Forschungsbericht 2009



Segmental Hollow Box Girder Bridges:Temperature induced deformations in match-casting segments and their influence on the serviceability and the load bearing capacity of the structure - Segmentbrücken: Der Einfluss von Temperaturverformungen beim Kontaktverfahren auf die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit

Institut: Massivbau
Projektleitung: Univ. Prof. Dr.-Ing. Günter Rombach
Stellvertretende Projektleitung: Univ. Prof. Dr.-Ing. Günter Rombach
Mitarbeiter/innen: MSc Ra'ed Abendeh
Projektnummer: E.3-07.058
Laufzeit: 01.08.2002 - 31.07.2006
Finanzierung: TUHH


 

Match casting is a common segment production method for segmental post-tensioned concrete box girder bridges. A problem can arise when the quite heat of hydration of the concrete in the new segment causes a thermal gradient in the match cast segment. This gradient can cause a bowing of the match cast segment. The dry joints in the bridge are not perfectly fitting as assumed in design. A special thermo-mechanical finite element model has been developed to simulate the behavior of segments during match-casting. The temperature distribution within a body and the subsequent thermal stresses and deformations under any stable or variable boundary condition with respect to time can be analyzed. Included in this model are the evolution of temperature produced from the heat of hydration in the new cast segment, the non-linear time dependant behavior of concrete and the temperature flux between the new and old segment. Segmentbrücken werden meistens mit dem Kontaktverfahren hergestellt um eine möglichst gute Passgenauigkeit der einzelnen Fertigteile zu erzielen. Infolge der Hydratationswärme beim Abbinden des Betons kommt es jedoch zu einer Temperaturverformung des neuen Segmentes. Dies führt nach Abkühlung zu einem Spalt in der Fuge zwischen zwei Segmenten. Ein spezielles thermo-mechanischen Finite Elemente modell wurde entwickelt um das Verhalten der Segmente bei der Herstellung im Kontaktverfahren zu simulieren. Sowohl die Temperaturverteilung im Betonkörper infolge der Hydratation als auch die hieraus resultierenden Spannungen und Verformungen können zu jeden beliebigen Zeitpunkt für beliebige Umgebungsbedingungen bestimmt werden.

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Stichwörter

  • Bowing
  • Kontaktverfahren
  • Match casting
  • Segmental hollow box girder bridges
  • Segmentbrücken