Tragfähigkeits- und Restnutzungsdaueranalyse stählerner Straßenbrücken unter detaillierter Berücksichtigung der Verkehrsbeanspruchung:
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Aachen
Shaker
2015
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19 |
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INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGEN, BEZEICHNUNGEN, INDIZES V
EINLEITUNG UND ZIELSTELLUNG 1
I
I
1. GRUNDLAGEN ZUR ABBILDUNG UND AUSWERTUNG DER BEANSPRUCHUNGEN INFOLGE
DES
STRASSENVERKEHRS 5
1.1. EINLEITUNG 6
1.2. NORMLASTEN FUER NEUBAUTEN 6
1.2.1. NACHWEISE DER TRAGFAEHIGKEIT 7
1.2.2. ERMUEDUNGSNACHWEISE 8
1.3. NORMLASTEN FUER DIE NACHRECHNUNG BESTEHENDER BRUECKENKONSTRUKTIONEN 9
1.4. PROBABILISTISCHE ABBILDUNG DER VERKEHRSLASTEN ZUR NACHRECHNUNG 11
1.4.1. FAHRZEUGLASTEN 13
1.4.2. FAHRZEUGLASTKOLLEKTIVE. VERKEHRSZUSAMMENSETZUNG 27
1.4.3. VERKEHRSSTAERKE 29
1.4.4. VERKEHRSFLUSS 32
1.5. GRUNDLAGEN FUER STATISTISCHE AUSWERTUNGEN ZUR ERFASSUNG DER
EXTREMWERTE DER
BEANSPRUCHUNGEN 43
1.5.1. KLASSIERTE HAEUFIGKEITEN 43
1.5.2. TYP DER VERTEILUNGSFUNKTION 45
1.5.3. MULTIMODALVERTEILUNGEN AUS INHOMOGENEN STICHPROBEN 46
1.5.4. PRUEFUNG DER APPROXIMATIONSGUETE 48
1.6. SCHLUSSFOLGERUNGEN 49
2. KAPITEL: MODELLANSAETZE ZUR ERFASSUNG DES ERMUEDUNGSSCHADENS 51
|2.1. EINLEITUNG 52
2.2. KONZEPTE ZUR ERMUEDUNGSBERECHNUNG 52
2.2.1. REIN EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG 53
2.2.2. DAS NENNSPANNUNGSKONZEPT (NOMINAL STRESS APPROACH) 54
2.2.3. KONZEPT DER OERTLICHEN BEANSPRUCHUNGEN (OERTLICHES KONZEPT,
KERBGRUNDKONZEPT, KERBDEHNUNGSKONZEPT - LOCAL STRAIN APPROACH) 54
2.2.4. STRUKTURSPANNUNGSKONZEPT (STRUCTURAL HOT-SPOT STRESS APPROACH) 57
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II
INHALTSVERZEICHNIS
2.2.5. KONZEPT DER OERTLICH ELASTISCHEN BEANSPRUCHUNGEN
(KERBSPANNUNGSKONZEPT,
NOTCH STRESS APPROACH) 59
2.2.6. DAS RISSFORTSCHRITTSKONZEPT (CRACK PROPAGATION APPROACH) 62
2.2.7. KONTINUUMSTHEORIE DER SCHAEDIGUNG (KONTINUUMSSCHAEDIGUNGSMECHANIK,
CONTINUUM DAMAGE MECHANICS-CDM) 64
2.3. ERMUEDUNGSBERECHNUNG MIT DEM NENNSPANNUNGSKONZEPT 68
2.3.1. LINEARE SCHADENSAKKUMULATIONS-HYPOTHESE 68
2.3.2. ERMUEDUNGSFESTIGKEITSKURVEN 74
2.4. SCHLUSSFOLGERUNGEN 76
3. KAPITEL: EXTREMWERTE DER BEANSPRUCHUNGEN MIT IHREM EINFLUSS AUF DIE
TRAGFAEHIGKEIT 77
3.1. PROBLEMSTELLUNG 78
3.2. PRINZIPIELLE VORGEHENSWEISE ZUR ERMITTLUNG DER EXTREMWERTE 78
3.3. ANNAHMEN FUER DIE BASISVARIABLEN, SPEZIELLE VORGABEN FUER DIE
SIMULATIONEN 80
3.3.1. UNTERSUCHTE STATISCHE SYSTEME 80
3.3.2. VERKEHRSLASTMODELL 82
3.3.3. ERHOEHUNG DES ZULAESSIGEN GESAMTGEWICHTS 83
3.3.4. STAUWAHRSCHEINLICHKEIT 83
3.3.5. UMFANG DER SIMULATIONEN UND DATENMENGENERHEBUNG 84
3.4. VORGEHENSWEISE ZUR ERMITTLUNG DER CHARAKTERISTISCHEN
BEANSPRUCHUNGEN AUF
GRUNDLAGE DER SIMULATIONEN 84
3.4.1. UNTERTEILUNG IN INTERVALLE 84
3.4.2. KONTROLLE DER APPROXIMATIONSGUETE 86
3.4.3. ERMITTLUNG DER JAHRESEXTREMWERTVERTEILUNG 88
3.4.4. CHARAKTERISTISCHER WERT UND WIEDERKEHRPERIODE 89
3.4.5. BERUECKSICHTIGUNG VON UEBERHOLVERKEHR 91
3.4.6. PLAUSIBILITAET DES EINGESETZTEN STATISTISCHEN ALGORITHMUS 93
3.4.7. KONTROLLE DES SIMULATIONSUMFANGS 94
3.5. ERGEBNISSE DER STATISTISCHEN AUSWERTUNG 94
3.5.1. PARAMETER UND FEHLERQUADRATSUMMEN DER APPROXIMATIONSFUNKTIONEN 95
3.5.2. VARIIERENDER VERKEHRSFLUSS 97
3.6. EINFLUSS VERSCHIEDENER VERKEHRSPARAMETER AUF DIE EXTREMWERTE DER
BEANSPRUCHUNGEN 99
3.6.1. STAUWAHRSCHEINLICHKEIT 99
3.6.2. ANTEIL DER STAUWAHRSCHEINLICHKEIT 101
TRAGFAEHIGKEITS- UND RESTNULZUNGSDAUERANALYSE STAEHLERNER STRASSENBRUECKEN
UNTER
DETAILLIERTER BERUECKSICHTIGUNG DER VERKEHRSBEANSPRUCHANE [H
3.6.3. UEBERHOLVERKEHR 102
3.6.4. NEUE SCHWERFAHRZEUGKONZEPTE 104
3.6.5. ANTEIL DER NEUEN SCHWERFAHRZEUGKONZEPTE 106
3.7. VERGLEICH MIT DEN NACH NORM ERMITTELTEN BEANSPRUCHUNGEN 107
3.7.1. ERMITTLUNG DER NORMATIVEN CHARAKTERISTISCHEN BEANSPRUCHUNGEN 107
3.7.2. GEGENWAERTIGER SCHWERVERKEHR 107
3.7.3. VERKEHR UNTER ZULASSUNG NEUER MODULARER FAHRZEUGKONZEPTE 112
3.7.4. ZUSAMMENFASSUNG DES VERGLEICHS MIT DEN NORMMOMENTEN 117
3.8. KOMMENTAR DER ERGEBNISSE IM BEZUG MIT ANDEREN UNTERSUCHUNGEN 120
3.9. SCHLUSSFOLGERUNGEN 122
3.9.1. STAUWAHRSCHEINLICHKEIT 122
3.9.2. UEBERHOLVERKEHR 122
3.9.3. VERKEHRSZUSAMMENSETZUNG 123
4. KAPITEL: ERMUEDUNGSNACHWEISE UND RESTNUTZUNGSDAUER 125
4.1. PROBLEMSTELLUNG 126
4.2. ENTWICKLUNG DER VORGEHENSWEISE ZUR ERMUEDUNGSBEURTEILUNG BESTEHENDER
STRASSENBRUECKEN 126
4.2.1. HERLEITUNG DER BERECHNUNGSMETHODE 126
4.2.2. ANNAHMEN. SPEZIELLE VORGABEN FUER DIE SIMULATIONEN 130
4.2.3. SIMULATIONSSTRUKTUR 132
4.2.4. MOEGLICHKEIT ZUR IMPLEMENTIERUNG ABWEICHENDER RANDBEDINGUNGEN 134
4.3. ZUSAMMENFASSUNG DER MAXIMALEN AS*.-WERTE 145
4.3.1. GENIETETE KONSTRUKTIONEN - VERKEHR NUR IN DER HAUPTSPUR 146
4.3.2. GENIETETE KONSTRUKTIONEN - UEBERHOLVERKEHR 147
4.3.3. GESCHWEISSTE KONSTRUKTIONEN - VERKEHR NUR IN DER HAUPTSPUR 148
4.3.4. GESCHWEISSTE KONSTRUKTIONEN - UEBERHOLVERKEHR 149
4.3.5. ANWENDUNGSBEISPIEL FUER DIE UEBERSCHLAEGIGE SCHADENSBERECHNUNG 150
4.4. WERTUNG DES EINFLUSSES VERSCHIEDENER FAKTOREN IM HINBLICK AUF DEN
VORGESCHLAGENEN ERMUEDUNGSNACHWEIS 153
4.4.1. BEZUGSLASTMODELL 153
4.4.2. QUERVERTEILUNGSFAKTOR 156
4.4.3. SPURBELEGUNG 157
4.4.4. ANTEIL DES SCHWERVERKEHRS IN DER NEBENSPUR 158
4.4.5. ZUNAHME DER VERKEHRSINTENSITAET 159
4.4.6. VERAENDERUNGEN IN DER ZUSAMMENSETZUNG DER FAHRZEUGKOLLEKTIVE 161
4.4.7. GESAMTGEWICHT ALLER LKWS 164
IV INHALTSVERZEICHNIS
4.4.8. GESAMTGEWICHT EINZELNER LKWS - ZULASSUNG DER 60T-LKWS 166
4.4.9. STAUWAHRSCHEINLICHKEIT 169
4.5. VERGLEICH DER ERMITTELTEN A^,,.-WERTE UND A -WERTE NACH EN 1993-2
186
4.6. SCHLUSSFOLGERUNGEN 190
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 195
LITERATURVERZEICHNIS: 199
ANHANG A: VERKEHRSLASTMODELLE NACH POHL [911 209
ANHANG B: CHARAKTERISTISCHE EXTREMWERTE DER BEANSPRUCHUNGEN 213
ANHANG C: ZUSAMMENFASSUNG DER
A^
LR
-
WERTE 217 |
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