Detailergebnis zu DOK-Nr. 52851
3D-Finite-Elemente-Modelle von starren Fahrbahnbelägen für bewegte Lasten und nicht-lineare Temperaturschwankungen (Orig. engl.: 3D Finite element modeling of rigid pavement response to moving load and nonlinear temperature gradient)
| Autoren |
S.N. Shoukry M. Fahmy J. Prucz |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.3 Betonstraßen |
Proceedings of the Third International Symposium on 3D Finite Element for Pavement Analysis, Design and Research, Amsterdam, The Netherlands, 2-5 April 2002. Delft: Delft University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Geosciences, 2002, S. 401-422, 17 B, 2 T, 31 Q
Die Finite-Elemente-Analyse (FE) ist in den letzten zwei Jahrzehnten für die Bemessung von Betonfahrbahnen lediglich in zweidimensionalen Programmen durchgeführt worden. In jüngster Zeit hat sich nun die dreidimensionale FE-Analyse (3D-FE) als wirkungsvolles Hilfsmittel für die Ermittlung genauerer Daten und Fakten über detaillierte Eigenschaften der starren Fahrbahnbefestigungen entwickelt. Die Universität von West Virginia, USA, hat im Rahmen eines Großversuchs dübelgefugte Betondeckenteile mit der 3D-FE-Methode untersucht und hat zunächst die in den letzten Jahren durchgeführten Untersuchungen mit der 3D-FE-Methode aufgelistet und diskutiert. Das Forschungsprogramm hat das Ziel, das Spannungsverhalten in dübelgefugten Betonfahrbahnplatten unter Berücksichtigung nicht-linearer Temperaturschwankungen und rollender Schwerverkehrslasten zu erkunden. Die Verkehrslast besteht aus einer 160 kN schweren Tandem-Achse, die mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h bei einem Rollreibungsbeiwert von 0,02 über die Versuchsplatte gefahren wird. Vor der Verkehrsbelastung wird die Versuchsplatte durch ihre Gesamtdicke positiven oder negativen Temperaturlastfällen unterzogen, wobei die Ergebnisse nach der Westergaard-Gleichung ermittelt werden. Die dynamische Reaktion der Platte und die Biegebelastung der Dübel durch die rollende Verkehrslast werden durch spezielle Messgeräte aufgefangen und ausgewertet. Die Dübel sind für die Ermittlung ihrer Biegebeanspruchung mit Messinstrumenten, die auf kürzlich fertiggestellten Straßenneubaustrecken in West-Virginia erprobt worden sind, ausgestattet. Die Versuchsplatte ist mit einem Messraster versehen, aus dem die für die Ergebnisse erforderlichen Daten gewonnen werden. Für die rechnergestützte Auswertung der Daten und Fakten des Versuches ist das Programm LS-DYNA angewendet worden.