Tragverhalten an Gurtdickensprüngen geschweißter Biegeträger: Fid-Bau Portal

Tragverhalten an Gurtdickensprüngen geschweißter Biegeträger

Greiner, Richard / Taras, Andreas / Unterweger, Harald

Gurtdickensprünge und Zusatzlamellen zählen zu den stahlbaulichen Standardausführungen zur Anpassung der Biegetragfähigkeit von Brückenträgern an veränderliche Momentenverläufe. Durch die lokale Steifigkeitsänderung im Querschnitt entstehen an solchen Verstärkungen Zusatzbeanspruchungen, welche durch die klassische baustatische Behandlung nach der Balkentheorie nicht im Detail erfasst werden können. Im Beitrag wird zum einen gezeigt, dass in den Halsnähten zwischen Steg und Gurtblech hohe lokale Schubbeanspruchungen sowie Querbeanspruchungen - auch in Stegebene - entstehen. Zum anderen entstehen in den Gurtblechen infolge der Exzentrizität der Gurte lokale Biegebeanspruchungen in erheblicher Größe. Des Weiteren hat dies im Druckbereich auch Auswirkungen auf die lokale Beulstabilität. Obwohl diese Effekte grundsätzlich seit langem bekannt sind, hat deren korrekte Erfassung in den letzten Jahren zufolge der Tendenz zur Verwendung deutlich dickerer und breiterer Gurtbleche - bei gleichzeitiger Zunahme der verwendeten Stahlfestigkeiten und Ausnutzungsgrade - stark an Bedeutung gewonnen. Da jedoch die genannten Effekte in der praktischen baustatischen Berechnung üblicherweise nur pauschal erfasst werden können, wird anhand konkreter Beispiele ein realistisches Bild der tatsächlich auftretenden Beanspruchungen und der sich daraus ergebenden Konsequenzen auf die Gebrauchstauglichkeit, Ermüdungs- und Beulfestigkeit der Bauteile gegeben. Als wesentlichstes Ergebnis zeigt sich, dass sich die elastische Verteilung der Schubkräfte, die zur Einleitung der Differenz der Gurtnormalkräfte über die Halsnähte erforderlich sind, über einen erheblichen Längenbereich - in der Größe der halben Steghöhe - beidseits des Gurtdickensprungs erstreckt. Im Hinblick auf die lokale Beulstabilität des dünneren Gurtblechs hat sich bei den Beispielen gezeigt, dass die Exzentrizitätswirkung durch die gleichzeitig vorhandene Stützwirkung des dickeren Blechs kompensiert wird.