Verstärken von Stahlbetontragwerken mit Temperaturinduktion

Nachträgliche Verstärkungen wirken nicht für Eigengewichte. Ohne ein Anheben oder Vorspannen bleiben durch sie erzeugte Spannungen im Bestand eingeprägt und lagern sich erst bei erheblicher Rissbildung auf die Verstärkung um. Zur Lösung wird hier eine Temperierung von außen vorgeschlagen (Temperaturinduktion). Sie ist nutzbar für statisch unbestimmte Tragwerke und dient der Verstärkung der Biegetragfähigkeit mit nachträglich eingeschlitzter Bewehrung.
Grundprinzip ist das planmäßige Einbringen von Temperaturgradienten. Damit lassen sich Schnittgrößen beliebig verändern. Die Eigengewichtsmomente werden derart mit induzierten Zwangsspannungen aus der Temperatur überlagert, dass die zu verstärkenden Bereiche entlastet sind. Es folgen Verstärkung und Rückgang der Temperierung. Die Verstärkung ist dann bereits für die Aufnahme des Eigengewichts wirksam. Die Methode wird an einem Zweifeldträger im Labor umgesetzt und für die Verstärkung der Stützbewehrung bei hohen bzw. geringen Eigenlasten demonstriert.

Strengthening of reinforced concrete structures with temperature induction
Subsequent strengthening is not effective for dead loads. Without lifting or pre-stressing, stresses generated by dead loads remain imprinted into the existing member and are not transferred to the additional reinforcement before considerable cracks have formed. Controlled external temperature induction yields a solution to this problem as suggested here. It can be used for statically indeterminate structures and increases the bending resistance due to reinforcement subsequently glued into slots.
The fundamental idea is a systematic induction of temperature gradients. This enables to alter internal forces as required. The bending moments due to dead load are superimposed with stresses induced by temperature constraints so that regions which require strengthening are relieved. Once strengthening is applied the temperature gradient is lowered. This way, strengthening already contributes to carry the dead load. The method is exemplified on two-span girders in the lab. Its potential is demonstrated by strengthening of the reinforcement at the internal support on high and low dead load levels.