FE 15.0711/2023/FRB - Nachhaltige Ermüdungsbemessung von Fahrbahnübergängen nach Eurocode

In Deutschland erfolgt die Ermüdungsbemessung von Fahrbahnübergangskonstruktionen nach den nationalen Regeln in der TL/TP FÜ auf der Grundlage des Ermüdungslastmodells FLM1EJ nach der europäischen Richtlinie ETAG 032 (und ihren nachfolgenden EADs). Die Ermüdungslastmodelle in ETAG 032 wurden basierend auf den Verkehrslastmodellen in DIN EN 1991-2 entwickelt, um die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Fahrbahnübergängen mit dem Eurocode-Bemessungskonzept oder einer versuchsgestützten Bemessung nachzuweisen. National in TL/TP FÜ sind die rechnerischen Anforderungen der Widerstandseite höher als die Anforderungen in EAD 120113-00-0107. Außerdem erfüllen die versuchsgestützten Nachweisverfahren nach ETAG 032 nicht die nationalen Anforderungen, da in den aktuellen TL/TP FÜ (2021) drei erfolgreiche Durchläufer-Prüfungen pro Komponente bzw. Bausatz gefordert werden. Obwohl die nach TL/TP FÜ (1992 bzw. 2005) regelgeprüften Fahrbahnübergänge in Lamellenbauweise sich in der Praxis als dauerfest bewährt haben, gelingt für diese bei Anwendung des Ermüdungslastmodells FLM1EJ nach EAD 120109-00-0107 und den Kerbfalltabellen nach EN 1993-1-9 kein rechnerischer Nachweis der Ermüdungsfestigkeit. In der Folge müssen regelgeprüfte FÜ erheblich verstärkt werden, indem Traversenabstände reduziert und damit die Anzahl der Traversen inkl. Traversenkästen erhöht werden. Durch die höhere Anzahl an Traversenkästen wird der Einbau und der Anschluss an das Tragwerk erschwert. Zusammenfassend steigen durch die Diskrepanz zwischen Praxiserfahrung und rechnerischem Nachweis der Materialverbrauch, der Verarbeitungsaufwand und somit auch die Baukosten und der Unterhaltungsaufwand. Um eine ausreichende Lebensdauer der in der Praxis bewährten und wirtschaftlichen FÜ bei Anwendung des Ermüdungslastmodells FLM1EJ nachzuweisen, sind nach TL/TP FÜ (2021) eine Vielzahl von Durchläufer-Versuchen die versuchsgestützte Ermittlung von Wöhlerlinien an allen Kerbdetails mit zweiachsiger Wechselbiegebeanspruchung erforderlich. Diese sind allerdings aufwändig und kostenintensiv. Daher sollen im Rahmen des Projektes gezielt fahrbahnübergangstypische Konstruktionsdetails von insgesamt 3 Lamellenfahrbahnübergängen, diese bezogen auf das Grundmaterial, eine Schweißverbindung und eine Schraubverbindung ausgewählt und untersucht werden. Ziel des Projektes ist es, durch experimentelle und theoretische Untersuchungen eine wissenschaftliche Grundlage für einen zuverlässigen und wirtschaftlichen Ermüdungsnachweis von Fahrbahnübergangskonstruktionen im Rahmen des Eurocode-Bemessungskonzeptes zu erarbeiten. In diesem Zusammenhang werden ausgewählte typische Bemessungsdetails der Lamellenkonstruktion untersucht, die sich in der Praxis als robust erwiesen haben, jedoch mit den aktuellen europäischen Regelungen hinsichtlich des Lastmodells sowie Versuchsdurchführung (Schwellzug-Ermüdungsversuche) nicht mehr verifiziert werden können. Der Nutzen liegt in der Verbesserung der Nachweisführung aktueller Reglungen in Bezug auf die nachhaltige, zuverlässige und wirtschaftliche Bemessung von Fahrbahnübergängen, um Materialverbrauch Verarbeitungsaufwand, Baukosten und Unterhaltungsaufwand zu verringern.