Machbarkeitsstudie von ECC mit Selbstheilungskapazität, angewendet auf die Überlagerung von Stahlbogenbrücken mit großer Spannweite

Ingenierte zementgebundene Verbundstoffe (ECC) mit hoher Duktilität haben sich als leistungsfähige und langlebige Alternative zu Baustoffen im Bauingenieurwesen etabliert. In diesem Papier wurde vorgeschlagen, ECC-Material auf die Überlagerung der langen Stahlbrückenplatte anzuwenden. Hierbei untersuchten wir die Machbarkeit dieser Anwendung durch die Integration der Materialeigenschaften von ECC und die Spannungsreaktion der Struktur mittels finite Elemente Analyse. Die Ergebnisse zeigen, dass ECC-Material die Sprödigkeit von normalem Beton überwinden kann, sich durch hohe Zugverformung/Verformbarkeit unter Zug-/Biegebelastung sowie höhere Biegefestigkeit und Ermüdungslebensdauer im Vergleich zu normalen Asphalt-/Betonmaterialien auszeichnet. Darüber hinaus hilft die Selbstheilungskapazität von ECC, Risse selbst zu versiegeln, was zu einer Wiederherstellung des Wasserpermeabilitätskoeffizienten und der Widerstandsfähigkeit gegenüber Chloridionen auf nahezu das gleiche Niveau wie unbeschädigte führt. Durch die Integration des Biegeermüdungsverhaltens von ECC und der finite Elemente Analyse kann geschlossen werden, dass ECC als geeignetes Material für die Überlagerung von Stahlbrücken machbar ist. Die Anwendung von ECC wird voraussichtlich die Lebensdauer der Stahlbrückenüberlagerung erheblich verlängern und gleichzeitig dünner sein als die normale Brückenüberlagerungsstruktur, was zu einer nachhaltigeren Überlagerung führt.