Quantitative bridge safety assessment utilizing fracture mechanics and ultrasonic stress measurements: Fid-Bau Portal

Quantitative bridge safety assessment utilizing fracture mechanics and ultrasonic stress measurements

Clark, A.V. / Anderson, T.A.

In dem Beitrag werden einige bruchmechanische Berechnungen für I-förmige Stahlbrückenträger in Bezug auf Sprödbruch und Festigkeitsverlust vorgestellt. Kurz angesprochen wird ferner die Methode der Ermittlung von mechanischen Ermüdungsschäden durch Messung der Ultraschallgeschwindigkeitsänderung, die Aufschluß über den Spannungszustand geben kann. Der mit der Finite-Elemente- Analyse berechnete Spannungsintensitätsfaktor K _I wird für Stahlträger mit rechteckförmigem und I-förmigem Querschnitt bei Vorliegen eines senkrechten Risses in Abhängigkeit vom Verhältnis von Rißtiefe zu Balkendicke in Diagrammen dargestellt. Beim gewalzten I-förmigen Stahlträger kann der K_I-Faktor negative Werte annehmen, so daß nicht nur Sprödbruch vermieden, sondern auch eine Ermüdungsrißausbreitung unmöglich wird. Es wird aber darauf hingewiesen, daß bei Vorliegen eines Risses im I-förmigen Stahlträger eine Verringerung der Traglastkapazität eintreten kann. Mit zunehmender Rißtiefe tritt ein Festigkeitsverlust auf. Die quantitativ dargestellten Rechenergebnisse zeigen für Klein- und Vollprofilbalken den relativen Festigkeitsverlust als Funktion des Quotienten aus Rißtiefe und Balkenranddicke. In einem Diagramm werden außerdem Rechenergebnisse wiedergegeben, die die durch einen Riß verursachte Lastverschiebung in einem Außenträger einer aus insgesamt drei Trägern bestehenden Brücke zeigen. Bei einem günstigen Verhältnis der Biegefestigkeit zur Federkonstante (=1) bei langen schmalen Brücken ist die Lastverschiebung des gerissenen Stahlträgers bis zu einer 80 %igen Rißtiefe vernachlässigbar. (Brekow, G.)