Vorgespannte Trockenfugen für modulare Brücken unter zyklischer Belastung

Modulares Bauen mit Betonfertigteilen gewinnt in den letzten Jahren verstärkt an Bedeutung. Aktuelle Entwicklungen in Praxis und Forschung untersuchen das Fügen der einzelnen Module völlig ohne Ortbeton, Vergussmörtel, Klebung oder Schubnocken. Eine Möglichkeit zur Kraftübertragung bietet das Aktivieren der Oberflächenreibung mittels Vorspannung. Während die Schertragfähigkeit maßgeblich vom Haftreibungsbeiwert abhängt, ist die Biegetragfähigkeit an die Dekompression der Trockenfuge gebunden. Aus statischer Sicht ist die wirklichkeitsnahe Beurteilung der Oberflächentopographie essentiell. In der DIN EN 1992-1-1 wird diese in vier Stufen von sehr glatt bis verzahnt eingeteilt, wodurch die Vielzahl an unterschiedlichen Oberflächenqualitäten nur grob abgebildet wird. Darüber hinaus ist die uneingeschränkte Übertragbarkeit des Coulombschen Reibungsgesetzes auf den Beton, vor allem bei höheren Druckspannungen in der Fuge, zu überprüfen. Zwei nennenswerte Anwendungsfelder des modularen Bauens stellen Brückenbauwerke und Windenergieanlagen dar. Beide Bauwerksgruppen unterliegen vorwiegend nichtruhenden Belastungen, welche ermüdungsrelevante Beanspruchungen im Kontaktbereich hervorrufen. Um dauerhafte, ermüdungsresistente und sichere Bauwerke zu errichten, müssen die maßgeblichen Beanspruchungscharakteristika sowie deren Auswirkungen auf die Kontaktoberfläche und die Betonmatrix identifiziert und untersucht werden.

Prestressed dry joints for modular bridge structures under cyclic loading
Modular construction with precast concrete elements has been becoming increasingly important for years. Current developments in construction industry and research investigate the joining of the modules without any in-situ concrete, mortar, gluing or shear keys. One possibility is to activate surface friction by pre-tensioning. While shear strength depends largely on the roughness coefficient, bending strength is related to decompression of dry joints. In order to prove structural strength a realistic assessment of the surface topography is essential. DIN EN 1992-1-1 distinguishes four levels ranging from very smooth joints to keyed joints, which means that the large number of different surface qualities is not represented adequately. Furthermore the transferability of Coulomb's law of friction to concrete surfaces at higher compression stresses in joints should be investigated. Bridge structures and wind turbines are two primary fields of application. Both types of structures are predominantly claimed by non-static loads. This stress causes fatigue in the interface region of the precast components. Due to errection of fatigue-resistant and safe structures the relevant load characteristics and their effects on contact surface and concrete matrix must be identified.