Brückenbau mit dem Taktschiebeverfahren unter Verwendung dünnwandiger Betonfertigteile

Abstract

Am Einsatz von dünnwandigen Halbfertigteilen aus Beton im Brückenbau wird derzeit am Institut für Tragkonstruktionen der Technischen Univerität Wien geforscht. Ein Aspekt des Forschungsgebiets ist die Herstellung eines Brückenüberbaus aus dünnwandigen Halbfertigteilen, der mit dem Taktschiebeverfahren eingeschoben werden soll. Grundlage zu den Überlegungen ist einerseits die Kenntnis über die Besonderheiten des Taktschiebeverfahrens als Brückenbauverfahren im Betonbau, andererseits die Hintergründe zum Arbeiten mit dünnwandigen Halbfertigteilen, sowie die bisher gewonnenen Erkenntnisse aus dem laufenden Forschungsprojekt. Die Verwendung von dünnwandigen Halbfertigteilen für die Errichtung einer Brücke mit dem Taktschiebeverfahren soll im Folgenden am Beispiel einer Straßenbrücke beim „Knoten Inzersdorf“ in Wien untersucht werden. Dabei werden die auftretenden Bauzustände während des Taktschiebens und während des Ausbetonierens des Halbfertigteilquerschnitts untersucht. In den Bauzuständen des Taktschiebens sowie im Endzustand wurde die notwendige Vorspannkraft ermittelt, um die geforderten Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit zu erfüllen. Überlegungen zur Verwendung eines anderen Vorbauschnabels bzw. zum Verzicht auf einen Vorbauschnabel werden angestellt. Im Bauzustand des Verfüllens des Halbfertigteilquerschnitts mit Frischbeton werden unterschiedliche Betonierreihenfolgen bezüglich ihrer Machbarkeit und ihrer Auswirkung auf den Bedarf an Spannstahl untersucht. Es wurde eine Betonierreihenfolge erarbeitet, die aus herstellungstechnischer Sicht mit möglichst wenig Aufwand verbunden ist und zu günstigen Spannungszuständen im Querschnitt führt. Auch der Endzustand der Brücke wird untersucht. Dieser wird mit dem im Originalprojekt verwendeten Brückenquerschnitt verglichen, um das massenmäßige Einsparpotential an Beton und Spannstahl, das sich durch die Verwendung dünnwandiger Halbfertigteile ergibt, aufzuzeigen. Abschließend erfolgt eine Beurteilung der Umsetzbarkeit und Einschätzung der Konkurrenzfähigkeit des Brückenbaus mit dem Taktschiebeverfahren unter Verwendung von dünnwandigen Halbfertigteilen.

The use of ultra-thin semi-precast elements made from concrete in bridge construction is currently being investigated at the Institute for Structural Engineering of the TU Wien. One aspect of this field of research is the construction of a bridge girder from ultra-thin semi-precast elements, which should be constructed by using the incremental launching method. The basis for the considerations is on the one hand the knowledge about the special features of the incremental launching method as a bridge construction method in concrete construction, on the other hand the background for working with ultra-thin semi-precast elements, as well as the knowledge gained so far from the current research project. The use of ultra-thin semi-precast elements for the construction of a bridge using the incremental launching method will be investigated in the following using the example of a road bridge at the motorway intersection "Knoten Inzersdorf" in Vienna. In the process, the construction stages that occur during the incremental launching and during the concreting of the semi-precast cross-section will be investigated. The required prestressing forces were determined in all construction stages of the incremental launching in order to fulfil the required verifications in the ultimate limit state and the serviceability limit state. Considerations for the use of a dierent launching nose or for the renunciation of a launching nose are made. In the construction stage of filling the semi-precast cross-section with fresh concrete, dierent concreting sequences are examined with regard to their feasibility and their eect on the need for prestressing steel. A concreting sequence was developed which, from the point of view of production technology, is associated with as little eort as possible and leads to favourable stress conditions in the cross-section. The final state of the bridge is also investigated. This will be compared with the bridge cross-section used in the original project to show the mass savings potential in concrete and prestressing steel resulting from the use of ultra-thin semi-precast elements. Finally, an assessment of the feasibility and competitiveness of the bridge construction with the incremental launching method using ultra-thin semi-precast elements is carried out.