Versuchsbasierte Ermüdungsfestigkeit von Konstruktionsdetails mit Radlasteinleitung - Untersuchungen an nicht durchgeschweißten Flansch-Steg-Verbindungen

Bei Brückenlaufkranen werden die Radlasten in die unterstützenden Kranbahnträger über deren Obergurte eingeleitet. Die Konstruktionsdetails im Obergurtbereich, d. h. die Anschlüsse und Verbindungen, erfahren dabei einen mehrachsigen Spannungszustand infolge der Radlasteinleitung und der gleichzeitigen Biegung des Kranbahnträgers. Zu diesen Konstruktionsdetails zählt bei geschweißten Kranbahnträgern die Flansch-Steg-Verbindung, die Gegenstand dieses Beitrags ist. Die wiederholte Überrollung von Kranbahnträgern durch Radlasten führt aufgrund der konzentrierten Lasteinleitung und der geometrischen Kerbwirkung der Konstruktionsdetails zu einer mehrachsigen Ermüdungsbeanspruchung. Da diese mehrachsige Ermüdungsbeanspruchung durch eine Phasenverschiebung der Spannungskomponenten gekennzeichnet ist, wird sie als nichtproportional bezeichnet. Die für den Ermüdungsnachweis erforderlichen Ermüdungsfestigkeiten im Eurocode 3 - aber auch in den ehemaligen nationalen Normen - beruhen bislang auf Analogiebetrachtungen zum Doppel-T-Stoß, dem Kreuzstoß, unter Zugbeanspruchung und stützen sich nicht auf Versuchsergebnisse am eigentlichen Konstruktionsdetail ab. Im IGF-Forschungsvorhaben FOSTA P895 wurde die Ermüdungsfestigkeit von Kranbahnträgern mit nicht durchgeschweißter Flansch-Steg-Verbindung durch eine Kombination aus Ermüdungsversuchen mit überrollender und ortsfest schwellender Radlast ermittelt. Ziel der Untersuchungen war es, die nichtproportional mehrachsige Ermüdungsbeanspruchung der Flansch-Steg-Verbindung zuverlässiger bewerten zu können.