Monitoringbasierter Ermüdungsnachweis der genieteten Stahlkonstruktion einer Bahnbrücke

Abstract

Die Ermüdungssicherheit einer Bahnbrücke in genieteter Stahlbauweise mit aufgesetztem Schottertrog, die seit 1897 in Betrieb ist, wurde anhand eines Monitorings nachgewiesen. Es wurde die Ermüdungsbeanspruchung durch 52.060 Züge während 414 Messtagen aufgenommen. Die größten gemessenen Spannungswerte von 33 MPa traten im maßgebenden Zuggurt in Feldmitte des Fachwerkträgers einer Spannweite von 20 m auf und wurden durch die Lokomotiven erzeugt. Die für den Ermüdungsnachweis maßgebenden Spannungsdifferenzen waren damit deutlich kleiner als die Dauerfestigkeit des Nietdetails. Die Ermüdungssicherheit wurde somit aufgrund des Monitorings bereits auf der Stufe der Dauerfestigkeit nachgewiesen. Die Nietkonstruktion ist folglich betreffend Ermüdung nicht kritisch und wird im Hinblick auf eine lange künftige Nutzungsdauer ertüchtigt. Die Messungen zeigen außerdem die erwarteten großen Unterschiede zwischen gemessenen und anhand einer Nachrechnung berechneten Spannungsgrößen.

Monitoring der Theodor‐Heuss‐Brücke – Teil 2 – Modellbildung und ‐verbesserung für messwertgestützte Ermüdungsnachweise

“…Aufgrund der zuvor beschriebenen variablen Laststellungen in Querrichtung, besteht – anders als etwa bei Sekundärtraggliedern – kein einheitlicher mechanisch ableitbarer Zusammenhang zwischen den Spannungen an Mess‐ und Nachweisstelle (in [12] werden solche für Fachwerkkonstruktionen ermittelt). Der Übertragungsfaktor als Verhältnis der Spannungen zwischen Nachweis‐ und Messstelle variiert folglich in Abhängigkeit von der Spannungsverteilung infolge der Lastposition.…”

“…Aufgrund der zuvor beschriebenen variablen Laststellun gen in Querrichtung, besteht -anders als etwa bei Sekun därtraggliedern -kein einheitlicher mechanisch ableit barer Zusammenhang zwischen den Spannungen an Mess und Nachweisstelle (in[12] werden solche für wohl im Sommer als auch im Winter. Aufgrund des gro ßen Abstands zur Fahrbahn sind die Messwerte hier ro bust gegenüber Ungenauigkeiten in der Laststellung und dem mittragenden Einfluss des Fahrbahnbelags, der hier geringer ist.…”