Versuche und Bemessungsvorschlag zur Anrechenbarkeit von Spanngliedern auf die Torsionslängsbewehrung/Tests and design proposal for creditability of tendons as torsional longitudinal reinforcement

Die Bewertung der Tragfähigkeit von bestehenden älteren Spannbetonbrücken durch eine Nachrechnung nach heutigem Stand der Technik führt besonders bei Querkraft und Torsion in der Regel zu deutlichen rechnerischen Defiziten. Dies ist in erste Linie eine Folge der Weitereinwicklung der Bemessungsmodelle sowie der dazugehörigen Konstruktionsregeln. Zudem ist der Schwerverkehr in der Vergangenheit stetig angestiegen und wird Prognosen zufolge künftig weiter ansteigen.

Die oben genannten rechnerischen Defizite betreffen die Bügel für Querkraft und Torsion sowie die Torsionslängsbewehrung. Während beim Spannbeton die Bügel bei der Querkrafttragfähigkeit durch einen relativ großen Betontraganteil aus der Druckbogenwirkung entlastet werden, ist dies, abgesehen vom Betontraganteil infolge Rissreibung, bei den Torsionsbügeln nicht der Fall. Zudem gilt das Bemessungsmodell für Torsion im EC 2 für reine Torsionsbeanspruchung. Bei Spannbetonbrücken liegt aber immer eine kombinierte Beanspruchung aus Biegung, Querkraft und Torsion vor. Die näherungsweise Anwendung des Bemessungsmodells für Torsion nach EC 2 bei kombinierter Beanspruchung, wobei die Biegebeanspruchung üblicherweise überwiegt, ergibt eine zutreffende Torsionsbügel- aber konservative Torsionslängsbewehrung. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage nach der Anrechenbarkeit der Spannglieder auf die erforderliche Torsionslängsbewehrung.

Hierzu wurden an der TU Dortmund, basierend auf Versuchen mit reiner Momenten-Querkraft-Interaktion (M+V) zusätzlich erste Versuche an Spannbeton-Durchlaufträgern mit kombinierter Beanspruchung aus Biegung, Querkraft und Torsion (M+V+T) durchgeführt. Über die Ergebnisse wird nachfolgend berichtet. Zunächst werden hierzu die Referenzversuche mit reiner Momenten-Querkraft-Interaktion vorgestellt, um die wesentlichen Unterschiede bei der Bügelbemessung für Querkraft und Torsion mit beziehungsweise ohne den bei den Querkraftversuchen festgestellten Betontraganteil herauszustellen. Dieser Betontraganteil wird von den Autoren, wie bereits in [1], [2], [3] beschrieben, primär der Druckbogenwirkung zugeschrieben, die bei vorgespannten Balken stark ausgeprägt ist.

Nachfolgend wird anhand der durchgeführten Versuche mit kombinierter Beanspruchung aus Biegung, Querkraft und Torsion ein Bemessungsvorschlag überprüft, der auf theoretischen Betrachtungen, basierend auf elementaren mechanischen Grundlagen, beruht. Für eine endgültige Absicherung sind aufgrund der Vielzahl von Einflussparametern weitere Versuche erforderlich.