12. symposium brückenbau - zeitschrift-brueckenbau Construction ...

12. SYMPOSIUM BRÜCKENBAU
3.4 Belastungsversuche
Sämtliche Belastungsversuche erfolgten
am Materialprüfungsamt der Technischen
Universität München, in der Säulendruckprüfmaschinen
mit 5 MN und 10 MN
Maximallast zur Verfügung standen.
Die letzten Versuche einer mehrteiligen
Serie wurden zusätzlich von einem
Spezialisten auf dem Gebiet der Gleitlager
der Materialprüfanstalt Stuttgart
begleitet, um die positiven Ergebnisse
zu bestätigen.
Sämtliche Versuche wurden ausschließlich
mit Kalotten aus UHPC durchgeführt,
während alle anderen tragenden Bauteile
der Lager aus üblichem Stahl der Qualität
S355J2+N gefertigt waren. Die Abmessungen
dieser Stahlbauteile entsprachen
dabei exakt einem regulären Kalottenlager
mit besonderem Gleitwerkstoff
unter maximaler Auslastung und
minimaler Abmessung des Lagers.
Ebenso wurden keine Anpassungen am
Gleitwerkstoff vorgenommen, wenn man
von der Beschichtung des UHPC anstelle
der sonst üblichen Hartverchromung
absieht. Die Kalotte selbst benötigte nur
geringe Anpassungen in der Geometrie,
die im Wesentlichen eine um wenige
Millimeter größere Höhe betrafen.
Es wurden hier umfangreiche Messwerte
am Lager während der gesamten
Belastung aufgenommen sowie weitere
108 BRÜCKENBAU | 1/2 . 2012
27 Robo®Slide-Lager mit
UHPC-Kalotte im Versuchsstand
© mageba S.A.
Kennwerte bezüglich des eingesetzten
UHPC bestimmt; die Untersuchungen
umfassten insbesondere:
– Festigkeitsentwicklung des
eingesetzten UHPC,
– Druckfestigkeit des UHPC (maximal
1h vor Beginn des Belastungsversuchs
des Lagers),
– aufgebrachte Last,
– Durchbiegungen an mehreren Stellen
des Lagers,
– Querdehnung der Kalotte,
– Risse inklusive deren Breite, Länge
und Lage.
Einzelne Versuche der Serien wurden auf
verschiedenen Laststufen für mindestens
eine Stunde und mehr unter konstanter
Last gehalten, um die Stabilität des
Systems zu ermitteln. Andere Versuche
wurden auf variierenden Lastniveaus
abgebrochen, um die beschichtete
Gleitfläche der UHPC-Kalotte inspizieren
zu können und deren Integrität und
Gebrauchstauglichkeit zu bestätigen.
3.5 Tragverhalten
Das Tragverhalten der UHPC-Kalotten
und der Einfluss einzelner Parameter
wurden im Detail in mehreren Versuchen
verschiedener Serien analysiert. Am Ende
der Analyse konnte für unterschiedliche
Größen gezielt eine Tragfähigkeit erreicht
werden, welche der theoretischen Trag-
28 Gesamtverformung des Robo®Slide-Kalottenlagers über die gleitwerkstofferreichte Pressung
© mageba S.A.
last des Lagers und des Gleitwerkstoffes
entspricht. Diese Variabilität erlaubt es,
ein gewünschtes Sicherheitsniveau mit
geringer Streuung einzustellen und
gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit der
Kalotte zu optimieren. Nachfolgende
Abbildung zeigt eine Last-Verformungs-
Kurve eines der getesteten Lager. Gut
zu erkennen ist, wie das Lager bzw. die
am Ende versagende UHPC-Kalotte
sehr gutmütig die maximale theoretische
Pressung des Gleitwerkstoffes
von 180 N/mm² erreicht. Auch nach
dem Erreichen der Maximallast ist kein
schlagartiges Versagen zu erkennen,
wie es für hochfeste Baustoffe oftmals
zu erwarten ist.
4 Fazit
Ultrahochfester Beton eignet sich für den
dauerhaften Einsatz bei vorwiegend
druckbeanspruchten, hochbelasteten
Bauprodukten wie Spanngliedverankerungen
und Kalottenlagern. Die gewünschten
Eigenschaften können durch
Werksfertigung und kontrollierte Nachbehandlung
sehr zuverlässig erreicht
werden. Umfangreiche Prüfungen auf
Basis der aktuellen europäischen
Prüfrichtlinien bestätigen die Eignung
für den dauerhaften Einsatz in der Praxis
auch bei Ermüdungsbeanspruchung.
Die werksgefertigte Hybridankerlösung
wurde im Juli vergangenen Jahres erstmals
für die Verstärkung eines Schleusendrempels
mit Litzendauerankern in der
Verwaltung des Wasser- und Schifffahrtsamtes
Freiburg erfolgreich eingesetzt.
Autoren:
Dr. Hermann Weiher
Geschäftsführender Gesellschafter
matrics engineering GmbH,
München
Dr. Simon Hoffmann
Leiter Technik
mageba S.A.,
Bülach, Schweiz
Literatur
[1] Weiher, H.; Hock, S.: Einsatz neuer Materialien
für die Lastverteilung bei Spannverfahren; in:
Schriftenreihe der Österreichischen Vereinigung
für Beton- und Bautechnik. Innsbruck, 2011.
[2] European Organization for Technical Approval
(Hrsg.): Guideline for European technical approval
of post-tensioning kits for prestressing of
structures. Brüssel, 2010.
[3] Service d’études techniques des routes et
autoroutes (Hrsg.): European Technical Approval
No ETA-06/0006, VSL Post-Tensioning System.
Bagneux Cedex, 2006.
[4] Becker, H.; Reschke, T.: Schadensfall Oberhauptdrempel
Iffezheim; in: Tagungsband BAW-Kolloquium
»Instandsetzung von Verkehrswasserwerken«.
Karlsruhe, 2011.
[5] Andrä, W.; Leonhardt, F.: Neue Entwicklungen für
Lager von Bauwerken. Gummi- und Gummitopflager;
in: Bautechnik 39, 1962, Heft 2, S. 37–50.
[6] EN 1337-2:2004: Lager im Bauwesen, Teil 2
Gleitteile.
[7] European Technical Approval ETA-08/0115:
mageba Robo®Slide L2 Kalottenlager. Kalottenlager
mit besonderen Gleitwerkstoffen, erteilt 2008.