Berücksichtigung der Querbiegebewehrung zur Erhöhung des Querkraftwiderstands bei einer Bestandsbrücke - Fachwerkmodell und nichtlineare FE-Analyse

Zahlreiche Brücken aus den 1970er und 1980er Jahren sind heute deutlich höheren Verkehrslasten ausgesetzt als damals bei der ursprünglichen Bemessung. Unterdessen wurden die normativen Regelungen eher verschärft oder verfeinert, sodass diese Bauwerke den heute geltenden Regeln oft nicht standhalten können. Mit der Einführung der sogenannten Erhaltungsnorm SIA 269 ff. wurde versucht, dieser Tatsache entgegenzuwirken, insbesondere, indem günstige Einflüsse wie Materialnacherhärtung oder Reduktion der Restnutzugsdauer Eingang fanden. Im Falle der Grenzbrücke Basel hätte ein üblicher Querkraftnachweis zu einer aufwendigen Querkraftverstärkung in großen Bereichen der Brücke geführt. Unter Ansatz der Querbiegebewehrung für die Querkrafttragfähigkeit konnte jedoch auf die ursprünglich geplante Verstärkungsmaßnahme verzichtet werden. Die Wirkung der Querbiegebewehrung auf den Querkraftwiderstand wurde anhand eines zusätzlichen zweiten Fachwerkmodells erfasst. Die notwendige Erhöhung des Biegewiderstands ergab sich durch einen Spannungszuwachs im Spannglied bei der Findung des horizontalen Kräftegleichgewichts. Mit einer nichtlinearen Finite-Elemente-Berechnung konnten die Ergebnisse überprüft und die Verträglichkeit der beiden Fachwerkmodelle aufgezeigt werden.

Consideration of transverse bending reinforcement to increase the shear resistance of an existing bridge - Model development and compatibility assessment
Many bridges built in the 1970s and 1980s are now exposed to much higher traffic loads than they were designed for at the time. In the meantime, the normative regulations have tended to be tightened or refined, so that these structures often cannot withstand the rules that apply today. With the introduction of the so-called maintenance standard SIA 269ff. [1], an attempt was made to counteract this fact, in particular by incorporating favourable influences such as material post-hardening or reduction of the remaining period of use. In the case of the Basel border bridge, a conventional shear verification would have led to costly shear force reinforcement in large areas of the bridge. However, by applying the transverse bending reinforcement for the shear force bearing capacity, the originally planned reinforcement measure could be dispensed with. The transverse bending reinforcement was taken into account in the shear force resistance by adding a second truss model. The necessary increase of the bending resistance resulted from a stress increase in the tendons when finding the horizontal force equilibrium. With a non-linear finite element calculation, the results could be checked and the compatibility of the two truss models could be shown.