Bridge fatigue damage evaluation and updating using non-destructive inspections: Fid-Bau Portal

Bridge fatigue damage evaluation and updating using non-destructive inspections

Zhao, Zhengwei / Achintya Haldar

Ausgehend von der Paris-Gleichung, eine Näherung die auf der linear elastischen Bruchmechanik (LEFM) basiert und die die Änderung der Rißlänge mit der Zahl der Spannungszyklen beschreibt, werden Kirterien zur Beurteilung der Zuverlässigkeit von Strahlkonstruktionsbauteilen von Brücken ausgearbeitet. In die Parameter der LEFM-Näherung gehen die Rißlänge, die Form des Risses und Korrekturfaktoren für die freie Oberfläche, die endlichen Abmessungen sowie die Spannungsschwankungen über den Querschnitt des Bauteils ein. Geschätzt werden die Unsicherheiten in den Variablen mit Zufallsverteilung, das sind die anfängliche Rißgröße, die Zahl der Zyklen bis zum Autreten der ersten Risse, das Achsenverhältnis der elliptischen Rißfront, Werkstoffparameter für die Rißausbreitung, die Belastung der Brücke sowie die Spannungsamplitude und -frequenz (gegeben hauptsachlich durch den täglichen LKW-Verkehr). Es wird gezeigt, wie die Ergebnisse von verstörungsfreien Prüfungen hinsichtlich der Unsicherheit ihrer Ergebnisse quantifiziert und die Zuverlässigkeit des Bauteils nach der Inspektion neu bestimmt werden können. Drei Fälle werden unterschieden: kein Nachweis von Rissen, Nachweis von Rissen ohne Feststellung der Rißgröße und Nachweis von Rissen mit Messung der Rißgröße. Die Ergebnisse der Methode können die Entscheidung darüber, ob die nächste Inspektion vorverlegt werden sollte, ob eine Reparatur oder der Austausch des Bauteils notwendig ist, erleichtern. Die Methode wird als zuverlässiger beurteilt als die in den USA gebräuchliche S-N-Kurven-Methode der American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).