FE 15.0715/2023/CRB - Optimierte Lösungen für Rahmenecken bei integralen Stahlverbundbrücken

Integrale Stahlverbundbrücken zeichnen sich durch eine Vielzahl von Vorteilen aus, die sowohl den Bau als auch den Lebenszyklus betreffen. Diese Bauweise ermöglicht es, die Wartungskosten während des Lebenszyklus zu verringern, indem auf Verschleißbauteile „Lager und Fahrbahnübergangskonstruktion“ verzichtet werden kann. Insbesondere bei kleinen und mittleren Spannweiten bietet die Einspannung des Überbaus in die Widerlager erhebliche Vorteile, da dadurch Mittelstützungen entfallen können. Die Vorteile integraler Brücken umfassen neben der Reduktion der Herstell- und Instandsetzungskosten auch einen vereinfachten und schnelleren Bauablauf sowie Minimierung der Verkehrsbehinderungen. Die Ausbildung von Rahmenecken hat maßgebende Auswirkungen auf das Tragverhalten. Steifere Rahmenecken bzw. höhere Einspannung bieten den Vorteil, einen schlankeren Überbau zu realisieren. Allerdings ist die konstruktive Ausbildung sowie die Bemessung aufwändig. Damit sind unerwünschte Zwangsbeanspruchungen unvermeidbar. Insofern treten häufig Schäden in Form von Rissen im Beton auf. Diese Schäden sind meist auf Defizite in der Kombination von konstruktiver Ausbildung und gewähltem Bemessungsansatz zurückzuführen. Solche Defizite führen zu ungleichmäßiger Lastverteilung und unzureichender Ermüdungsfestigkeit, was die Lebensdauer und Sicherheit von Brücken beeinträchtigt. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, eine oder mehrere optimierte Lösungen zu entwickeln, mit denen die Defizite der Bemessungsansätze und der konstruktiven Ausbildung vermieden werden können. Der Fokus liegt dabei auf einer verbesserten Lastabtragung und einer erhöhten Ermüdungsfestigkeit der Rahmenecken. Dafür sollen sowohl numerische als auch experimentelle Untersuchungen durchgeführt werden. Der Nutzen des Projektes liegt in der • Erarbeitung von Lösungen zur Optimierung von Rahmenecken • Entwicklung optimierter geometrischer und konstruktiver Lösungen zur Verbesserung des Kraftflusses und der Ermüdungsfestigkeit, um Risse im Beton zu vermeiden • Verbesserung der Berechnungsansätze für die Lastabtragung • Sicherstellung einer ausreichenden Ermüdungssicherheit • Erstellung von Empfehlungen für die praktische Umsetzung der Optimierungen