Fostabericht P 591 - Wirtschaftliches Bauen von Straßen- und Eisenbahnbrücken aus StahlhohlprofilenFostabericht P 591 - Wirtschaftliches Bauen von Straßen- und Eisenbahnbrücken aus Stahlhohlprofilen

P 591 – Wirtschaftliches Bauen von Straßen- und Eisenbahnbrücken aus Stahlhohlprofilen

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P591

ISBN: 3-937567-90-9 Artikelnummer: P591 Kategorien: ,

Beschreibung

P 591 – Wirtschaftliches Bauen von Straßen- und Eisenbahnbrücken aus Stahlhohlprofilen

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden umfangreiche Untersuchungen an K-Knoten aus Stahlguss und an Verbindungen von warm hergestellten Hohlprofilen mit kreisförmigem Querschnitt mit Bauteilen aus Stahlguss durchgeführt.
Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Ermüdungsverhalten von Bauteilen mit im Brückenbau typischen Abmessungen. Für die Untersuchungen der stumpfgeschweißten Hohlprofilverbindungen wurden Ermüdungsversuche unter Zug und unter Biegung ausgeführt. Insgesamt wurden drei Versuchsreihen mit Durchmessern von 193,7 bis 508 mm, Wanddicken zwischen 20 und 50 mm und mit den Stahlsorten S355 und S460 durchgeführt. Die Auswertung der Ermüdungsversuche
an Stumpfstößen mit unterschiedlichen Ausführungsvarianten erfolgte anhand von Wöhlerdiagrammen.
Im Einzelnen wurden experimentelle Untersuchungen durchgeführt, die Aufschluss über eventuelle Gussfehler, über Materialeigenschaften des verwendeten Stahlgusses, über den Einfluss der Schweißnahtausbildung auf die Ermüdungsfestigkeit und über das Rissfortschrittsverhalten geben.
Der Forschungsbericht stellt ein numerisches Modell mit Randelementen (Boundary Element Methode) vor, mit dem für angenommene Gussfehler Spannungsintensitätsfaktoren an der Rissfront berechnet und das Rissfortschrittsverhalten simuliert werden kann. Für die Berechnung der angreifenden Schnittkräfte sind die Knoten in das Modell einer typischen Fachwerkbrücke eingebunden worden. Zur Verallgemeinerung dieser Ergebnisse, wurden im Anschluss Parameterstudien durchgeführt. Dabei wurde der Einfluss der Materialeigenschaften und der durch den Brückentyp bedingten Knotengeometrie und -belastung auf die maximal zulässige Anfangsgröße von Gussfehlern untersucht.
Aufgrund der Ergebnisse werden praxisnahe Ausführungs- und Bemessungsempfehlungen für Verbindungen mit dickwandigen Hohlprofilen gegeben. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Anwendung von Stahlguss in Tragwerken, zerstörungsfreien Prüfungen und qualitätssichernden Maßnahmen. Damit sollen Fehler in der Anwendung ausgeschlossen und unnötige Kosten vermieden werden.
Alle erzielten Ergebnisse sind so aufbereitet und dargestellt, dass eine Aufnahme in die aktuellen Richtlinien (EC3, CIDECT, IIW) ermöglicht wird. Darüber hinaus fasst eine Tabelle die wichtigsten Ergebnisse übersichtlich zusammen.
Um Hohlprofile im Brückenbau optimal einsetzen zu können, muss der Konstrukteur und Planer in Abhängigkeit der technischen Anforderungen und auch der Herstellungskosten abschätzen können, welche Knotenart – geschweißt oder aus Stahlguss – den wirtschaftlich größten Vorteil hat. Aus diesem Grund werden sowohl hinsichtlich technischer als auch ökonomischer Aspekte Anhaltspunkte gegeben, die es erlauben, die jeweils am besten geeignete Herstellungsvariante
auszuwählen.

Autoren:
R. Puthli, S. Herion, M. Veselcic, M. A. Hirt, A. Nussbaumer, S. Haldimann, J. Schlaich, M. Schlaich, H. Schober

Veröffentlichung:
2010