Nutzungsdauerverlängerung von Brücken durch Verstärkung mit TRC
Projektdaten
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Kurzfassung
Tausende Brücken in Deutschland gelten als sanierungsbedürftig. Sie benötigen Instandsetzungen und der Bedarf an Lösungen, bestehende Bauwerke zu erhalten, Ressourcen zu schonen und Bauprozesse effizient zu gestalten, wächst enorm an. Carbonbeton bietet hierfür neue Möglichkeiten: Durch dünne, leistungsfähige Verstärkungsschichten können bestehende Brücken gezielt ertüchtigt und ihre Restnutzungsdauer deutlich verlängert werden.
Dazu wurden im Forschungsvorhaben zunächst bereits realisierte Brückenverstärkungen mit Carbonbeton ausgewertet und in einer strukturierten Beispielsammlung zusammengeführt. Daraus entstand eine Entscheidungsgrundlage, mit der sich anhand weniger Bauwerksparameter abschätzen lässt, ob eine Verstärkung mit Carbonbeton technisch sinnvoll und wirtschaftlich umsetzbar ist. Parallel dazu wurde mit der Typisierung typischer Brückenszenarien begonnen, um häufig vorkommende Bauwerkskonfigurationen systematisch zu erfassen.
Endverankerungsversuch mit Carbonbetonverstärkung
Ein weiterer zentraler Schwerpunkt lag auf experimentellen Untersuchungen zum Tragverhalten carbonbetonverstärkter Bauteile. Ziel ist es, das Verhalten der Verstärkungsschicht unter realitätsnahen Beanspruchungen besser zu verstehen – insbesondere unter nicht vorwiegend ruhender Belastung infolge Verkehrs. Hierzu wurde ein Versuchsprogramm an kleinformatigen Probekörpern entwickelt. Im Mittelpunkt stehen Untersuchungen zur Beton-Beton-Verbundfuge zwischen bestehender Konstruktion und der neu aufgebrachten Verstärkungsschicht, über die die Kräfte zwischen Alt- und Neubeton übertragen werden. Neben der mechanischen Beanspruchung werden auch Temperatureinflüsse berücksichtigt. Moderne Messtechniken ermöglichen dabei eine besonders detaillierte Analyse: In die Verstärkung integrierte faseroptische Sensoren erfassen Dehnungen kontinuierlich entlang der Bewehrung. Ergänzend werden photogrammetrische Messverfahren eingesetzt.
Verstärkter Spannbetonträger im Test
Die gewonnenen Erkenntnisse werden auf großformatige, carbonbetonverstärkte Spannbetonträger übertragen und unter realitätsnahen Bedingungen überprüft. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend: Auch unter langandauernder zyklischer Beanspruchung und bei hohen Lastniveaus zeigt die Verstärkungsschicht bislang ein robustes Verhalten. Selbst bei Vorschädigungen wie Spanndrahtbrüchen oder unvollständigen Verpresszuständen der Spannglieder trägt sie gezielt zur Kompensation bestehender Tragfähigkeitsdefizite bei. Die Ergebnisse fließen in praxisnahe Empfehlungen für die Planung, Ausführung und Überwachung von Carbonbetonverstärkungen ein. Abschließend soll das Verfahren an einer Pilotbrücke demonstriert werden.