Einfluss von Umlenkbelastungen auf die Ermüdung von Spanngliedern im nachträglichen Verbund

Bei Spanngliedern im nachträglichen Verbund treten im Bereich von Umlenkungen im Kontaktbereich zwischen Spannstahl und Hüllrohr hohe Umlenkbelastungen auf. Diese können unter zyklischer Belastung zu Reibdauerbeanspruchungen zwischen Spannstahl und Hüllrohr führen und die Ermüdungsfestigkeit des Spannstahls reduzieren. Da die Umlenkbelastung auf die am Hüllrohr anliegenden Spannstähle maßgeblich von der Spannstahlanordnung und -anzahl im Hüllrohr abhängig ist, wurden zunächst zugelassene Spanngliedkonfigurationen hinsichtlich der, aus der Spannstahlanordnung entstehenden, lokalen Kontaktkräfte zwischen Spannstahl und Hüllrohr untersucht (Stapelfaktor). Um die Auswirkungen der resultierenden Umlenkbelastungen auf das Ermüdungsverhalten des Spannstahls zu bestimmen, wurde anschließend die am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig vorhandene Datenbank mit Ermüdungsversuchen ausgewertet. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl die Spannstahlanordnung und -anzahl im Hüllrohr als auch die resultierende Umlenkbelastung auf einzelne Spannstähle einen wesentlichen Einfluss auf das Ermüdungsverhalten von Spanngliedern haben. In diesem Artikel werden die Ergebnisse zusammengefasst und darauf aufbauend ein Vorschlag zur Berücksichtigung von Umlenkbelastungen beim Nachweis der Ermüdung von Spanngliedern im nachträglichen Verbund vorgestellt.

Influence of lateral loads on the fatigue of prestressing steel in post-tensioned concrete
The fatigue strength of prestressing steel in post-tensioned concrete structures can be reduced significantly in regions of high curvature caused by high lateral contact loads and friction stresses in the contact zone between prestressing steel and duct. Since the lateral loads in these contact zone depend on the amount and arrangement of steel in the duct, initially approved tendon configurations were investigated with regard to the local contact loads between prestressing steel and duct (k-factor). In order to determine the effects of the resulting lateral loads on the fatigue strength of the prestressing steel, fatigue tests were evaluated at the iBMB, Division of Concrete Construction of the TU Braunschweig. It could be shown that both the amount and the arrangement of steel in the duct and the lateral loads have a significant influence on the fatigue behavior of curved tendons. In this article the results of investigations are summarized and a modified verification approach reflecting the fatigue strength of curved tendons is formulated in consideration of the lateral loads.