Temperature Induced Deformations in Match-Cast Segments and their Effects on Precast Segmental Bridges (Tienda española)

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Temperaturbedingte Verformungen von Betonfertigteilen können die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit segmentierter Brücken erheblich beeinflussen. Ra’ed Abendehs Dissertation untersucht die Entstehung thermischer Verformungen beim Kontaktbetonieren sowie deren Auswirkungen auf vorgefertigte Spannbetonbrücken. Im Mittelpunkt steht das sogenannte Match-Cast-Verfahren, bei dem neue Brückensegmente unmittelbar gegen bereits erhärtete Segmente betoniert werden. Die beim Erhärten des Frischbetons entstehende Hydratationswärme verursacht Temperaturgradienten und vorübergehende Verkrümmungen der angrenzenden Segmente. Diese Verformungen können zu bleibenden geometrischen Abweichungen und unerwünschten Fugenöffnungen zwischen benachbarten Brückenelementen führen. Zur Untersuchung dieser Prozesse entwickelt die Arbeit ein thermomechanisches Finite-Elemente-Modell, das Temperaturverteilung, Wärmeübertragung und mechanische Verformungen berücksichtigt. Die numerischen Berechnungen werden anhand experimenteller Messdaten des San Antonio Y-Projekts und der Bang Na Expressway in Thailand überprüft. Systematische Untersuchungen analysieren den Einfluss der Betoneigenschaften, Segmentgeometrie, Umgebungsbedingungen und Wärmedämmung auf die Verformungsentwicklung. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf den Auswirkungen unvollständig schließender Segmentfugen auf das Tragverhalten vorgespannter Brückenkonstruktionen. Hierzu werden Spannungsverteilungen, Verformungen und Tragfähigkeitsänderungen unter verschiedenen Belastungsbedingungen numerisch untersucht. Auch langfristige Materialeffekte wie Kriechen und Schwinden des Betons werden in die Berechnungen einbezogen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass temperaturbedingte Segmentverkrümmungen die Druckspannungsverteilung, Gebrauchstauglichkeit und strukturelle Sicherheit beeinflussen können. Abschließend werden konstruktive und fertigungstechnische Maßnahmen zur Verringerung thermischer Verformungen und zur Verbesserung der Qualität vorgefertigter Segmentbrücken diskutiert.