Auswirkungen der Torsionssteifigkeit auf das Tragverhalten von Betonbrücken mit Plattenbalkenquerschnitt

Für eine nachhaltige Bemessung von Stahlbeton- und Spannbetonbrücken in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit ist eine realitätsgetreue Abschätzung der Torsionssteifigkeit in Abhängigkeit von der Höhe der Beanspruchung notwendig. Unter anderem aufgrund des aktuell begrenzten Kenntnisstands sind normative Grundlagen für die Nachrechnung von Brückenbauwerken lediglich eingeschränkt vorhanden und für die Brückenneubemessung nicht vorgesehen. Der vorliegende Beitrag gibt eine Übersicht über das Torsionstragverhalten und insbesondere die Torsionssteifigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen mit Plattenbalkenquerschnitt. Der Fokus liegt hierbei auf der mit der Reduzierung der Torsionssteifigkeit einhergehenden Schnittgrößenumlagerung im Gesamtsystem, was u. a. zu geringeren Bemessungstorsionsmomenten und folglich zu einer kleineren erforderlichen Bewehrungsmenge für die Torsionsbeanspruchung führt. Dieses wird anschaulich anhand einer Parameterstudie mit dem Modell nach Bieger sowie am Beispiel einer Brückennachrechnung und der Bemessung eines Brückenneubaus in Spannbetonbauweise erläutert.

Effects of torsional stiffness on the load-bearing behaviour of concrete bridges with T-beam cross section
For a sustainable design of reinforced and prestressed concrete bridges in the ultimate limit state and serviceability limit state, a realistic estimation of the torsional stiffness as a function of the load level is necessary. Due to the current limited number of studies, normative bases for the recalculation of bridge structures are only available to a limited extent and are not intended for the design of new bridge constructions. The present article gives an overview of the torsional load-bearing behavior and, in particular, the torsional stiffness of reinforced and prestressed concrete structures with T-beam cross sections. The focus is on the redistribution of internal forces in the overall system associated with the reduction of torsional stiffness, which leads, among other things, to lower design torsional moments and consequently to a smaller amount of reinforcement required for torsional loading. This is explained clearly using a parameter study with the Bieger model and the example of a bridge recalculation as well as the design of a new bridge in prestressed concrete construction.