Experimentelle und numerische Untersuchungen der lokalen Spannungen in Kranbahnträgern nahe Quersteifen

Geschweißte Kranbahnträger mit größeren Steghöhen werden in der Praxis üblicherweise mit zusätzlichen Quersteifen zwischen den Auflagern ausgeführt. Dadurch wird die Beultragfähigkeit des Stegs erhöht und die Verdrehung des Obergurts zufolge exzentrischer Radlasteinleitung begrenzt. Allerdings werden dadurch in Hinblick auf eine möglichst kerbarme Radlasteinleitung in den Trägersteg zusätzliche kritische Konstruktionsdetails im Bereich der an den Obergurt angeschweißten Quersteifen erzeugt, die im Nachweis gegen Ermüdungsversagen zu berücksichtigen sind. Darüber hinaus finden sich in DIN EN 1993‐6 derzeit keine Regeln zur Berechnung der lokalen Spannungen im Steg und in den Quersteifen für Radlasteinleitung im Nahbereich der Quersteifen. Daher werden in diesem Beitrag sowohl Laborversuche als auch FE‐Berechnungen präsentiert, welche die lokalen Spannungen in unmittelbarer Nähe von Quersteifen im Detail untersuchen. Die ermittelten Spannungen werden anschließend für vergleichende Ermüdungsnachweise an den nun maßgebenden Konstruktionsdetails im Verhältnis zu entsprechenden Nachweisen ohne Berücksichtigung des Quersteifeneinflusses verwendet. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse werden Defizite der aktuellen Vorgehensweise aufgezeigt und Empfehlungen für die Bemessungspraxis abgeleitet.

In practice, welded crane runway girders with greater web heights are usually designed with additional transverse stiffeners between the supports. This increases the buckling resistance of the web and limits the torsion of the top flange due to eccentric wheel load application. However, this creates additional critical design details near the welded connections between top flange and stiffeners with regard to wheel load introduction into the girder web. These details have to be accounted for in the verification against fatigue failure. Furthermore, the current version of DIN EN 1993‐6 does not contain any rules for calculating the local stresses in the web and in the transverse stiffeners for wheel load introduction near transverse stiffeners. This article therefore presents both laboratory tests and FE‐calculations that investigate the local stresses in the vicinity of transverse stiffeners in detail. Subsequently, the determined stresses are used for comparative fatigue design checks at the relevant constructional details in relation to corresponding design checks without taking the influence of the transverse stiffeners into account. Finally, deficits in the current procedure are highlighted and recommendations for design practice are derived on the basis of the results obtained.