Schwing‐ und Bruchversuche an einer vollständigen Eisenbahnbrücke zur Studie des realitätsnahen Ermüdungstragverhaltens

Im Zuge eines Forschungsprojekts zur Entwicklung zutreffenderer Prognosemodelle zur Restlebensdauer von stählernen Eisenbahnbrücken ergab sich die Gelegenheit, zerstörende Versuche bis zum vollständigen Einsturz an einer vollständigen Eisenbahnbrücke mit einer Stützweite =21,5 m durchzuführen. Eine große Herausforderung dabei war, Schwing‐ und Bruchversuche derart zu konzipieren, dass das realitätsnahe Ermüdungstragverhalten der Brücke aus dem Betrieb abgebildet wird. An den zu erwartenden Stellen mit Ermüdungsrissen wurde das Risswachstum während der Schwingversuche gemessen und anschließend mit Methoden der Bruchmechanik nachgerechnet. Nach dem Vorliegen eines vollständigen Durchrisses des Untergurts erfolgten systematische statische Versuche, unterbrochen von zunehmend verlängerten künstlichen rissähnlichen Trennschnitten am Stegblech, bis zum endgültigen Brückeneinsturz. Der Beitrag präsentiert die Versuchsplanung, den Versuchsablauf sowie die wesentlichsten Versuchsergebnisse, auch im Vergleich mit begleitenden numerischen Berechnungen.

Within a research project for the development of forecast models for the remaining fatigue life of steel railway bridges, it was possible to execute load tests until structural collapse on a full‐scale girder bridge with a length of =21.5 m. It was a great challenge to plan the fatigue and final static tests in order to capture the real fatigue behaviour under train service loads. At the decisive constructional details, the crack growth was measured and recalculated using fracture mechanics. After complete through‐thickness cracks at the lower chord of the main girders systematic static tests started to obtain structural collapse. It was necessary to lengthen the crack in the web area several times, because of the unexpected high post critical load capacity of the main girders. Within the paper test planning, test procedure and the most important results are presented, also in comparison with numerical calculations.