Verstaerkung von Stahlbruecken mit Kategorie-2-Schaeden

Reinforcing steel bridges with category-2-damages

Dieser Beitrag gibt einen Ueberblick ueber Instandsetzung und Verstaerkung von Stahlbruecken mit Schaeden im Bereich von Anschluessen im Laengssystem orthotroper Stahlbruecken, im speziellen bei Laengssteifen aus Y-Profilen. Basierend auf Literatur und Recherche, wurden im Projekt Ermuedungsrisse, die an existierenden Stahlbruecken mit Y-Profilen beobachtet wurden, zusammengestellt und kategorisiert. Eine Reihe der im Rahmen des Projektes ausgewerteten Erfahrungsberichte zeigte, dass rein schweisstechnische Instandsetzungen auf Dauer nicht erfolgreich waren. Deshalb wurden fuer die detaillierten Untersuchungen nur Massnahmen mit mechanischen Verbindungsmitteln vorgesehen. Die an Y-Profilen entwickelten Instandsetzungs- und Verstaerkungsmassnahmen wurden in 20 Ermuedungsversuchen experimentell analysiert. Die originalen Pruefkoerper wurden entsprechend den Fertigungsplaenen bestehender Bruecken hergestellt. Nach den Ermuedungsversuchen wurden die Pruefkoerper repariert und unter den gleichen Randbedingungen erneut geschwungen. Bei der ersten Versuchsreihe wurde eine Verstaerkung mit Seitenwinkel und Lasche vorgesehen, bei denen die Winkel im geschlossenen Teil der Y-Profile mit Blindnieten befestigt waren. Die Blindnieten zeigten kein Versagen und erst bei deutlich hoeherer Schwingzahl als im Originalzustand ging zum Teil von der kuenstlichen Rissspitze ein neuer Riss aus. Bei der zweiten Versuchsreihe mit Stegverstaerkung konnten nach der gleichen maximalen Schwingspielzahl, die im Originalzustand zu Rissen gefuehrt hatte, keine Risse dokumentiert werden. In der 3. Versuchsreihe, die im Bereich des 1/2 I-Profils mit einer Zusatzlasche repariert worden war, ging nach Verstaerkung mit Zusatzlasche bei geringerer Schwingzahl als im Originalzustand ein Riss vom kuenstlichen Ermuedungsriss beziehungsweise vom Bohrloch der angeschraubten Lasche aus. Bei der Auswertung wurden mit Hilfe eines numerischen Modells die Ermuedungsversuche validiert, um die Wirksamkeit der Massnahmen zu bewerten. Insgesamt konnte das Vorhaben erfolgreich beendet werden. In weiterfuehrenden Untersuchungen sollten vor allem die versuchstechnischen Untersuchungen systematisch ergaenzt werden. ABSTRACT IN ENGLISH: This contribution gives an overview over maintenance methods of orthotropic steel bridge decks, especially considering longitudinal Y-stiffeners. Based on literature study and research, i. a. on documents of existing fatigue cracks at orthotropic steel bridge decks, fatigue cracks observed at existing bridges with Y-stiffeners were summarized and categorized. Within this research project a lot of evaluated reports proved that a pure maintenance with welding was not successful on a permanent basis. Therefore, only maintenance methods with mechanical fasteners were used for the detailed investigations. The maintenance methods for Y-stiffeners were investigated experimentally. A total of 20 large scale fatigue tests were realized. The original test specimens have been fabricated according to construction plans of existing bridges. After testing, these test specimens were repaired and tested again under the same loading condition. In the first test series, reinforcement with side angles and straps was tested, whereby the angles were fixed to the closed Y-stiffeners by blind rivets. The blind rivets didn't fail during the tests. The repaired test specimens only failed after a higher amount of applied load cycles than the original ones, with fatigue cracks partially starting from the artificial crack tip. The second test series with a reinforcement of the crossbeam web reached the same amount of load cycles than the original test series, without showing any fatigue cracks. The 3rd test series was repaired with an additional strap at the 1/2 I-profile, since the butt weld of the 1/2 I-profile failed and not the welded splice joint of the side plates. This repaired test series reached less load cycles than the original test series, with fatigue cracks starting from the artificial crack tip and also from the drilled hole of the screwed strap. The evaluation based on a numerical model compared the fatigue tests with corresponding detail categories from Eurocode, in order to estimate the effectiveness of the maintenance methods. On the whole, the research project with its results could be finalized successfully. In continuative research projects especially the experimental investigations should be complemented systematically.

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01609404
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 97-3-95606-242-1
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jul 4 2016 3:48AM