C3-V-I.6: Dauerhaftigkeit von Brückenkappen

Inhaltsverzeichnis

1. 1. 1. Projektdaten
      2. Bericht aus dem Jahrbuch 2018

Projektdaten

Titel | Title TP C3-VI.6-2: Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Brückenkappen durch den Einsatz von Carbonbewehrung als Teilvorhaben im Vorhaben C3-V-I.6: Brückenkappen mit Carbonbewehrung | TP C3-VI.6-2: Improvement of the durability of bridge caps through the use of carbon reinforcement as part of project C3-V-I.6: Bridge caps with carbon reinforcement Förderer | Funding Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Projektträger: PT Jülich / C3 – Carbon Concrete Composite Zeitraum | Period 01.2017 – 11.2018 Leiter | Project manager Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach Bearbeiter | Contributors Dipl.-Ing. Kristina Farwig, Dipl.-Ing. Robert Schneider Projektpartner | Project partner Lehrstuhl für Baustofftechnik, Ruhr-Universität Bochum

Bericht aus dem Jahrbuch 2018

BRÜCKENKAPPEN MIT CARBONBEWEHRUNG

Zum Schutz tragender Brückenkonstruktionen werden Brückenkappen eingesetzt, auf denen Geländer sowie Schutzeinreichungen installiert sind. Die exponierte Lage führt dazu, dass die Kappen starken Beanspruchungen ausgesetzt sind. Sie müssen nicht nur Anpralllasten abtragen können, sondern auch den auftretenden hygrischen und thermischen Witterungsbedingungen standhalten. Da der Beton i. d. R. fugenlos über die gesamte Kappenlänge aufgebracht wird, entstehen durch die Behinderung der Verschiebungen zwischen Kappe und Überbau Zwangsspannungen, die zu Rissen in Querrichtung führen. Durch den Eintrag von chloridhaltigem Wasser kann es zur Korrosion der Bewehrung kommen, die aus Gründen der Rissbreitenbegrenzung möglichst oberflächennah zu platzieren ist.

Um den Längsbewehrungsgrad und zugleich die Rissbreiten gering zu halten, werden spezielle Kappenbetone eingesetzt, die einen vergleichsweise hohen Wasser-Zementwert und damit eine geringere Betonzugfestigkeit aufweisen. Gleichzeitig wird bei Kappenbetonen ein hoher Frost-Taumittel-Widerstand gefordert. Diese widersprüchliche Herangehensweise bei der Ausführung von Brückenkappen führt dazu, dass immer wieder Frostschäden infolge von Abwitterungen der Betonoberfläche beobachtet werden. Somit kann die geforderte Gebrauchstauglichkeit, die eine griffige Oberflächentextur impliziert, selten über 50 Jahre hinweg gewährleistet werden, sodass die Kappen meist mehrfach erneuert werden müssen.

Ziel des Projektes ist es daher, die Schwachstellen der Kappenbetone durch den Einsatz von Carbonbewehrung zu entschärfen und die Anwendbarkeit eines am IMB erstellten EDV-Tools zur Vorhersage der Rissbreiten und -abstände zu verifizieren. Die Vorteile von Carbongelegen liegen dabei auf der Hand. Sie sind nicht nur korrosionsbeständig, sondern besitzen gleichzeitig eine hohe Steifigkeit und können oberflächennah platziert werden. Für die Begrenzung der Rissbreiten und -abstände ist der Verbund zwischen der Bewehrung und dem Beton ausschlaggebend. Dieser kann in Dehnkörperversuchen experimentell überprüft und dabei die Rissbreiten und -abstände mit Photogrammetrie gemessen werden. Das Rechentool basiert auf einer in Auszugversuchen ermittelten Kraft-Rissöffnungs-Beziehung, mit deren Hilfe die erforderliche Verankerungslänge sowie der minimale Rissabstand und die mittlere Rissbreite berechnet und mit den Versuchsergebnissen verglichen werden können.