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Druckgurtanschluss in Hohlkastenbrücken – Ingenieurmodelle zur wirklichkeitsnahen Ermittlung der Tragfähigkeit

BASt-Bericht B 162

Matthias Müller, Bundesanstalt für Straßenwesen
58 Seiten
Erscheinungsjahr: 2021
Projektnummer: 2113003
Preis: 0,00 €

Dieser Bericht steht ausschließlich kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.

Die Bemessung des schubfesten Anschlusses von Gurten gegliederter Querschnitte erfolgt in Deutschland derzeit analog zum Querkraftnachweis für Steg querschnitte mit einem Fachwerkmodell unter Berücksichtigung eines zusätzlichen Betontraganteils infolge Rissreibung. Die Neigung des Druckstrebenwinkels innerhalb des Fachwerks wird bei Anwendung dieses Bemessungsmodells auf die Gurte gegliederter Querschnitte nicht auf Grundlage des tatsächlichen Spannungszustandes bei Erstrissbildung festgelegt. Stattdessen erfolgt die Festlegung des Winkels auf Basis eines rein rechnerischen Spannungszustandes, mit einer theoretisch zur Schubrissbildung führenden Schubspannung [14], wobei die Längsspannung σx nicht gleichermaßen mit der Schubspannung gesteigert wird. Tatsächlich wachsen unter einer Laststeigerung bis zum GZT die Spannungen τ und σ im Gurtanschnitt gleichermaßen an.

In den in [14] durchgeführten Untersuchungen zum Tragverhalten von Druckgurtanschlüssen wurde gezeigt, dass diese Vorgehensweise das tatsächliche Tragverhalten nicht hinreichend genau berücksichtigt. Dies führt insbesondere in Gurtbereichen, die unter hohen Längsdruckspannungen stehen, zu konservativen Ergebnissen. Es wurden daher Bemessungsansätze erarbeitet und vorgestellt, die die tatsächlichen Spannungsverhältnisse und die wahrscheinliche Rissbildung mit größerer Genauigkeit erfassen.

Die Anwendungsmöglichkeiten für die unterschiedlichen Bemessungsvorschläge werden hier beschrieben und anhand von Beispielrechnungen mit den derzeitigen Bemessungsregeln nach DIN EN 1992-2/NA bzw. DIN FB 102 verglichen. Die Ergebnisse des Vergleichs sind ein Beleg für das Potenzial der neu entwickelten Modelle.

Für die geplante Weiterentwicklung der Nachrechnungsrichtlinie werden Formulierungsvorschläge für mögliche Richtlinientexte erarbeitet. Hierbei orientieren sich die Vorschläge im Hinblick auf Gliederung, Abkürzungen und Formelzeichen am derzeitigen Stand der Nachrechnungsrichtlinie, Stand Mai 2011 [15], inkl. der ersten Ergänzung, Stand April 2015 [16].

Compression chord connection in box girder bridges – engineering models for realistic determination of the load-bearing capacitys

The design of the shear-resistant connection of flanges with the webs in structured cross-sections is currently carried out in Germany in analogy to the shear force design for web cross-sections using the “truss model with crack friction”. The inclination of the compression strut angle within the truss is not determined on the basis of the actual stress state at first crack formation when this dimensioning model is applied to the flanges of structured cross sections. Instead, the angle is determined on the basis of the theoretical shear stress leading to shear cracking at a constant longitudinal stress state [14].

The investigations carried out in [14] on the loadbearing behavior of the connection of compression flanges showed that this procedure does not take sufficient account of the actual load-bearing behavior. This leads to conservative results, especially in flange areas subject to high longitudinal compressive stress. Therefore, design proposals were developed and presented that captures the actual stress conditions and the probable crack formation with greater accuracy.

The application possibilities for the various design proposals are described here and compared with the current design rules according to DIN EN 1992-2/NA or DIN FB 102 by means of example calculations. The results of the comparison are proof of the potential of the models presented.

Formulation proposals for possible guideline texts will be developed and presented for the planned further development of the structural assessment guideline. The proposed structure, abbreviations and symbols are based on the current status of the structural assessment guideline (May 2011 [15]) including the first amendment (April 2015 [16]).

  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
    Info-Service
    Telefon: 02204 43-9101
    Fax: 02204 43-2550
    info@bast.de

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    Carl Ed. Schünemann KG
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    28195 Bremen
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    buchverlag@schuenemann-verlag.de
    www.schuenemann-verlag.de

  • Berichte zum Download

    Die Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen stehen ab dem Jahrgang 2003 zum Teil als kostenfreier Download im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.