Band 6: Monitoringbasierte Analyse der integralen Brücke S33.24  VSF-Forschungsarbeit, November 2011

Ziel des Forschungsprojekts ist die messdatengestützte Untersuchung der Tragwerksbeanspruchungen zufolge Kriechen, Schwinden, Temperatur, Verkehr sowie die Untersuchung der Boden-Bauwerks-Interaktion.

Insbesondere wurde eine Probebelastung zur inversen Identifikation der Strukturcharakteristika durchgeführt. Das Integrale Brückenbauwerk „Marktwasserbrücke“ auf der Kremser Schnellstraße S 33 wurde während dessen Errichtung im Dezember 2008 mit einem permanenten Monitoringsystem ausgestattet. Entsprechend dem integrativen Monitoringkonzept wurden insgesamt 20 faseroptische Sensoren, davon 12 Dehnungs- und 8 Temperatursensoren, parallel zur oberen und unteren Bewehrungslage der Tragwerksplatte verlegt und miteinbetoniert. Zur Untersuchung der Boden-Bauwerks-Interaktion sowie zur Beurteilung der Schleppplattenlösung und der Entwicklung des Dehnungsfeldes oberhalb der Schleppplatte wurden Extensometer, faseroptische Messgewebe und mit Dehnmessstreifen versehene Geotextile im Hinterfüllungsbereich eingebaut. Die in den ersten beiden Forschungsjahren durchgeführten Messungen liefern zusammenfassend nachfolgende Erkenntnisse:

1. Die maximal während der Probebelastung mit drei 40-to LKW aufgetretenen Dehnungen in der Tragwerksplatte liegen mit rund 0,015 Promille deutlich unter der Grenze für Rissbildung mit 0,092 Promille.
2. In Bezug auf den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit der Randspannungen liegt während des Beobachtungszeitraumes eine Sicherheit von 1,13 im Zustand I und von 1,33 im Zustand II vor.
3. Die Extrapolation einer 14tägigen Verkehrsmessung auf einen Betrachtungszeitraum von 100 Jahren legt einen LM1-Lastmodellfaktor α = 0,75 für den Zustand I und α = 0,50 für den Zustand II für Strukturen mit weicher Einspannung nahe. Für steife Einspannung ergeben sich α = 1,21 für den Zustand I und α = 0,73 für den Zustand II.
4. Die thermischen Dehnungen der oberen und unteren Lage liegen mit rund ±0,04 Promille deutlich unterhalb der im selben Zeitraum beobachteten mechanischen Dehnungen aus Eigengewicht, Ausbaulasten und Verkehr von -0,15 bis 0,60 Promille.
5. Widerlagerbewegung und Tragwerkstemperatur sind deutlich korreliert. Die temperaturbedingten Tragwerksverformungen liegen rund 40 Prozent unter jenen freier Ausdehnung.
6. Mit einer Wahrscheinlichkeit von p > 23 Prozent ist Erddruck vorhanden und mit p > 1,7 Prozent wird der aktive Erddruck aktiviert.
7. Das Dehnungsfeld im Schleppplattenbereich stimmt qualitativ mit dem Designannahmen überein und ist deutlich mit Widerlagerverschiebung und Tragwerkstemperatur korreliert. Umlagerungseffekte wurden jeweils zum Zeitpunkt maximaler Ausdehnung beziehungsweise Verkürzung nachgewiesen.