In order to understand the overall picture, the different technologies for the use of thin‐walled prefabricated elements in bridge construction as well as the first‐time application of them in a bridge project in Austria are described in this paper. Thereafter a newly developed construction method for the on‐site fabrication of lightweight box‐shaped segments from thin‐walled concrete elements, strengthened with steel girders, is explained with the focus lying on the construction of a prototype in a 1:1 scaling. The conceptional design, the manufacturing in a prefabrication plant in Austria and the transport to a construction site are illustrated. Finally, an application example of the new technology is shown based on a design using the incremental launching method. The research confirms the feasibility of the on‐site assembly of segments from thin‐walled prefabricated elements and that this construction method, once minor constructive details will be solved in the ongoing research project, has great potential for a broad application in bridge construction.
<p>Segmental bridge construction combines the advantages of prefabrication, for example the reduction of construction time and very high product quality, with those of common bridge erecting methods. Short precast segments are assembled and prestressed to form the complete superstructure. New methods divide these segments into prefabricated elements to create new lighter versions of the segments. For this to work, new joint types must be developed which can ensure the force transfer between the segments. In this paper, several methods, including a new concept for joining thin-walled pre-fabricated elements, are described. Push-off tests with a constant lateral force were carried out to assess the shear strength and deformation behaviour. The main parameters were the joint type (wet joints: plain, grooved, keyed; dry joints), the mortar type, and the level of lateral force. In this paper, the test results are presented and recalculations with a design code are shown.</p>
Zusammenfassung Die Diskussion über das Zusammenspiel verschiedener Querkrafttragmechanismen ist trotz des Vorhandenseins von reichlich gefüllten Versuchsdatenbanken noch immer im Gange. Die Ausprägung der einzelnen Mechanismen ist von dem sich einstellenden Rissbild und der dazugehörigen Risskinematik abhängig und wird somit wesentlich von der Konstruktionsart und dem Belastungszustand beeinflusst. In einem umfangreichen Versuchsprogramm, welches siebzehn Querkraftversuche an neun Plattenstreifen umfasste, wurde das Bauteilverhalten von Stahlbetonbauteilen mit Aufbiegungen untersucht. Die variierten Parameter waren Position und Anzahl der unter 45 ° aufgebogenen Längsstäbe sowie die Belastungsart. Eine detaillierte Analyse der Querkraftkomponenten auf Basis von photogrammetrischen Messungen der Schubrisskinematik zeigt, dass Komponenten der aufgebogenen Stahlbewehrung gemeinsam mit jenen des Betons wirken können. Die Auswertung der erzielten Querkraftwiderstände zeigt ebenso, dass eine separate Betrachtung der Tragwirkungen von Stahl und Beton, wie dies auch nach Eurocode 2 erfolgt, das tatsächliche Tragverhalten unzureichend beschreibt. Dadurch wird der Bedarf für neue Modelle für diese Bauweise aufgezeigt.
<p>Nowadays large box-girder concrete bridges are either built using pre-cast segmental erection or in-situ casting of concrete. Using these methods sets limitations when it comes to construction speed or to segment length due to the weight of full-cast concrete segments. To close the gap between the two construction approaches, the Institute of Structural Engineering of the TU Wien has developed new technologies for bridge construction using thin-walled pre-fabricated elements originally used in building construction. Based on these developments, an innovative construction method has been proposed, which consists of the following steps:</p> <ul> <li>Highly automated production of thin-walled concrete elements in a pre-casting-plant</li> <li>On-site production of box-girder segments using thin-walled elements</li> <li>Connection of the segments with post-tensioning tendons to form a bridge girder</li> <li>Installation of the girder to its final position using any construction method as for example incremental launching or the balanced lift method</li> <li>Pumping of in-situ concrete, to complete the girder in the final position</li> </ul> <p>The presented research shows, that this approach is advantageous for construction methods, with large differences in bending moment distribution during the construction stages and the final state. The required amount of materials cannot only be reduced, but the construction process can be accelerated as well, therefore improving the efficiency in bridge construction. Results of tests on large-scale specimens, which will be described in detail, show the potential of the new method.</p>
Zyklische Schubversuche sind eine gängige Methode, um die Tragfähigkeit und das Verformungsverhalten von Wänden bei dynamischen Belastungen in horizontaler Richtung, wie sie zum Beispiel bei Erdbeben auftreten, zu beurteilen. In der vorliegenden Arbeit werden zyklische Schubversuche an 36 Wänden aus verschiedenen Mauerwerksarten beschrieben, die Testergebnisse gezeigt und mit rechnerischen Widerständen laut Eurocode 6 verglichen. Nach einer Auflistung der verwendeten Baustoffe werden für alle untersuchten Wände die verwendeten Materialien und deren Abmessungen angegeben. Darauf folgt eine Beschreibung der verwendeten Versuchsaufbauten an den Instituten UTCB in Bukarest sowie ZAG in Ljubljana. Den Hauptteil bilden die Darstellung der Messwerte hinsichtlich erreichbarer Traglasten und Driftwerte sowie die Ermittlung einer bilinearen Näherung für jeden Versuch. Im Anschluss daran werden die einhüllenden Kurven der Hystereseschleifen aller Versuche gezeigt und miteinander verglichen. Abschließend wird ein Vergleich der gewonnenen Versuchsergebnisse mit rechnerischen Widerständen laut Eurocode 6 gezeigt. Mit diesen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Wände aus Mauerwerk große Driftkapazitäten aufweisen und die Bemessung mit den Modellen des Eurocode 6 sehr realitätsnahe Ergebnisse liefert und bei der Bemessung von Mauerwerk aus betonverfüllten Ziegeln mit einer Verbundsteinfestigkeit – vor allem für stärker bewehrte Wände – konservativere Ergebnisse erzielt werden.
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