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VSS 3 2015

FORSCHUNG | RECHERCHE | 43 DE FORSCHUNGSBERICHT NR. 1505 Abdichtungssysteme und bitumenhaltige Schichten auf Betonbrücken – Initialprojekt Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt REMY GUBLER, Dr. Forschungsprojekt VSS 2006/509 auf Antrag des Schweizerischen Verbandes der Strassen- und Verkehrsfachleute (VSS) Das Initialprojekt zum Forschungspaket «Abdichtungssysteme und bitumenhal- EN RESEARCH REPORT NO. 663 Seismic Safety of Existing Bridges ETH, Zürich, Institut für Baustatik und Konstruktion – IBK MARTIN BIMSCHAS, Dr. ALESSANDRO DAZIO, Dr. Forschungsprojekt AGB 2003/014 auf Antrag der Arbeitsgruppe Brückenforschung (AGB) The seismic assessment of existing structures built before the introduction of seismic design codes is an important societal challenge characterised by a large number of structures featuring qualities peculiar to the local building Insbesondere an schmalen Böschungen ist die Platzierung der LSW von ent- scheidender Bedeutung für die Längs- vernetzung. Je nach Platzierung auf der Böschung kann die LSW zu einer Sack- gassenbildung und damit zu einer Zer- störung der Längsvernetzung führen. Auswirkungen von LSW auf die Grösse lokaler Populationen Indirekt wirkt sich ein Verlust von Ha- bitat bzw. Habitatqualität negativ auf die Populationsgrösse aus. Eine für Reptilien ungünstige Platzierung auf der Verkehrsböschung kann zu einem relativ grossen Verlust von Habitat, an schmalen Böschungen auch zu einem Komplettverlust des Habitats führen. Die Platzierung der LSW entscheidet auch darüber, ob die es zu einer Ver- minderung der Habitatqualität kommt oder nicht. Habitat- und Habitatquali- tätsverluste können durch das Anle- gen von Kleinstrukturen an schmalen Böschungen nicht kompensiert wer- den. LSW können allerdings auch di- rekte negative Konsequenzen für die Populationsgrösse lokaler Populationen haben: beim Bau von LSW kann durch den Einsatz von Baumaschinen, das Anlegen von Zufahrten etc. die gesamte Böschung zerstört werden. Da Reptilien nicht aus der Bauzone flüchten, folgt daraus ein Teil- oder Gesamtverlust der lokalen Population. Aus den Untersuchungen wurden Emp- fehlungen abgeleitet, die als Mindestan- forderungen für einen reptilienfreundli- chen LSW-Bau in das Normenwerk des Schweizerischen Verbandes der Strassen und Verkehrsfachleute (VSS) einfliessen. tige Schichten auf Betonbrücken» hat zum Ziel, die Grundlagen für das Starten des gleichnamigen Forschungspaketes zu schaffen. Zu diesem Zweck beschreibt es Zielsetzung und Zweck des For- schungspaketes, die Zusammenhänge und die Gliederung des Forschungspake- tes sowie die erwarteten Resultate und den zu erwartenden Nutzen. Das Forschungspaket steht in direktem Zusammenhang mit der Normierung, insbesondere mit der Norm SN 640450 «Abdichtungssysteme und bitumenhal- tige Schichten auf Betonbrücken». Be- reits beim Verfassen der Norm hat es sich gezeigt, dass wohl breites Wissen vorhanden ist, das viele Aspekte dieser Norm über ein hoch komplexes System abdeckt. Doch zeigten sich auch subs- tanzielle Lücken. Um die wesentlichen Lücken abdecken zu können, umfasst das Forschungspaket die Elemente: • Standfester Gesamtaufbau, Prüfung und Bewertung; • Flüssigkunststoffabdichtung, Erfassen der Verbundproblematik; • Langzeitverhalten des Verbunds; • Zerstörungsfreie Prüfungen, Beurtei- lung von Verbund und Oberflächen; • Mechanismen der Blasenbildung • Randanschlüsse und Randab- schlüsse, Anschlüsse an Einbauten. Für jedes dieser Elemente enthält dieser Bericht des Initialprojektes eine Projekt- beschreibung, Angaben zur zeitlichen und materiellen Verknüpfung der Ein- zelprojekte und den Ausschreibungs- text. tradition and needing to be assessed with reasonable rapidity and sufficient accuracy. To face this challenge, the Swiss Federal Roads Office has devel- oped a two-phase strategy for the as- sessment of the more than 3300 bridges of the national road network. While in the first phase a quick screening based on qualitative indicators is carried out, phase two calls for a quantitative as- sessment of the bridge. Aim of the report is to provide reliable assessment tools that can be used by de- signers within phase two of the strategy, focussing on both deformation demand and deformation capacity of existing multispan reinforced concrete bridges with continuous superstructure. In this framework, the report discusses ap- propriate modelling strategies for the various parts of the bridge as well as the choice of adequate analysis proce- dures. Concerning the modelling of the structure, it is shown that soil structure interaction at pier foundations and at abutments can have a substantial in- fluence on the seismic behaviour of a bridge; hence, recommendations are given for the development of engineer- ing soil-structure interaction models. To set up appropriate analysis approaches, several existing methods are reviewed and typical strengths and weaknesses identified. The outcomes of the review are used to develop very specific mod- ifications of the existing procedures in order to improve the quality and relia- bility of their results while maintaining their simplicity and their efficiency. For each of the modified methods recom- mendations are given to allow practical application, even in the case of bridges featuring lap-splices in the potential plastic hinge regions of piers. Additionally to the theoretical investiga- tions on seismic deformation demand, the results of an own test series on three large-scale models of wall-type bridge piers typical of past Swiss construction practice are presented. The tested piers are characterised by insufficient trans- verse reinforcement and by lap-splices at their bases. Existing models for the prediction of the expected shear critical behaviour and cyclic strength degrada- tion are presented and applied to the test units; thoroughly discussing the differences arising between experimen- tal evidence and predictions.

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