Sanierung ermüdungsbeanspruchter Längsrippen orthotroper Stahlfahrbahnplatten mit geschraubten Lösungen

Das Vorhaben behandelt die Sanierung von Rissen im Anschlussbereich von Längsrippen aus Hohlprofilen und Querträgern orthotroper Stahlfahrbahnen (Kategorie-2-Schäden). Für die Sanierung sollen geschraubte Lösungen entwickelt werden, um eine wirtschaftlichere und dauerhaftere Verbesserung im Vergleich zu den bisherigen Sanierungen durch Schweißen zu erreichen. Bisher waren geschraubte Lösungen als Sanierungsmaßnahmen nicht möglich, da beim Einbau der Schrauben das geschlossene Profil nicht von beiden Seiten zugänglich ist. Um Blindniete als geeignete Anschlussvariante nutzen zu können, muss ihr Ermüdungsverhalten quantifiziert werden. Die zu entwickelnden Schraublösungen sollen sowohl die Bemessung und Konstruktion wie auch die Maßnahmen an den gerissenen Bauteilen umfassen. Es sollen Empfehlungen für die statische und ermüdungstechnische Auslegung und Ausführungsempfehlungen für die Sanierung erarbeitet werden. Die Erkenntnisse zum Ermüdungsverhalten der Blindniete werden auch auf andere vergleichbare Konstruktionsdetails übertragbar sein.

Das Forschungsziel soll durch experimentelle und theoretische Untersuchungen erreicht werden. Die experimentellen Untersuchungen umfassen dabei zwei Versuchsserien. Zuerst wird in Kleinprüfkörperversuchen das bisher unbekannte Ermüdungsverhalten von Blindnieten, insbesondere die Ermüdungsfestigkeiten als Wöhlerlinien, untersucht. Mit Hilfe von bauteilähnlichen Versuchen werden anschließend die Blindnieten unter einer kombinierten Beanspruchung betrachtet und die tatsächliche Sanierung simuliert. Numerische Untersuchungen dienen dazu, die Situation im Bauwerk besser zu erfassen und die Versuche nachzuvollziehen sowie eine sinnvolle Auswertung, z.B. in Hinblick auf Strukturspannungen, zu ermöglichen. Durch das Projekt profitieren kleine und mittlere Stahlbauunternehmen, die solche Sanierungen ausführen und auch Ingenieurbüros, die die Maßnahmen planen und überwachen ebenso wie die Hersteller der mechanischen Verbindungsmittel.

Institut für Konstruktion und Entwurf, Universität Stuttgart, Leiterin der Forschungsstelle: Prof. Dr.-Ing. U. Kuhlmann, Projektbearbeiter: M.Sc. Simon Bove

DASt-AiF, BMWi, Schachtbau Nordhausen GmbH, SEH Engineering GmbH, Arconic Fastening Systems and Rings, Lindapter GmbH

BASt FE 15.0474 / 2009 / CRB

01.09.2015 – 31.08.2019