FE 15.0710/2023/CRB "Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Kopfbolzendübeln an Bauteilen von älteren Verbundbrücken"

Beschreibung

Die Talbrücke Rahmede wurde in den Jahren 1966 bis 1968 im Zuge der A45 bei Lüdenscheid gebaut und in Betrieb genommen. Es handelt sich dabei um ein sechsfeldriges Durchlaufsystem in Stahlverbundbauweise. Die Verbundsicherung wurde mit Kopfbolzendübeln (System Peco) mit zusätzlichen Wendeln um den Schaft der Dübel realisiert. Die Kopfbolzendübel wurden entsprechend der damaligen Bemessungsansätze in den Regelwerken nicht für den Grenzzustand der Ermüdung bemessen, da Straßenbrücken seinerzeit auf vorwiegend ruhende Beanspruchungen bemessen wurden. Die heutigen Regelwerke fordern dagegen für Kopfbolzendübel bei Brückenbauwerken grundsätzlich einen rechnerischen Nachweis der ausreichenden Ermüdungssicherheit. Nach ca. 55 Jahren Schwerverkehr und steigenden Verkehrsaufkommen wurde das Bauwerk auf Grund verschiedener Mängel im Dezember 2021 gesperrt und im Mai 2023 gesprengt. Dabei bot sich die Gelegenheit, aus hoch auf Ermüdung beanspruchten Bereichen Prüfkörper zu entnehmen, um den Schädigungszustand der Verdübelung genauer zu untersuchen und Rückschlüsse auf die Restnutzungsdauer bzw. die Ermüdungssicherheit der alten Verdübelungen zu ziehen. Dabei interessiert insbesondere, ob in den Schweißwulsten der Dübel Ermüdungsrisse aufgetreten sind. Nach der Sprengung der Brücke wurden vier Bauteile aus den Endfeldern im Bereich der Widerlager in Richtung Frankfurt und Dortmund entnommen (siehe Abbildung 1). Die Bauteile wurden anschließend von der Unterseite mittels PAUT-TFM-Ultraschallprüfung untersucht. Als Ergebnis wurden bei einzelnen Kopfbolzendübeln Schäden festgestellt. Dabei ist allerdings unklar, worauf diese Schäden zurückzuführen sind (auf Schweißfehler, auf die Vorschädigung durch die jahrzehntelange Nutzung oder auf die Sprengung). Schließlich wurden die Kopfbolzendübel in drei Gruppen eingeteilt (siehe Abbildung 1). Gruppe A: vier ungeschädigte Bauteilhälften (jeweils als Zweierpaare) Gruppe B: vier einzelne ungeschädigte Dübel Gruppe C: vier einzelne geschädigte Dübel Abbildung 1: Darstellung der Prüfkörper mit deren Schädigungsklassen Im Rahmen des Projektes sollen Erkenntnisse zum Ermüdungsverhalten von Kopfbolzendübeln gewonnen werden, um eine bessere Einschätzung über die Ermüdungssicherheit von Stahlverbundbrücken zu erhalten.