Großformatige Beulversuche an der TU München
Der Bau von Stahlbrücken ist teuer. 85 Mio. € soll die neue Autobahnbrücke bei Oberthulba zwischen Würzburg und Fulda kosten. Da lohnt es sich, Material zu sparen und die Bauteile so filigran wie möglich und so stabil wie nötig zu dimensionieren. Die Daten für diese Berechnung haben ForscherInnen der Technischen Universität München (TUM) im Auftrag der Autobahndirektion Nordbayern mit Hilfe eines neuen Prüfstands ermittelt. „Die Belastungsgrenzen im Labor zu ermitteln, ist jedoch ziemlich schwierig: Die Bauteile einer Stahlbrücke sind mehrere Meter lang und tonnenschwer, da stößt man schnell an technische Grenzen“, erklärt Prof. Martin Mensinger, Inhaber des Lehrstuhls für Metallbau an der TUM.
Das Taktschiebeverfahren stellt aufgrund der Zentralisierung der wesentlichen Montage- bzw. Bauarbeiten des Überbaus eine sehr wirtschaftliche und zeiteffiziente Möglichkeit zur Herstellung eines Brückenbauwerks dar. Besonders bei langen Überbauten (hohe Taktanzahl), schwieriger Topografie (tiefe und unwegsame Talbereiche) sowie Schutzgebieten und in Betrieb befindlichen Verkehrswegen ist dieses Bauverfahren am besten
geeignet. Im Hinblick auf die Bauwerksgestaltung bieten sich hauptsächlich Brücken mit konstanten Querschnittsabmessungen und konstanten Krümmungsradien für die Anwendung des Taktschiebeverfahrens an.
Im Endzustand entsteht über den Brückenpfeilern ein Stützmoment und eine Querkraft. Zur Aufnahme dieser Kräfte werden die Querschnitte im Endzustand an diesen Stellen auch durch Quersteifen verstärkt. Während des Verschubs erfährt diese Belas-tung jedoch jeder Abschnitt des Brückenquerschnitts. Zusätzlich sind die Momenten- und Querkraftbeanspruchung durch die entstehende Auskragung im Bauzustand höher als im Endzustand. Um die Stabilität der druckbeanspruchten Bauteile im Bauzustand trotzdem zu gewährleisten, werden die Bleche mit Hilfe von Steifen in Längsrichtung ausgesteift. Aus der Einleitung der Verschublagerkräfte in den Überbau ergeben sich bei schrägen Stegen auch im Bodenblech zusätzlich Querdruckkräfte.
Da bisher noch keine klare Reglung für
einen Nachweis mit dieser Beanspruchung für solche Bauteile bestehen, wurden an
der TUM im Winter 2017/2018 sechs großformatige Beulversuche durchgeführt. Im Winter 2018/2019 werden weitere Versuche durchgeführt. Der Probekörper wurde dabei nahezu im Maßstab 1:1 gefertigt, um Imperfektionen, die im Herstellungsprozess entstehen, real zu erfassen.
