Ermüdung von Spannbetonträgern mit Bügelbewehrung unter Querkraftbeanspruchung

Brücken aus den 1960-70er-Jahren wurden aufgrund der hohen Vorspannung häufig mit sehr geringen Querkraftbewehrungsgraden ausgeführt. Weist man die betroffenen Brücken nach DIN-Fachbericht 102 mit den neuen Lastmodellen aus DIN-Fachbericht 101 nach, ergibt sich in vielen Fällen eine deutlich höhere erforderliche Querkraftbewehrung als in den Stegen vorhanden. Zur Untersuchung der Ermüdungsfestigkeit von Spannbetonträgern mit Querkraftbewehrung wurden Ermüdungsversuche an 14 Trägern mit geringem Querkraftbewehrungsgrad (&rgr;w = 0,15%, &rgr;w = 0,22% und &rgr;w = 0,33%) durchgeführt.
Der Beitrag beschreibt die experimentellen Untersuchungen und das in den Versuchen beobachtete sukzessive Versagen der Querkraftbewehrung unter zyklischer Beanspruchung. Anhand von Vergleichsrechnungen und den im Versuch ermittelten Druckstrebenwinkeln wurde ein Ansatz zur Ermittlung der Spannungsschwingbreite der Querkraftbewehrung unter zyklischer Belastung entwickelt. Der Ansatz basiert auf dem Fachwerkmodell mit variablem Druckstrebenwinkel.

Fatigue of prestressed beams with web reinforcement under cyclic shear
Many existing bridge structures built in the 1960s and 1970s typically feature a high degree of prestressing and low shear reinforcement ratios. Therefore, their shear bearing capacity, originally determined based on the principal tensile strength criterion, can often not be verified with the strut and tie models of DIN-Fachbericht 102. To investigate the shear strength of prestressed concrete beams with web reinforcement under cyclic loading, fatigue tests on 14 beams with a low amount of shear reinforcement (&rgr;w = 0,15%, &rgr;w = 0,22% and &rgr;w = 0,33%) were performed.
The present paper describes the fatigue tests and the occurring gradually stirrup fractures with increasing number of load cycles. Based on comparative calculations and the experimentally determined strut inclinations, a modified approach to calculate the stirrup stress amplitude under cyclic loading has been developed. It is based on a truss model with variable strut inclination.