20 m and
a superstructure height of only 43.5 cm. With an eff ective
span of 15.05 m and a slenderness ratio of H:L = 1:35, the
bridge construction is extremely slender. The cross-section
of the superstructure is a prestressed T-beam com-
Mono strands
Monolitzen
Fig. 1 Bridge cross-section.
Abb. 1 Brückenquerschnitt.
planar slab reinforcement/fl ächige Plattenbewehrung
shaped web reinforcement
geformte Stegbewehrung
| Proceedings 54 th BetonTage
Ältere bestehende Stahlbeton- und Spannbetonbrücken
weisen häufi g Korrosionsschäden an den Bewehrungselementen
auf. Die zum Zeitpunkt der Planung in den Normen
festgelegten Betondeckungen erweisen sich nach
dem aktuellen Stand der Technik als zu gering. Besonders
durch den Einsatz von Tausalzen und einer wechselnden
Frost-Tausalzbeanspruchung wird die Schädigung vorangetrieben.
Es kommt zu Betonabplatzungen, die einen
optischen Mangel darstellen und in extremen Fällen zum
Verlust der Tragfähigkeit führen können. Als Folge sind
diese Bauwerke kostenintensiv zu sanieren oder sogar
durch neue Bauwerke zu ersetzen. So auch bei der Fußgängerbrücke
über die Bundesstraße B463 in Albstadt-
Lautlingen, die bereits abgerissen wurde und nun ersetzt
wird.
Der Brückenneubau soll einerseits einen schlanken
Überbau erhalten und andererseits die vom Bauherrn
geforderten erhöhten Anforderungen an die Frost-Tausalzbeständigkeit
erfüllen. Daher wurde bereits in der
Entwurfsphase als innovativer Verbundwerkstoff „textilbewehrter
Beton“ anstelle des üblichen Stahlbetons vorgesehen.
Ein großer Vorteil bei der Verwendung von Textilbeton
ist die nicht vorhandene Korrosionsanfälligkeit
der Textilien. Diese werden aus Endlosrovings, die aus alkali-resistentem
Glas (AR-Glas) bestehen, zu einer netzartigen
Struktur (Gelege) mit Achsabständen von maximal
15 mm zusammengefügt. Diese Gelege sind mit
einem Epoxidharz getränkt, so dass formstabile und robuste
Bewehrungselemente hergestellt werden können.
Die Rovings mit einem Durchmesser von ca. 2 mm erreichen
dadurch Bruchspannungen von ca. 1.400 N/mm².
Durch die relativ engmaschige textile Bewehrung werden
besondere Anforderungen an den Beton gestellt. Der verwendete
Feinbeton weist einen maximalen Größtkorndurchmesser
von 4 mm auf. Bei Öff nungsweiten der Textilien
von 13 mm ist eine Siebwirkung weitestgehend
auszuschließen.
Die ca. 100 m lange Fußgängerbrücke besteht aus
sechs Fertigteilen, die eine maximale Länge von 17,20 m
und eine Überbauhöhe von nur 43,5 cm aufweisen. Mit
einer Stützweite von 15,05 m und einem Schlankheitsverhältnis
H:L = 1:35 ist die Brückenkonstruktion extrem
GRP bars/GFK-Stäbe
BFT 02/2010