Ermüdungsfestigkeit von Gurtlamellenenden

Im Brückenbau werden Gurtlamellen für die Verstärkung von Trägern eingesetzt, um die Momententragfähigkeit in hoch beanspruchten Bereichen an den tatsächlichen Momentenverlauf anzupassen. Die bereichsweise aufgeschweißten Lamellen ermöglichen eine materialsparende Ausführung im Brückenbau. Unter veränderlicher Beanspruchung können an den Gurtlamellenenden aufgrund geometrischer und metallurgischer Kerbwirkung Ermüdungsrisse entstehen. Um für diese kritischen Stellen eine möglichst hohe Ermüdungsfestigkeit zu erreichen, wird das Konstruktionsdetail in Deutschland mit vergleichsweise großer Nahtdicke und kerbfrei bearbeiteten Nahtübergängen hergestellt. Dafür wird die Lamelle bis zu einer bestimmten Höhe angefast und eine möglichst dicke Schweißnaht mit der gleichen Steigung wie die Fase bis zum Trägerblech geführt, sodass an der Lamellenstirn ein ebener Übergang zwischen Lamelle, Schweißnaht und Trägerblech entsteht. Diese Form der Ausführung und Bearbeitung wirkt sich vorteilhaft auf die Ermüdungsfestigkeit aus. Für die Bemessung kann dieser Vorteil jedoch nur im Rahmen des deutschen Nationalen Anhangs genutzt werden, da ein entsprechendes Detail im Kerbfallkatalog von DIN EN 1993-1-9 [1] fehlt. Um eine experimentelle Grundlage zu schaffen, die eine Aufnahme in den europäischen Kerbfallkatalog rechtfertigt, wurden an der Universität Stuttgart mehrere Serien von Wöhlerversuchen im Rahmen des IGF-DASt-FOSTA-Projekts 19178 “Neubewertung und Erweiterung des Kerbfallkatalogs nach Eurocode 3” [2] durchgeführt.

Fatigue strength of transverse end welds of cover plates
In bridge construction cover plates are used to strengthen flanges in order to adapt the load bearing capacity to stress resultants. The locally welded cover plates enable a material-saving design of cross sections in bridge construction. Under fatigue loading, fatigue cracks might occur at the transverse end weld of the cover plate due to geometric and metallurgical notch effects. To achieve a high fatigue strength, in Germany the constructional detail is traditionally produced with thick welds and smooth transition at the weld toes. For this purpose the lamella is chamfered in thickness direction and a weld with the same slope as the chamfer joins the cover plate to achieve a smooth transition between flange plate, weld and cover plate. This has a positive effect on the fatigue strength. However, a corresponding detail category is missing in the fatigue detail catalogue in DIN EN 1993-1-9 [1]. To create an experimental background that allows the inclusion into the fatigue detail catalogue, several series of Wöhler tests were carried out at University of Stuttgart within the IGF-DASt-FOSTA research project 19178 “Re-evaluation and Extension of the Fatigue Detail Catalogue in Eurocode 3” [2].