Stahlverbundbrücken – Überprüfung der Schädigungshypothese an Stahlbetonplatten unter Zug- und Querkraftbeanspruchung und Ermüdungsfestigkeit von Konsolträgern

Abstract

Im Bereich der Bundesfernstraßen sind in den nächsten Jahren zahlreiche Großbrücken mit Stütz- weiten im Bereich von 50 – 70 m und darüber zu er- setzen. Für diesen Stützweitenbereich haben sich Stahlverbundkonstruktionen für die Überbauten als wirtschaftliche Bauweise etabliert. Für die Herstel- lung der Fahrbahnplatte werden zunehmend Teil- fertigteile eingesetzt, die eine kostengünstige und schnelle Herstellung erlauben. Mit dem Ziel der wissenschaftlichen Begleitung und Optimierung dieser Entwicklung und um mögliche konstruktive Schwachpunkte frühzeitig zu identifi- zieren, wurden im direkten Anschluss an ein For- schungsvorhaben des BMDV gezielte Untersuchun- gen zur Ermüdungssicherheit der Konsolträger und der Fahrbahnplatten unter Zug- und Querkrafttrag- fähigkeit durchgeführt. Die realitätsnahe Ermittlung der Ermüdungsfestig- keit im Anschluss der Kragträger-Obergurte an den Stahlhohlkasten erfolgte für verschiedene Konstruk- tionsvarianten an mehreren Groß- und Kleinbauteil- Ermüdungsversuchen, die durch numerische Ana- lysen ergänzt wurden. Auf dieser Basis wurden Empfehlungen für eine ermüdungsgerechte Detail- gestaltung bei gleichzeitiger Reduzierung des Ferti- gungsaufwandes erarbeitet. Eine Ergebnisüber- sicht bietet der Stahlbau-Artikel „Neue Querschnitte von Stahlverbundbrücken – Teil 2: Ermüdungsfes- tigkeit des Anschlusses der stählernen Kragträger“ (DOI stab.202300010). Zur Bewertung der Ermüdungsfestigkeit der Fahr- bahnplatte unter kombinierter Zug- und Querkraft- beanspruchung wurden Versuche durchgeführt und ausgewertet. Im Fokus der Untersuchungen stand dabei der Einfluss einer realen, mehrstufigen Belas- tung und die Überprüfung der linearen Schadensak- kumulationshypothese nach Palmgren-Miner, die nach den Ergebnissen zu einer sicheren Bemes- sung führt. Eine Ergebnisübersicht bietet der Stahl- bau-Artikel „Neue Querschnitte von Stahlverbund- brücken – Teil 1: Ermüdungsfestigkeit der querbe- lasteten zugbeanspruchten Fahrbahnplatte“ (DOI stab.202300009). Ergänzend zu den Bauteilversuchen und numeri- schen Analysen wurden an insgesamt 3 neu errich- teten Talbrücken in Verbundbauweise Monitorings eten Talbrücken in Verbundbauweise Monitorings über mehrere Monate unter laufendem 4+0-Verkehr durchgeführt. Im Fokus der Monitorings standen da- bei die Beanspruchungen in der Fahrbahnplatte und in den Anschlüssen der Kragarme an den Stahl- hohlkasten.