Verkehrsinfrastrukturforschung 2012 (VIF 2012) F&E Dienstleistungen Themenschwerpunkt 3: INFRASTRUKTUR STRASSE & SCHIENE Erwin Pilch Wien, 14. November 2012
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Integralbrücken über 70m Länge Methoden(n) zur nachträglichen Querkraftverstärkung bestehender Brückentragwerke Bewertung des Querkraft- und Torsionswiderstandes bestehender Stahlbeton- u. Spannbetonbrücken Entwicklung energie- und ressourcenoptimierter Betone für den Infrastrukturbereich Seite 2
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Integralbrücken über 70m Länge Untersuchung der Boden-Bauwerks-Interaktion für integrale Brücken über 70 m Länge einschl. Entwicklung einer kontinuierlichen verformbaren Fahrbahn max. Projektdauer: 24 Monate max. Projektkosten: 300.000 (excl. USt.) Projektbegleiter ASFINAG: Michael Kleiser Projektbegleiter ÖBB: Andreas Schön Seite 3
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Integralbrücken über 70m Länge Problemstellung Status Quo Die integrale Bauweise ist in Bezug auf die LCC sehr vorteilhaft Integrale Brücken bis 70 m erprobt Integralisierung von Bestandsbrücken bis ca. 50 m wird derzeit untersucht (VIF 2011) Brücken > 70 m sind derzeit Sonderfälle, dabei ist: die Boden-Bauwerks-Interaktion noch nicht hinreichend untersucht (z.b. zeitabhängige Phänomene Shakedown und Ratcheting) eine wartungsfreie Lösung einer kontinuierlichen Fahrbahn ohne klassische Übergangskonstruktionen ist noch ungelöst Ein Handbuch zur richtigen Anwendung abhängig von Festpunktlängen ist nicht vorhanden Seite 4
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Integralbrücken über 70m Länge Zielsetzung Literaturrecherche Lösungsansätze wartungsfreier verformbarer Fahrbahnübergänge Untersuchung der Boden-Bauwerks-Interaktion bei Widerlagern in Verbindung mit dem o.g. verformbaren Fahrbahnübergang. Untersuchung in horizontaler und vertikaler Richtung mittels Versuchen und begleitenden nichtlinearen und zeitabhängigen Berechnungen Betrachtung der Phänomene Shakedown und Ratcheting Konstruktive und bauverfahrenstechnische Lösungsansätze zur Vergrößerung der Länge der Integralbauwerke Anwendungshandbuch für Brücken, gestaffelt nach Festpunktlängen inkl. Anwendungsgrenzen und Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen. Seite 5
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Querkraftverstärkung Methode(N) zur nachträglichen Querkraftverstärkung bestehender Brückentragwerke max. Projektdauer: 24 Monate max. Projektkosten: 200.000 (excl. USt.) Projektbegleiter ASFINAG: Erwin Pilch Projektbegleiter ÖBB: DI Andreas Schön Seite 6
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Querkraftverstärkung bestehender Brückentragwerke Problemstellung Defizite des Querkraftwiderstandes bei best. Brücken aufgrund von Nutzungsänderungen Folge ihres fortgeschrittenen Nutzungsalters sind zum Teil Korrosionsschäden an der Querkraftbewehrung Vorh. Lösungen durchgebohrten Gewindestäben, eingeklebte Ankerelemente und Umschnürungen mit CFK-Lamellen Bauaufsichtlich zugelassenes Verfahren für die Querkraftverstärkung von nicht vorwiegend ruhend belasteten Bauwerken (Brücken) vorhanden? Seite 7
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Querkraftverstärkung bestehender Brückentragwerke Zielsetzung Literaturrecherche Bisher bekannten Verfahren bewerten in Bezug auf: Einbringung der Verstärkungselemente in das Tragwerk (sind Nutzungspausen erforderlich, Bauen unter Verkehr möglich) Einteilen der Verstärkungselemente in Bezug auf Robustheit und Dauerhaftigkeit. Kosten im Verhältnis zur Laststeigerung (volkswirtschaftlicher Nutzen) Innovative Ertüchtigungsmaßnahmen für Brücken entwickeln. Seite 8
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Querkraftverstärkung bestehender Brückentragwerke Zielsetzung Innovative Querkraftverstärkung experimentell und theoretisch untersuchen. Sicherheitstheoretisch abgesichertes Bemessungsmodell entwickeln. Seite 9
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Querkraft- und Torsionswiderstand Bewertung des Querkraft- und Torsionswiderstandes bestehender Stahlbeton und Spannbetonbrücken max. Projektdauer: 24 Monate max. Projektkosten: 240.000 (excl. USt.) Projektbegleiter ASFINAG: Michael Kleiser Projektbegleiter ÖBB: Andreas Schön Seite 10
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Bewertung des Querkraft- und Torsionswiderstandes Problemstellung Viele im Betrieb befindliche Brücken des Straßen- und Eisenbahnnetzes wurden in Betonbauweise geplant und errichtet Im Laufe der Zeit änderten sich Bemessungskonzepte und Lastannahmen In der Folge weisen Bestandsbrücken nach dem heutigen Stand der Technik zu geringe Querkraft- und Torsionswiderstände auf Viele Bauwerke befinden sich jedoch augenscheinlich in einem sehr guten Zustand Seite 11
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Bewertung des Querkraft- und Torsionswiderstandes Problemstellung VIDEO: Versuch zur Bestimmung des Querkrafttragverhaltens Seite 12
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Querkraft- und Torsionswiderstand Zielsetzung Vermeidung von Verstärkungsmaßnahmen bzw. Ersatzneubauten von bei gutem Erhaltungszustand aber Defiziten gem. Eurocode Aufbereitung komplexer Rechenmodelle (z.b. Schubfeldmodell) für eine einfache Anwendung in der Praxis Einsatzbereich vereinfachter Modelle ist zu definieren und durch Vergleichsberechnungen mit Bauteilversuchen zu belegen Absicherung durch zusätzliche probabilistische Betrachtungen bzgl. der Versagensmechanismen und Werkstoffeigenschaften (s. Video) Seite 13
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Nachhaltiger Beton Entwicklung energie- und ressourcenoptimierter Betone für den Infrastrukturbereich max. Projektdauer: 24 Monate max. Projektkosten: 200.000 (excl. USt.) Projektbegleiter ASFINAG: Robert Liskounig Projektbegleiter ÖBB: Andreas Schön Seite 14
Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Nachhaltiger Beton Problemstellung Beton ist ein ressourcen- und energieintensiver Baustoff mit vielen Vorteilen (Dauerhaftigkeit, Festigkeit, Wiederverwertbarkeit, ) Beton wird im Infrastrukturbau in großen Mengen eingesetzt sehr großes Potential für Nachhaltigkeit im Baubereich Beton soll ein (noch) nachhaltiger(er) Baustoff werden! Seite 15
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Nachhaltiger Beton Zielsetzung Grundlegende Verbesserung der Zusammensetzung von Betonen für den Infrastrukturbereich (Massenbetone für z.b. Tragwerke) zur Verringerung des carbon footprint des Baustoffes Nachweis von: Ressourcen- und Energieeinsparung Kosteneinsparungen Dauerhaftigkeit Wiederverwendbarkeit Vergleichsrechnung mit einem tatsächlich ausgeführten Bauwerk Seite 16
VIF 2012 Themenschwerpunkt 3 STRASSE & SCHIENE Seite 17
VIF 2012 - KONTAKT Christian Pecharda (FFG) christian.pecharda@ffg.at Eva Hackl (ASFINAG) +43 (0) 50108 10424 eva.hackl@asfinag.at Wolfgang Zottl (ÖBB Infra AG) +43 (0)1 93000 32604 Wolfgang.Zottl@oebb.at Seite 18