Kleben im konstruktiven Stahlbau am Beispiel geklebter Brückenfahrbahnplatten: Fid-Bau Portal

Kleben im konstruktiven Stahlbau am Beispiel geklebter Brückenfahrbahnplatten

Feldmann, M. / Abeln, B. / Geiss, P.L.

Die Fügetechnik ist von zentraler Bedeutung fur den Stahlbau und bestimmt wesentlich die Herstellungs- und Montagekosten sowie die Ausfuhrungsqualitat. Die Anforderungen an die Fügetechniken des Stahl- und Stahlverbundbaus betreffen insbesondere die statische und dynamische Belastbarkeit, die Sicherheit, die Ausführungsqualitaten und die Langlebigkeit. Kleben weist als Alternative zu den klassischen Fügetechniken Schweissen und Schrauben dabei entscheidende Vorteile auf, hat aber im Stahlbau zurzeit einen sehr beschränkten Einsatzbereich. Im konstruktiven Ingenieurbau findet man keine erwähnenswerte klebtechnische Anwendung, bei denen die Klebtechnik abseits von Sanierung und Verstärkung als planmässige Gesamtfügetechnik von Bauteilen aus Stahl zum Einsatz kommt. Ein potentielles Anwendungsfeld stellen geklebte Fahrbahnplatten fur Straßenbrücken dar. Dafür werden geklebte Sandwichelemente, bestehend aus zwei Deckblechen mit einem Kern aus offenen bzw. geschlossenen Hohlprofilen oder Z-Profilen, entwickelt. Ein Spektrum kalthärtender, insbesondere struktureller zweikomponentiger Klebstoffe mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften wird ausgewählt und neben der Materialkennwerte die spezifischen Verarbeitungseigenschaften, das Applikations- und das Alterungsverhalten sowie die Temperaturbeständigkeit ermittelt. Experimentelle Versuche eines Großbauteils und Versuche an mehreren Kleinbauteilen werden prasentiert. Abschließend wird gezeigt, wie mit Hilfe analytischer und numerischer Methoden (FEM) das Tragverhalten untersucht und erste Ingenieur- und Bemessungsmodelle entwickelt werden.

In steel construction joining technology is of vital importance and significantly controls manufacturing and assembling costs as well as workmanship. The requirements and specifications with respect to static and fatigue resistance, safety, workmanship and long-life cycle are very high manufactured. Though bonding as an alternative to traditional joining techniques such as welding and screwing offers essential benefit but still has a limited range of application in steel construction. Today there is no noticeable bonding technique for steel structures where bonding is not only in the scope of repair but in the scope of a new structural product. Potential fields of applications are steel bridge deck constructions with bonding techniques. Therefore bonded sandwich elements consisting of two cover plates and a core of open and respectively closed hollow sections or Z-profiles are developed. A spectrum of cold-hardened, particularly structural two-component adhesives with different mechanical properties is chosen and besides the mechanical properties the specific handling behaviour, the ageing behaviour and the behaviour at application as well as the temperature stability is determined. Experimental test of a large and tests of small part specimen are presented. Concluding the load bearing behavior is explored with the aims of analytic and numerical methods (FEM) and preliminary mechanical models and guidelines are developed.