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Belastungsrahmen

Mit dem Belastungsrahmen können statische Lasten von 100 bis 2.000 Kilonewton (circa zehn bis 200 Tonnen) auf ein Bauteil oder ein System aufgebracht werden.

Das Bild zeigt den Belastungsrahmen

Unser Straßennetz ist mit einer Vielzahl von Ingenieurbauwerken ausgestattet: Tunnel, Brücken, Stützkonstruktionen oder Durchlässe. Diese sind über ihre Nutzungsdauer unterschiedlichsten Einwirkungen ausgesetzt.

Damit ein möglichst reibungsloser Verkehrsablauf sichergestellt werden kann, müssen alle Ingenieurbauwerke die Anforderungen des technischen Regelwerks an die Standsicherheit, die Gebrauchstauglichkeit und die Dauerhaftigkeit erfüllen.

Zu den Aufgaben der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) gehört es, diese Anforderungen im Hinblick auf Ingenieurbauwerke zu spezifizieren und in die relevanten Gremien einzubringen.

Für Untersuchungen zur Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit von Ingenieurbauwerken – insbesondere von Stützkonstruktionen – sowie für Untersuchungen an Fahrbahndecken steht der Belastungsrahmen der BASt zur Verfügung. Er wurde 1983 für Untersuchungen an großmaßstäblichen Bauteilen und realen Konstruktionen errichtet.

In den Jahren 2014 und 2015 wurde die Versuchseinrichtung modernisiert.

Das Bild zeigt den Belastungsrahmen aus 2 Perspektiven Tandemzylinder für dynamische Belastungen (links) und Prüfeinheit für statische Belastungsversuche (rechts)

Mit dem Belastungsrahmen können nun statische Lasten von 100 bis 2.000 Kilonewton (circa zehn bis 200 Tonnen) auf ein Bauteil oder ein System aufgebracht werden. Im Zuge der Modernisierung wurde der Hauptzylinder darüber hinaus mit einer Werkzeugaufnahmeeinrichtung ausgestattet.

An dieser Einrichtung kann ein Tandemzylinder befestigt werden, der es in Verbindung mit einem zusätzlichen Hydraulikaggregat ermöglicht, dynamische Lasten von bis zu 50 Kilonewton je Zylinder bei einer Frequenz von bis zu fünf Hertz aufzubringen. In Verbindung mit diesem Dynamikmodul können beispielsweise Versuche zur dynamischen Belastung von Fahrbahnübergängen, Durchlässen oder auch Betonfahrbahndecken realisiert werden.

Für den Aufbau von großmaßstäblichen Versuchen existiert unter dem Belastungsrahmen eine über drei Meter tiefe Versuchswanne aus Stahlbeton, die durch Abschottungen in einzelne Abschnitte unterteilt werden kann.

Untersuchungen

Nach Abschluss der Modernisierung des Belastungsrahmens wurden an einer Modellstraße erste Versuche zur Beanspruchung von Querscheinfugen einer Betonfahrbahndecke durchgeführt. Durch den Einsatz des Tandemzylinders konnten hierbei jeweils bis zu fünf Millionen Achsübergänge simuliert und deren Auswirkung auf die Tragfähigkeitsentwicklung der Straßenkonstruktion ermittelt werden. Zukünftig ist mit der Belastungseinrichtung die Untersuchung von Kopplungselementen spezieller Fertigteilsysteme für den Betonstraßenbau vorgesehen.

Aktuell werden in der BASt mit dem Belastungsrahmen Versuche zur inneren Standsicherheit von Gabionen durchgeführt. Neben statischen Belastungsversuchen an einzelnen Gabionen sollen auch entsprechende Untersuchungen an Stützkonstruktionen aus Gabionen realisiert werden. Die Ergebnisse dieser Versuche sollen dazu beitragen, Anforderungen zur Standsicherheit dieser Stützkonstruktionen in technische Regelwerke zu übernehmen.

Mit der modernisierten Prüfeinrichtung besteht außerdem die Möglichkeit unterschiedlichste Bauteile und weitere Konstruktionen, zum Beispiel Boden-Verbund-Konstruktionen, zu untersuchen.

Der Belastungsrahmen kann auch von externen Firmen oder Institutionen genutzt werden.

Technische Daten

  • Erbaut: 1983
  • Modernisiert: 2014/2015
  • Maximale Last statisch: 2 MN
  • Maximale Last dynamisch: 50 kN
  • Maximale Frequenz dynamisch: 5 Hz
  • Versuchswanne: Tiefe x Breite x Höhe = 20 x 6,5 x 3,3 m

Das Bild zeigt eine Prinzipskizze des Belastungsrahmens Prinzipskizze des Belastungsrahmens mit Versuchswanne

Fachbetreuung: Esther Schreck