BASt FE 15.0474 / 2009 / CRB

Instandsetzung und Verstärkung von Stahlbrücken mit Schäden in Form von Rissen im Bereich von Anschlüssen im Längssystem

BASt FE 15.0474 / 2009 / CRB

Dieser Bericht gibt einen Überblick über Instandsetzung und Verstärkung von Stahlbrücken mit Schäden im Bereich von Anschlüssen im Längssystem orthotroper Stahlbrücken, im speziellen bei Längssteifen aus Y-Profilen. Basierend auf Literatur und Recherche, u. a. in Unterlagen über vorhandene Schäden an orthotropen Stahlfahrbahnen, wurden im Projekt Ermüdungsrisse, die an existierenden Stahlbrücken mit Y-Profilen beobachtet wurden, zusammengestellt und kategorisiert. Eine Reihe der im Rahmen des Projektes ausgewerteten Erfahrungsberichte zeigte, dass rein schweißtechnische Instandsetzungen auf Dauer nicht erfolgreich waren. Deshalb wurden für die detaillierten Untersuchungen nur Maßnahmen mit mechanischen Verbindungsmitteln vorgesehen. Die an Y-Profilen entwickelten Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen wurden experimentell untersucht. Insgesamt wurden 20 Ermüdungsversuche an Bauteilen durchgeführt. Die originalen Prüfkörper wurden entsprechend den Fertigungsplänen bestehender Brücken hergestellt. Nach den Ermüdungsversuchen wurden die Prüfkörper repariert und unter den gleichen Randbedingungen erneut geschwungen. Bei der ersten Versuchsreihe wurde eine Verstärkung mit Seitenwinkel und Lasche vorgesehen, bei denen die Winkel im geschlossenen Teil der Y-Profile mit Blindnieten befestigt waren. Die Blindnieten zeigten kein Versagen und erst bei deutlich höherer Schwingzahl als im Originalzustand ging z.T. von der künstlichen Rissspitze ein neuer Riss aus. Bei der zweiten Versuchsreihe mit Stegverstärkung konnten nach der gleichen maximalen Schwingspielzahl, die im Originalzustand zu Rissen geführt hatte, keine Risse dokumentiert werden. In der 3. Versuchsreihe, die im Bereich des 1/2 I-Profils mit einer Zusatzlasche repariert worden war, weil dort der Riss und nicht im Fensterstoß aufgetreten war, ging nach Verstärkung mit Zusatzlasche bei geringerer Schwingzahl als im Originalzustand ein Riss vom künstlichen Ermüdungsriss bzw. vom Bohrloch der angeschraubten Lasche aus. Bei der Auswertung wurden mit Hilfe eines numerischen Modells die Ermüdungsversuche mit entsprechenden Kerbfällen des Eurocode verglichen, um die Wirksamkeit der Maßnahmen zu bewerten. Insgesamt konnte das Vorhaben mit diesen Ergebnissen erfolgreich beendet werden. In weiterführenden Untersuchungen sollten vor allem die versuchstechnischen Untersuchungen systematisch ergänzt werden.

Institut für Konstruktion und Entwurf, Universität Stuttgart
Leiterin der Forschungsstelle:
Prof. Dr.-Ing. U. Kuhlmann

Projektbearbeiter: M.Sc. Simon Bove, Dipl.-Ing. Michael Hubmann

Wir danken der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) für die Förderung dieses Forschungsprojekts.

Von November 2010 bis Mai 2013

Den vollständigen Forschungsbericht finden Sie unter folgendem Link