Neue Querschnitte von Stahlverbundbrücken - Teil 1: Ermüdungsfestigkeit der querbelasteten zugbeanspruchten Fahrbahnplatte

Bei Verbundgroßbrücken, die über mehrere Felder spannen, kommt es aufgrund negativer Momentenbeanspruchung im Stützbereich zu Rissen infolge der Zugbeanspruchung in der Betonfahrbahn. Die Anordnung von stählernen Kragträgern im Querrahmenabstand unter der Fahrbahnplatte (u. a. zur Auflagerung von Teilfertigteilen) führt zu einer überwiegend längsspannenden Fahrbahnplatte, auf die direkt die Radlasten aus Verkehr wirken. Das heißt, die zyklische Querkraft infolge der lokalen Radlasten muss über die infolge der globalen Zugbeanspruchung gerissene Fahrbahnplatte zu den Querträgern übertragen werden. Derzeit wird für diesen Anwendungsfall die Rissbreite konservativ auf 0,15 mm begrenzt. Es werden Versuche und deren Ergebnisse vorgestellt, die Aufschluss über das Tragverhalten der gezogenen und damit gerissenen Betonfahrbahnplatte unter einer ermüdungswirksamen Querkraft liefern. Dazu zählen zum einen Einstufenversuche mit dem Ziel, das Tragverhalten zu klären und Parameter zu identifizieren, die die Ermüdungsfestigkeit beeinflussen. Weiterhin wurde zusätzlich in Mehrstufenversuchen der Einfluss einer realitätsnahen Beanspruchung mit wechselnder Belastungshöhe auf die Ermüdungsfestigkeit getestet und die Anwendung der linearen Schadensakkumulationshypothese nach der Palmgren-Miner-Regel überprüft.

Innovative cross-sections of steel-concrete composite bridges - part 1: fatigue strength of the transversely loaded concrete deck under tensile stress
In large composite bridges spanning over several spans, cracking occurs due to negative bending moment at the intermediate support area as a result of tensile loading in the concrete deck. Steel girders as cantilevers supporting the concrete deck at the distance of the transverse frames directly underneath the concrete deck (which among others allow for the use of partially precast concrete decks) lead to a transfer of the direct wheel loads on the concrete deck to the cross girders in longitudinal direction of the cracked concrete deck. As a consequence, the concrete deck, cracked due to global tensile stresses, is subjected to cyclic transverse loads resulting from local wheel loads due to traffic. Currently, the crack width is conservatively limited to 0.15 mm for this application. Experiments and their results are presented that provide information on the load-bearing behaviour of the cracked concrete deck under a fatigue shear loading. These include single-stage tests, which were realised in order to clarify the load-bearing behaviour and identify parameters that influence the fatigue strength. Furthermore, multi-stage tests were additionally conducted to test the influence of a realistic loading with varying height on the fatigue strength and to check the application of the linear damage accumulation hypothesis according to the Palmgren-Miner rule.