Querkraftermittlung in Fahrbahnplatten von Stahl- und Spannbetonbrücken

摘要

Many existing concrete bridges show a deficit in the shear capacity of the deck slab. Retrofitting is very expensive. Besides new design models for slabs under concentrated loads, an accurate estimation of the relevant shear forces may help to verify the load bearing capacity of existing structures. Finite Element analysis based on a linear elastic material behavior is an appropriate method for this purpose. Important issues related to the FE-mode-ling of a hollow box girder bridge as a 3D shell structure and the application of simplified hand calculations are explained in detail. The proposed FE-model and the definition of the relevant design section are validated based on the evaluation of experimental results on real slabs under concentrated loads. Known simple manual approaches for the calculation of inner forces are compared with the proposed method. The general approach for the estimation of shear forces in deck slabs is illustrated on a real hollow box girder bridge.%Bei der Nachrechnung von Stahl- und Spannbetonbrücken werden in Fahrbahnplatten oftmals Defizite in der Querkrafttragfähigkeit bedingt durch die anzusetzenden hohen Radlasten festgestellt. In dem Beitrag wird auf Grundlage von linear-elastischen Finite-Elemente-Berechnungen ein Verfahren zur Ermittlung der maßgebenden Querkräfte aus konzentrierten Radlasten in Fahrbahnplatten erörtert und dieses anhand von realen Versuchsergebnissen an Platten unter Einzellasten validiert. Gängige Handrechenansätze zur Schnittgrößenermittlung werden mit dem vorgeschlagenen Verfahren verglichen. Im Anschluss wird der generelle Ablauf bei der Ermittlung der bemessungsrelevanten Querkräfte an einem konkreten Beispiel dargestellt. Wichtige Punkte im Zusammenhang mit der Finite-Elemente-Modellierung einer Brücke als 3D-Schalentragwerk und der Anwendung der einfachen Handrechenverfahren bei der Schnittgrößenermittlung in Plattenquerrichtung werden näher erläutert.