A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Untersuchungen zum Tragverhalten von strukturintegrierten Verbindungsmitteln bei Stahlverbundträgern mit Trapezblechstegen im Brückenbau
Durch die Verwendung von gefalteten Stegen im Verbundbrückenbau entstehen aufgrund der charakteristischen Eigenschaften des Trapezbleches Vorteile gegenüber konventionellen Spannbetonbrücken und der klassischen Verbundbauweise. Durch das geringe Eigengewicht der Brücke in Kombination mit einer kontinuierlichen Querrahmenwirkung und einer hohen Beulstabilität der Stege, lassen sich aufwändig geschweißte Längs- und Quersteifen sowie Querrahmen reduzieren. Die fehlende Längssteifigkeit des Trapezbleches führt zu einer effizienteren Nutzung der Vorspannung, da die Vorspannkraft in den Gurten verbleibt. Die Ausbildung der Verbundfuge ist bisher unbefriedigend gelöst. Ein zusätzlicher Stahlflansch, als Träger der Verbundmittel, führt zu großen Schweißnahtlängen entlang des gefalteten Steges. Insbesondere die Übertragung des Rahmeneckmomentes von Gurt in den Steg führt bei der Verwendung eines Stahlflansches zu einer Vielzahl von Verbundmitteln. Am Beispiel der Talbrücke Altwipfergrund zeigt sich die Notwendigkeit einfacherer und praktikabler Verbindungsmöglichkeiten. Durch eine strukturintegrierte Verbindung zwischen Betongurt und Stahlsteg, wie sie sich mit Betondübeln realisieren lässt, ergeben sich Vorteile bei der Herstellung bei gleichzeitigem Verzicht auf einen zusätzlichen Stahlflansch. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird auf Grundlage der bisherigen Erkenntnisse von Betondübeln an ebenen Stegblechen das Tragverhalten einer ausgewählten Betondübelgeometrie in Kombination mit Trapezblechstegen experimentell und numerisch untersucht. Hierbei wird zwischen Längsschub- und Querbiegebeanspruchung unterschieden. Anhand der theoretischen Untersuchungen und den experimentellen Ergebnissen werden einfache Bemessungsregeln für die Verbundsicherung unter Längsschubbeanspruchung im Grenzzustand der Tragfähigkeit erarbeitet. Für die Bemessung des Rahmeneckmoments werden Stabwerkmodelle entwickelt, die für eine praktische Anwendung als Grundlage dienen und entsprechend den gegebenen Randbedingungen angepasst werden können.
Untersuchungen zum Tragverhalten von strukturintegrierten Verbindungsmitteln bei Stahlverbundträgern mit Trapezblechstegen im Brückenbau
Durch die Verwendung von gefalteten Stegen im Verbundbrückenbau entstehen aufgrund der charakteristischen Eigenschaften des Trapezbleches Vorteile gegenüber konventionellen Spannbetonbrücken und der klassischen Verbundbauweise. Durch das geringe Eigengewicht der Brücke in Kombination mit einer kontinuierlichen Querrahmenwirkung und einer hohen Beulstabilität der Stege, lassen sich aufwändig geschweißte Längs- und Quersteifen sowie Querrahmen reduzieren. Die fehlende Längssteifigkeit des Trapezbleches führt zu einer effizienteren Nutzung der Vorspannung, da die Vorspannkraft in den Gurten verbleibt. Die Ausbildung der Verbundfuge ist bisher unbefriedigend gelöst. Ein zusätzlicher Stahlflansch, als Träger der Verbundmittel, führt zu großen Schweißnahtlängen entlang des gefalteten Steges. Insbesondere die Übertragung des Rahmeneckmomentes von Gurt in den Steg führt bei der Verwendung eines Stahlflansches zu einer Vielzahl von Verbundmitteln. Am Beispiel der Talbrücke Altwipfergrund zeigt sich die Notwendigkeit einfacherer und praktikabler Verbindungsmöglichkeiten. Durch eine strukturintegrierte Verbindung zwischen Betongurt und Stahlsteg, wie sie sich mit Betondübeln realisieren lässt, ergeben sich Vorteile bei der Herstellung bei gleichzeitigem Verzicht auf einen zusätzlichen Stahlflansch. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird auf Grundlage der bisherigen Erkenntnisse von Betondübeln an ebenen Stegblechen das Tragverhalten einer ausgewählten Betondübelgeometrie in Kombination mit Trapezblechstegen experimentell und numerisch untersucht. Hierbei wird zwischen Längsschub- und Querbiegebeanspruchung unterschieden. Anhand der theoretischen Untersuchungen und den experimentellen Ergebnissen werden einfache Bemessungsregeln für die Verbundsicherung unter Längsschubbeanspruchung im Grenzzustand der Tragfähigkeit erarbeitet. Für die Bemessung des Rahmeneckmoments werden Stabwerkmodelle entwickelt, die für eine praktische Anwendung als Grundlage dienen und entsprechend den gegebenen Randbedingungen angepasst werden können.
Untersuchungen zum Tragverhalten von strukturintegrierten Verbindungsmitteln bei Stahlverbundträgern mit Trapezblechstegen im Brückenbau
Röhm, Jochen (author)
2009
168 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
English
Baustahl , Beton , Brucharbeit , Brücke (Bauwerk) , Brückenbau , Dehnung unter Belastung , Druckfestigkeit , Dübel (Lochanker) , E-Modul , Faltung , Finite-Elemente-Methode , Fuge (Bauwesen) , Kraft , Kraft-Dehnungs-Verhalten , Laboruntersuchung , Modell , Normalspannung (mechanisch) , numerisches Verfahren , Riss , Rissausbildung , Rissausbreitung , Schubbeanspruchung , Schwerpunkt , Streckgrenze , Tragvermögen , Verbundbauweise , Verformungsverhalten , Versuchsaufbau , Zugfestigkeit
| UB Braunschweig | 2009