Betriebsfestigkeitsbasierter Ermüdungsnachweis mit bauwerksspezifischen Wöhlerlinien

Ermüdungsgefährdete Spannbetonbrücken bedürfen besonderer Aufmerksamkeit. Sie sind hinsichtlich ihrer Sicherheit zu bewerten und ggf. kontinuierlich zu überwachen. Geeignet erscheint ein Indikator, der ein Versagen stets rechtzeitig ankündigt. Die höchste Nachweisstufe nach DIN EN 1992‐1‐1 (EC2) sieht einen expliziten Betriebsfestigkeitsnachweis vor. Die verfügbaren Wöhlerlinien sind dazu jedoch wenig geeignet. Sie gelten integral für alle zugelassenen Spannstähle und ‐systeme und erfassen spezifische Anwendungsfälle nur unzureichend. Es wird vorgeschlagen, ersatzweise Ermüdungsversuche an freischwingendem Spannstahl durchzuführen, der dem verbauten Material weitgehend entspricht. Dann verbleibt lediglich die Übertragung auf im Verbund liegende Spannglieder, wofür eine Lösung erarbeitet wird. Durch das interaktive Verfahren werden experimentelle Bruchlastspielzahlen in eine Wöhlerlinie mit Wendepunkt überführt, dann in einen bilinearen Verlauf affin dem EC2 transformiert und mit einer allgemeinen Referenz für freischwingende Spannstähle verglichen. Ihr Lageversatz zur Wöhlerlinie gerader Spannglieder im nachträglichen Verbund wird auf die spezifische Linie übertragen, um sie für das Referenzbauwerk nutzbar zu machen. Sie liegt weit günstiger als die normative und verlängert die Restlebensdauer signifikant. Es erscheint überlegenswert, die Ergebnisse von Ermüdungsversuchen im Zuge von Zulassungen zukünftig verbindlich in der Bauwerksdokumentation zu hinterlegen.

Prestressed concrete bridges exposed to fatigue require special attention. Their safety must be assessed and, if necessary, continuously monitored. An indicator that always announces failure in good time appears suitable. The highest verification level acc. to DIN EN 1992‐1‐1 (EC2) provides for an explicit fatigue strength verification. However, the available S‐N curves are not very suitable for this purpose. They apply integrally to all approved prestressing steels and systems and do not adequately cover specific applications. It is suggested that fatigue tests are carried out on prestressing steel in air that largely corresponds to the installed material. This leaves only the transfer to bonded tendons, for which a solution is proposed. Using the interactive approach, experimental cycles to failure are converted into a S‐N curve with inflection point, then transformed into a bilinear curve affine to EC2 and compared with a general reference for prestressing steel in air. Its positional offset to the S‐N curve of straight post‐tensioned tendons is transferred to the specific curve to make it usable for the reference structure. It is far more favorable than the normative one and significantly extends the remaining service life. It would be worth considering making the results of fatigue tests in the course of approvals a binding part of the structural documentation in future.