Kippstabilität von langen, vorgespannten Betonfertigteilträgern

Vorgefertigte Spannbetonträger werden häufig bei Projekten eingesetzt, die hohe Anforderungen an die Baugeschwindigkeit und die Komplexität der Montage stellen. Effizientere Querschnittsformen in Kombination mit großen Spannweiten fordern ihren Tribut in Form von seitlicher Instabilität.

Das Auftreten einer Biegung oder einer übermäßigen Durchbiegung um die schwache Achse eines schlanken Spannbetonfertigteilträgers oder gar der Einsturz einer Spannbetonfertigteilträgerbrücke auf einer Baustelle während der Hebephase ist kein seltenes Missgeschick. Aber passiert so etwas heutzutage wirklich noch, trotz aller Sicherheitsvorschriften, Richtlinien und bisherigen Erfahrungen der Ingenieure? Ja, es passiert. Wie kommt es dazu? Was ist das Problem?

Kippstabilität von langen vorgespannten Trägern

Vorgefertigte Betonbalken oder -träger werden bei einer Vielzahl von Projekten eingesetzt, typischerweise bei Industriehallen, Verbrauchermärkten, Lagerhäusern oder Trägerbrücken aus vorgespanntem Beton. Mehrere technologische Fortschritte, wie die verwendeten Materialien, effizientere Querschnittsformen und größere Spannlitzen, ermöglichen größere Spannweiten. Durch die größere Spannweite erhöht sich auch das Gesamtgewicht solcher Träger, so dass die Transport- und Handhabungsphasen manchmal zu den kritischen Lastfällen bei der Tragwerksplanung werden, wie in Abbildung [3] dargestellt.

Die übliche Strategie zur Lösung dieses Problems besteht darin, das Eigengewicht der Träger durch Verringerung der Flanschbreite zu minimieren. Dies führt jedoch auch zu einer Verringerung der Steifigkeit in der schwachen Achse und der Torsionssteifigkeit des Elements, wodurch das Risiko einer seitlichen Instabilität erhöht wird. [1]

Die gemeldeten Unfälle und Schäden aufgrund seitlicher Instabilität stehen in der Regel im Zusammenhang mit Exzentrizitäten, die bei transienten Belastungssituationen (Heben, Transport und Lagerung) Effekte zweiter Ordnung auslösen. Typische Ursachen für diese Exzentrizitäten sind Fertigungstoleranzen, Schwankungen in der seitlichen Positionierung der Litzen, lokale Risse, Kriech- und Schwindbewegungen sowie die Erwärmung durch die Sonne auf einer Seite, die eine Durchbiegung des Trägers verursacht. Da bei Spannbetonträgern davon ausgegangen wurde, dass sie über eine ausreichende Steifigkeit in der schwachen Achse verfügen, wurde diesem Phänomen traditionell nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt. [1]

Unfälle bei langen vorgespannten Betonfertigteilträgern

Die 1965 erbaute Dehtiarivskyi-Brücke in Kiew, die am 13. Juni 2023 für Renovierungsarbeiten geschlossen wurde, stürzte ein [2]. Nachdem bereits sechs Träger montiert worden waren, begannen die Arbeiter mit dem Einbau des siebten Trägers, der daraufhin . Glücklicherweise gab es keine Todesopfer, aber natürlich entstand ein enormer finanzieller Schaden.

Geometrie: Querschnitt, Spannweite, Spannglieder, Bauzustandsgeschichte sind bereits in der Beam-App für die globale Analyse und Bemessung definiert. Alle Daten werden automatisch berücksichtigt.
Registerkarte Seitenstabilität: Definieren Sie detaillierte Eingabedaten über das Anheben, den Transport und andere Bauabschnitte, wie z. B. anfängliche Imperfektionen, Details zu Anschlagmitteln, endgültige Auflagertypen, usw. Alle diese Daten beeinflussen die Kippstabilität-Analyse.
Führen Sie einen Kippnachweis durch: d.h. eine materiell und geometrisch nichtlineare Analyse mit anfänglichen Imperfektionen. Die fortschrittliche Methode dahinter, nicht vereinfachte Methoden oder Formeln.
Ergebnisse: Die Ergebnisse der Kippstabilitäts-Analyse sind Reaktionen, Schnittgrößen und Durchbiegungen.
Kippstabilität-Prüfung: Bislang ist eine manuelle Eingabe in die RCS-App möglich. Nachdem die Kippstabilitäts-Analyse ausgeführt wurde, gehen Sie zu den detaillierten Ergebnissen (RCS-App) und speichern Sie als neue Datei, geben Sie zusätzliche Schnittgrößen aufgrund von Knicken in die maßgebende Kombination aus Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit ein und führen Sie alle Nachweise durch.
Hinweis: Die automatische Eingabe von Kippstabilitäts-Ergebnissen in die Nachweiskombinationen wird in Kürze entwickelt .
Bericht: Generieren Sie genaue Berichte mit automatischen Normnachweisen und anpassbaren Ausgaben, um Zeit zu sparen und das Fehlerrisiko zu verringern.

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Kippstabilität von langen, vorgespannten Betonfertigteilträgern

Kippstabilität von langen vorgespannten Trägern

Unfälle bei langen vorgespannten Betonfertigteilträgern

Sichere schlanke Spannbetonträger aus Fertigteilen

Die Lösung für die Kippstabilität

Fazit

Quellen

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Weitere Lektüre

Bemessung eines Spannbetonsattelträgers (DIN EN)

Vorgespannte Autobahn-Betonbrücke

Wie kann man einen vorgespannten Träger mit Öffnungen einfach konstruieren?