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Neuer Einsatz gesucht für zwei CFK-Spannkabel
Die Empa will eine Langzeitstudie mit zwei gebrauchten CFK-Spannkabeln fortführen. Interessierten Nachnutzern werden die CFK-Kabel inklusive installierter Messtechnik daher kostenlos zur Verfügung gestellt.
Die für den Fussgänger- und Fahrradverkehr ausgelegte unterspannte Reusszopf-Brücke mit einer Stahlbetonverbund-Fahrbahnplatte führte in Emmenbrücke LU beim Seetalplatz über die Kleine Emme. Sie war von November 1998 bis März 2016 in Betrieb. Dann musste die Brücke aufgrund eines modifizierten Hochwasserkonzepts einem Neubau weichen.
Die Vorspannung der Brücke war über zwei 47 m lange CFK-Spannkabel erfolgt. Anfang April 2016 wurden diese Kabel entspannt, ausgebaut und die Brücke abgebrochen. Die zwei CFK Vorspannkabel waren im unten liegenden Stahlrohr (Zuggurt) eingezogen und mit je 2400 kN vorgespannt. Das entspricht einer Kabelspannung von ca. 1400 MPa bzw. einer Kabeldehnung von 8500 µm/m. Jedes Kabel besteht aus 91 Drähten mit einem Durchmesser von 5 mm. Das Bauwerk gehörte zu einer Serie von Brücken, bei denen weltweit erstmals CFK-Kabel auf Langzeitbewährung untersucht wurden; das eingesetzte Gradienten-Verankerungssystem hatte die Empa zusammen mit dem Ingenieurunternehmen BBR entwickelt.
Überwachung von Kabelkraft und Ankereinzug
Zur Überwachung des Langzeitverhaltens der Gradienten-Verankerung und der Vorspannung wurden verschiedene Messsysteme installiert. Die Kraft wurde indirekt über die Messung der Drahtdehnung mittels Dehnungsmessstreifen (DMS) und faseroptischer Sensoren (FOS) gemessen, der Einzug im Anker mit einem Wegmesssensor (Abb. oben). Über die ganze Betriebsdauer wurden keine relevanten Veränderungen der Dehnung und des Ankereinzugs festgestellt. Die gemessenen Dehnungsänderungen korrelieren im Wesentlichen mit den täglichen und jährlichen Temperaturänderungen.
Weiterverwendung der CFK-Kabel
Die Empa überwachte die Dehnungen und Verschiebungen der CFK-Kabel über die ganze Betriebsdauer. Es wäre von grossem Interesse, mit einer Weiterverwendung über die jetzigen 18 Jahre hinaus Langzeitdaten mit CFK-Spannkabeln zu erhalten. Die Kabel sind zurzeit an der Empa gelagert. Wünschenswert wäre es, sie weiterhin in einem Bauwerk zu nutzen. Bedingt durch das Gradienten-Verankerungssystem ist die Kabellänge nicht veränderbar; das heisst, Anpassungen müssten bauseitig geschehen.
Die CFK-Kabel inklusive installierter Messtechnik würden durch die Empa kostenlos zur Verfügung gestellt. Auch die bestehenden messtechnischen Einrichtungen würden über eine gewisse Zeit kostenlos weiterbetrieben. Danach könnten kostengünstig periodische Überprüfungen etabliert werden. Für den Transport der CFK Kabel von der Empa zur Baustelle und den Einbau müsste der neue Nutzer aufkommen.