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März 2014
Sebastian Krohn
Messwertgestützte Ermüdungsnachweise an bestehenden Straßenbrücken
Vor dem Hintergrund stetig steigender Verkehrsbelastungen und einer gleichzeitig alternden Infrastruktur gewinnt die Bewertung des Brückenbestandes im Straßennetz immer mehr an Bedeutung. Im Zuge dieser Bewertung ist es sinnvoll auf bauwerksspezifische Informationen aus Messungen zurückzugreifen, da die realen Einwirkungen durch vor Ort gemessene Beanspruchungen besser abgebildet werden können als durch die relativ allgemeinen Ansätze in den Bemessungsnormen. Somit kann die Nachweisgenauigkeit durch den Einsatz von Messtechnik effektiv erhöht und ein Beitrag zur Verbesserung der Erhaltungsplanung der Infrastruktur geleistet werden.
Ziel dieser Arbeit ist eine konzeptionelle Verbesserung von messwertgestützten Ermüdungsnachweisen an bestehenden Straßenbrücken. Im Zuge der Bearbeitung wurden Daten aus Dehnungs- und Temperaturmessungen an vier bestehenden Straßenbrücken über einen Zeitraum von etwa drei Jahren gesammelt. Die Messungen erfolgten unter laufendem Verkehr. Bei den Bauwerken handelt es sich um eine Stahlbrücke mit ermüdungskritischen Details sowie um drei Spannbetonbrücken mit Ermüdungsproblemen im Bereich der Koppelfugen.
Auf Basis der gesammelten Messdaten wurde untersucht, welche Messzeiträume notwendig sind, um repräsentative Beanspruchungskollektive für Ermüdungsnachweise an Stahl- und Massivbrücken zu erhalten. Speziell bei Massivbrücken wurde neben der Verkehrsbeanspruchung auch die Temperaturbeanspruchung zur Festlegung eines repräsentativen Messzeitraumes berücksichtigt. Des Weiteren wurden die Messergebnisse anhand unterschiedlicher Vorgehensweisen in die vorhandenen rechnerischen Konzepte für Ermüdungsnachweise eingebunden, um mögliche Varianten zur Nutzung von Messdaten im Ermüdungsnachweis aufzuzeigen und miteinander zu vergleichen. Im Wesentlichen münden diese Untersuchungen in die Herleitung eines auf Messdaten basierenden Schadensäquivalenzfaktors λmeas. Damit wird es möglich, Messergebnisse, die streng genommen nur Aussagen zur Beanspruchung an den Messpunkten enthalten, auf das gesamte Bauwerk zu übertragen.
Ziel dieser Arbeit ist eine konzeptionelle Verbesserung von messwertgestützten Ermüdungsnachweisen an bestehenden Straßenbrücken. Im Zuge der Bearbeitung wurden Daten aus Dehnungs- und Temperaturmessungen an vier bestehenden Straßenbrücken über einen Zeitraum von etwa drei Jahren gesammelt. Die Messungen erfolgten unter laufendem Verkehr. Bei den Bauwerken handelt es sich um eine Stahlbrücke mit ermüdungskritischen Details sowie um drei Spannbetonbrücken mit Ermüdungsproblemen im Bereich der Koppelfugen.
Auf Basis der gesammelten Messdaten wurde untersucht, welche Messzeiträume notwendig sind, um repräsentative Beanspruchungskollektive für Ermüdungsnachweise an Stahl- und Massivbrücken zu erhalten. Speziell bei Massivbrücken wurde neben der Verkehrsbeanspruchung auch die Temperaturbeanspruchung zur Festlegung eines repräsentativen Messzeitraumes berücksichtigt. Des Weiteren wurden die Messergebnisse anhand unterschiedlicher Vorgehensweisen in die vorhandenen rechnerischen Konzepte für Ermüdungsnachweise eingebunden, um mögliche Varianten zur Nutzung von Messdaten im Ermüdungsnachweis aufzuzeigen und miteinander zu vergleichen. Im Wesentlichen münden diese Untersuchungen in die Herleitung eines auf Messdaten basierenden Schadensäquivalenzfaktors λmeas. Damit wird es möglich, Messergebnisse, die streng genommen nur Aussagen zur Beanspruchung an den Messpunkten enthalten, auf das gesamte Bauwerk zu übertragen.
Schlagwörter: Messungen; Monitoring; Bauwerksmessungen; Bauwerksmonitoring; Brücken; Ermüdung; Betriebsfestigkeit; Restnutzungsdauer; Straßenbrücken; Lastmodelle; Schadensäquivalenzfaktor; Messwerte; Dehnungsmessung; Koppelfugen; Spannbeton; Stahl; Temperatur
Heftreihe des Instituts für Bauingenieurwesen / Book Series of the Department of Civil Engineering, Technische Universität Berlin
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Matthias Barjenbruch, Prof. Dr.-Ing. Karsten Geißler, Prof. Dr.-Ing. Reinhard Hinkelmann, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Huhnt, Prof. Dr.-Ing. Yuri Petryna, Prof. Dr.-Ing. Frank Rackwitz, Prof. Dr. sc. techn. Mike Schlaich, Prof. Dr.-Ing. Volker Schmid, Prof. Dr.-Ing. Matthias Sundermeier und Prof. Dr.-Ing. Frank U. Vogdt, Berlin
Band 16
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