Federsteifigkeit von Kopfbolzendübeln und Ermittlung der Längsschubkräfte in langen Schwertkonstruktionen

Bei integralen Brückenbauwerken werden oft lange Schwertanschlüsse mit vielen hintereinander angeordneten Dübeln ausgeführt. Bei derartigen Anschlusskonstruktionen sind insbesondere im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit und im Grenzzustand der Ermüdung die Einflüsse aus der Nachgiebigkeit der Dübel und der damit verbundenen nichtlinearen Längsschubkraftverteilung für die Bemessung von Bedeutung. Grundlage für die Berechnung derartiger Anschlüsse ist die Kenntnis der Steifigkeit der Dübel im Grenzzustand der Tragfähigkeit und im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit. Hierzu werden in der Literatur veröffentliche Versuchsergebnisse und Last‐Schlupfbeziehungen neu ausgewertet. Die Untersuchungen zeigen, dass bei langen Schwertanschlüssen die ersten Dübel sehr hoch beansprucht werden und diese hohen Beanspruchungen dazu führen, dass die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit und der Ermüdung bei langen Schwertanschlüssen bemessungsmaßgebend werden können. Es wird ein Näherungsverfahren vorgestellt, mit dem eine realistische Erfassung der Dübelbeanspruchungen in Abhängigkeit von der Federsteifigkeit der Dübel, der Anzahl der hintereinanderliegenden Dübel sowie in Abhängigkeit von der Steifigkeit der Schwerter und des umgebenden Betons möglich ist.

In integral bridge structures, long sword connections are often carried out with many headed studs arranged one behind the other. In such connections the influences from the flexibility of the headed studs lead to a non‐linear distribution of the longitudinal shear forces which is important for the design, particularly in the serviceability limit state and in the limit state of fatigue. The basis for the calculation of such connections is the knowledge of the stiffness of the stud connectors in the ultimate and in the serviceability limit states. Therefore, experimental results, and relations to describe the slip‐behaviour published in the literature are re‐evaluated. The investigations show that in long sword connections the first studs are subjected to very high shear forces, which become relevant for the verifications in the limit states of serviceability and fatigue. A simplified method for a realistic determination of the longitudinal shear forces is presented which considers the relevant parameters e. g. spring stiffness of the studs, the number of studs in a row and the stiffness of the sword and the surrounding concrete.