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Detailergebnis zu DOK-Nr. 56065

Ermüdungsbemessung von Brücken mit geschweißten kreisfömigen Hohlprofilverbindungen (Forschungsauftrag AGB 1998/103 (88/98))

Autoren	A. Schumacher A. Nussbaumer S. Sturm
Sachgebiete	15.1 Belastungen und Belastungsannahmen

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2004, XVIII, 142 S., zahlr. B, T, Q, Anhang (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 578)

Mit einer Kombination aus großmaßstäblichen Ermüdungsversuchen, Parameterstudien auf der Basis von Finite-Elemente-Modellen und Lebensdauerabschätzungen mit der linearelastischen Bruchmechanik wurde das Ermüdungsverhalten von für Verbundbrücken typischen, geschweißten K-Rohrknoten untersucht. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass die tatsächlichen Strukturspannungen in solchen Verbindungen deutlich unter den anhand der bestehenden Richtlinien für die Ermüdungsbemessung von geschweißten Rohrknoten berechneten Werten liegen. Gleichzeitig ergaben jedoch die Versuchsergebnisse eine gegenüber den derzeit gültigen Ermüdungsfestigkeitskurven niedrigere Ermüdungsfestigkeit. Anhand eines validierten FE-Modells wurden die Spannungskonzentrationsfaktoren für verschiedene Knotenabmessungen und -geometrien berechnet. Sie können unmittelbar für die Berechnung der Strukturspannungen, wie sie bei der Bemessung von für Verbundbrücken typischen, geschweißten K-Rohrknoten maßgebend sind, verwendet werden. Die LEBM-Untersuchungen ermöglichten ein Vergleichen der Ermüdungsfestigkeit verschiedener geschweißter K-Rohrknoten und führten zur Erkenntnis, dass der Größeneffekt von den Wanddicken der Rohre, der Knotengeometrie und den Lastfällen abhängt. Es zeigte sich, dass der derzeitige Korrekturfaktor des Größeneffekts für die Bemessung geschweißter Rohrknoten in Verbundbrücken zu konservativ ist und daher ein für diesen speziellen Anwendungsfall optimiertes Konzept entwickelt werden muss.