Beanspruchung und Ermüdung von Querrahmenanschlüssen bei Verbundbrücken
Versuchskörpergeometrie der Setups 1a bis 5 Grafik: N. Blau
N. Blau, B. Naujoks
Bauingenieur Jahrgang 100 (2025) Heft 05
Publikationsdatum: 02.05.2025
doi.org/10.37544/0005-6650-2025-05-33
Zusammenfassung Querrahmen sind Bestandteil des Quersystems von Verbundbrücken mit Hohlkastenquerschnitt und werden etwa alle 3 – 5 m in Längsrichtung angeordnet. Die konstruktive Ausbildung der Querrahmenanschlüsse an die Betonfahrbahnplatte basiert auf vereinfachenden Konstruktionsregeln, welche eine gelenkige Bemessungsannahme für die Berechnung des Quersystems erlauben. Durch dieses Vorgehen werden relevante Spannungsspitzen vernachlässigt, welche aus dem einwirkenden Fahrbahnplattendrehwinkel resultieren. Somit können insbesondere Brücken mit sehr schlanken Fahrbahnpatten einen für den Grenzzustand der Ermüdung kritischen Spannungszustand aufweisen. Daher werden im Beitrag Forschungsergebnisse präsentiert, die basierend auf experimentellen und numerischen Untersuchungen zur Beanspruchung von Querrahmenanschlüssen erzielt wurden. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse werden alternative Bemessungskonzepte abgeleitet, welche eine ermüdungssichere Bemessung des Anschlusses erlauben.
Stress and fatigue of cross-frame connections in composite bridges
Abstract Cross-frames are part of the transverse system of steel composite bridges with a box girder cross-section and are arranged approximately every 3 – 5 m in the longitudinal direction. The design of cross-frame connections to the concrete deck is based on simplified design rules, which allow a hinged design assumption for the calculation of the transverse system. This procedure neglects relevant stress peaks resulting from the rotation angle of the concrete deck. As a result, especially bridges with very slender concrete decks can exhibit a stress concentration, which is critical for the fatigue limit state. Therefore, the article presents research results based on experimental and numerical investigations on the loading of cross-frame connections. Based on the knowledge gained, alternative design concepts are derived which allow a fatigue-safe design of the connection.
