Zu Stahl-Verbundbrücken mit integralen Widerlagern

• On composite bridges with integral abutments

Pak, Daniel; Feldmann, Markus (Thesis advisor)

Aachen : Shaker (2012, 2013)
Doktorarbeit

In: Schriftenreihe des Lehrstuhls für Stahlbau und Leichtmetallbau der RWTH Aachen 74
Seite(n)/Artikel-Nr.: IV, 152, XXX S. : Ill., graph. Darst.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Kurzfassung

Die DIN Fachberichte 101 (Einwirkungen auf Brücken) sowie 104 (Verbundbrücken) regeln die Bemessung auch von Brücken mit integralen Widerlagern. Insbesondere im Bereich der Boden-Bauwerks-Interaktion stellen sich allerdings sowohl dem planenden Ingenieur als auch dem Prüfstatiker Fragen nach Bemessungsansätzen und Randbedingungen, deren Beantwortung auf Basis der vorliegenden Normungswerke nicht möglich ist und die es somit im jeweiligen Einzelfall immer wieder neu zu klären gilt. Auch die Sensitivität der Bemessung gegenüber variierenden unterschiedlichen Bodenparametern gilt es für verschiedene Brückenkonfigurationen zu klären. Die vorliegende Arbeit liefert zunächst einen Überblick über die aktuelle Normung sowie über weiterführende Regeln der Technik die Boden-Bauwerksinteraktion betreffend. Zum einen wird ein Verfahren zur Ermittlung und zur Berücksichtigung der Erddrucklasten aus Hinterfüllung, hervorgerufen durch temperaturbedingte axiale Längenänderungen des Überbaus sowie durch Verkehrslasten auf der Hinterfüllung selbst, vorgestellt und in das Sicherheitskonzept nach DIN EN 1990 eingeordnet. Zum anderen werden Verfahren zur Berücksichtigung der horizontalen und vertikalen Gründungspfahlbettung diskutiert. Um die Auswirkung verschiedener die Boden-Bauwerksinteraktion beeinflussender Parameter auf die Bemessung zu klären, wird darauf aufbauend ein Verfahren zur Trennung von Brückenüberbau und Brückenunterbau hergeleitet, programmtechnisch umgesetzt und validiert. Näher wird hierbei auf die Anwendbarkeit des Ansatzes auf symmetrische Systeme unter beliebigen Lasten eingegangen, welche der Einführung eines Korrekturfaktors bedarf. Mithilfe des entwickelten Bemessungstools werden Parameterstudien an symmetrischen einfeldrigen Brückenbauwerken durchgeführt, welche den Einfluss unterschiedlicher Bettungen, Überbausteifigkeiten und Einspanngrade des Überbaus auf die Bemessung aufzeigen. Weiterhin wird auf die Problematik der niedrigzyklischen Ermüdung von stählernen Gründungspfählen eingegangen, welche bei der Bemessung von langen Brücken nicht mehr vernachlässigt werden kann. Hierbei wird ein Verfahren entwickelt und anhand von Versuchen validiert, welches es ermöglicht, die zur Bemessung benötigten Dehnungskollektive ohne Berücksichtigung der Be¬lastungsgeschichte zu ermitteln. Auch wird ein Vorschlag zur Ermittlung eines adäquaten Temperaturlastspektrums zur Ermüdungsbemessung gemacht.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau und Institut für Stahlbau [311710]