Zur Anwendung geschweißter Hohlprofilknoten im Brückenbau: Fid-Bau Portal

Zur Anwendung geschweißter Hohlprofilknoten im Brückenbau

Kuhlmann, U. / Günther, H.P. / Saul, R. / Häderle, M.U. / Stuba, G.

Im Brückenbau finden in jüngster Zeit zunehmend räumliche Fachwerkkonstruktionen aus Stahlrohren Anwendung, die in der Regel aus einem dreigurtigen Rohrfachwerkträger mit steigenden und fallenden Diagonalen und einer darauf liegenden Betonfahrbahnplatte bestehen. Dabei müssen insgesamt vier Diagonalen in einem Knotenpunkt an das durchgehende Untergurtrohr angeschlossen werden (KK-Knoten). In diesem Beitrag werden umfangreiche rechnerische Untersuchungen zur Frage der Knotenausbildung - Stahlguß- oder Schweißknoten - vorgestellt. Bei Schweißknoten treten infolge der abrupten geometrische Formänderungen Spannungsspitzen auf, die zu einem vorzeitigen Ermüdungsversagen führen können. Eine FE-Analyse für drei ausgewählte Untergurtknoten der im Bau befindlichen Talbrücke Korntal-Münchingen belegt mittels Ermüdungsnachweisen nach dem Strukturspannungskonzept, daß anstelle der zum Einsatz kommenden Gußknoten auch Schweißknoten möglich gewesen wären. Für die Berechnung wurde das Programmsystem ANSYS genutzt; die Vernetzung erfolgte mit 20-knotigen Volumenelementen. Für jeden Knoten wurden insgesamt 288 Spannungskonzentrationsfaktoren berechnet. Die erforderlichen Spannungsschwingbreiten wurden nach Eurocode 3, Teil 2 aus der Überfahrt eines Einzelfahrzeugs mit je 120 kN Achslast (Ermüdungslastmodell 3) ermittelt.