Verbunddegradation von GFK‐ und Betonstahlankern in zyklisch beanspruchten Vorsatzschalen

Abstrakt Bei der Instandsetzung massiver Schleusenanlagen werden häufig Stahlbetonvorsatzschalen eingesetzt, deren Verankerungselemente infolge nichtruhender Beanspruchung ermüdungsrelevant sind. Zyklische Beanspruchungen im Verbund zwischen Bewehrung und Beton führen zu Schlupfzunahme, Verbundsteifigkeitsdegradation und Umlagerungen entlang der Verankerungslänge. Der Beitrag bewertet die Anwendbarkeit von Distributed Fiber Optic Sensors (DFOS) zur hochauflösenden Erfassung der lokalen Dehnungsverteilung im Vergleich zu induktiven Wegaufnehmern (IWA) und leitet daraus eine globale Verbundsteifigkeit ab. In großformatigen zyklischen Pull‐out‐Versuchen an GFK‐ und B500B‐Bewehrungsstäben werden Schlupf, Dehnungsverteilungen und Verbundsteifigkeiten unter Gebrauchslast analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass beide Bewehrungsarten einen starken initialen Verbundsteifigkeitsverlust innerhalb der ersten 2 % der Schwingspiele aufweisen. GFK‐Stäbe erfahren jedoch eine deutlich größere relative Verbundsteifigkeitsdegradation als Betonstahl. Die aus DFOS‐ und IWA‐Daten berechneten Verbundsteifigkeitsentwicklungen liefern über den gesamten Versuchsverlauf weitgehend konsistente Ergebnisse, wobei DFOS zusätzlich lokale Umlagerungen und Schädigungsprozesse entlang der Verankerungslänge auflöst. Damit wird DFOS als ein zuverlässiges, hochauflösendes Werkzeug zur Analyse zyklischer Verbunddegradation bestätigt und die Bewertung der Ermüdungsbeanspruchung im Verbund ist materialabhängig vorzunehmen.