Ermüdungssicherheit von Brücken – Teil 2: Nachweis basierend auf den Messwerten des Monitoring‐Projekts “Bahnbrücke Eglisau“

Abstract

Bei der genieteten Rheinbrücke in Eglisau wurde über einen Zeitraum von einem Jahr ein Monitoring durchgeführt. Die mittels Rainflow‐Analyse ausgewerteten Messwerte dienten als Grundlage für den Nachweis der Ermüdungssicherheit. Die Messquerschnitte sind in der Regel nicht identisch mit den Nachweisquerschnitten, weshalb die gemessenen Dehnungen bzw. Spannungen in die für den Nachweis maßgebende Nietlage des Nachweisquerschnittes umgerechnet wurden. Die hierfür erforderlichen Umrechnungsfaktoren wurden rechnerisch am statischen Modell ermittelt. In einem ersten Schritt wurde die Dauerfestigkeit für die ermüdungsbeanspruchten Bauteile untersucht. Für die Bauteile mit ungenügender Dauerfestigkeit wurde anschließend eine Schadensakkumulationsberechnung nach Palmgren‐Miner auf Basis der für genietete Konstruktionsdetails geltenden Wöhlerkurven durchgeführt. Basierend auf den Messwerten aus dem Monitoring konnte schließlich für die Nietkonstruktion eine genügende Ermüdungssicherheit und für das maßgebende Bauteil eine weitere Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren nachgewiesen werden. Fatigue safety of riveted bridges – Part 2: Verification based on the monitoring data of the project “Railway Bridge at Eglisau“. Long term monitoring over one year has been conducted on the riveted Railway Bridge over the Rhine at Eglisau. Measured values were exploited by rainflow analysis and served as the basis for the verification of fatigue safety. As the locations of measurements are generally not identical with the cross sections of verification, measured strains respectively stresses, were extrapolated to the relevant verification cross section by means of factors that were obtained by structural analysis. Using these values, all fatigue relevant structural details were first verified with respect to the fatigue limit. Then, damage accumulation calculation according to the Palmgren‐Miner rule and based on Wöhler curves for riveted details was performed for those structural details where the fatigue limit check was not fulfilled. Sufficient fatigue safety could finally be verified for the whole riveted structure and an additional service life of at least 50 years for the most fatigue relevant structural element.

Monitoringbasierter Ermüdungsnachweis der genieteten Stahlkonstruktion einer Bahnbrücke

“…Im Zusammenhang mit der Ermüdungsfrage von geniete ten Brücken besteht die Idee darin, das Tragverhalten von Brücken unter Einsatz der heute weit entwickelten, sehr leistungsfähigen Mess und Datenbearbeitungstech nologien messtechnisch zu erfassen [1,2]. Die Thematik des messwertbasierten Nachweises der Trag und Ermü dungssicherheit von Brücken wird heute von mehreren Autoren regelmäßig genutzt, v. a. im Zusammenhang mit der Überprüfung von bestehenden Brücken [3][4][5][6][7].…”