Neue Erkenntnisse zur Ermüdungsfestigkeit von Spannbeton unter sehr hohen Lastwechselzahlen

• Published in: Beton- und Stahlbetonbau 2019-04, Vol.114 (4), p.242-254
• Main Authors: Heeke, Guido, Heinrich, Jens, Maurer, Reinhard
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Bemessungswöhlerlinie; damage course; Ermüdungsfestigkeit; fatigue strength; Lebensdauer; prestressing steel; Prognoseverfahren; prognosis method; Schädigungsverlauf; service life; Spannstahl; S‐N‐curves
• ISSN: 0005-9900; 1437-1006
• DOI: 10.1002/best.201800099

Für den Nachweis gegen Ermüdung von älteren bestehenden Spannbetonbrücken oder Neubauten werden Bemessungswöhlerlinien für Spannstahl im einbetonierten Zustand benötigt. Die bisherigen Versuche mit gekrümmten Spanngliedern im nachträglichen Verbund decken die Wöhlerlinie hauptsächlich im Zeitfestigkeitsbereich ab. Nur sehr wenige Versuche weisen Lastspielzahlen über 10 Mio. auf, wobei eine echte Dauerfestigkeit nicht erkennbar ist. Daher ist der Verlauf der Wöhlerlinie im Dauerfestigkeitsbereich im Wesentlichen hypothetisch festgelegt worden. Im Rahmen eines Teilprojekts im SFB 823 „Statistik nichtlinearer dynamischer Prozesse“ wird an der TU Dortmund die Ermüdungsfestigkeit einbetonierter Spannstähle erstmals im Bereich bis etwa 108 Lastzyklen experimentell untersucht. Des Weiteren wurden auf Grundlage einer sehr umfangreichen Datenbasis verschiedener gemessener physikalischer Größen mit mathematisch statistischen Methoden Prognoseverfahren zur Abschätzung der Lebensdauer von Versuchsträgern entwickelt. Diese ermöglichen bei vorgegebener Aussagewahrscheinlichkeit die Abschätzung eines Prognoseintervalls mit Mittelwert‐ und Quantilkurven für die Lebensdauer auf Grundlage des Schädigungsverlaufs. New findings on fatigue strength of prestressed concrete under very high load cycles For the fatigue verification of older existing prestressed concrete bridges or new structures, S‐N‐curves for prestressing steel embedded in concrete are required. Previous tests with curved prestressing tendons embedded in concrete cover the current S‐N‐curves mainly in the range of fatigue strength for finite life. Only very few tests achieved a number of load cycle of more than 10 million, whereby a real endurance strength is not detected. For this reason, the course of the S‐N‐curves in the area of endurance strength was essentially determined hypothetically. In the course of the research project SFB 823 “Statistics of Nonlinear Dynamic Processes”, the fatigue strength of embedded prestressing steels in the range of up to about 108 load cycles is experimentally investigated at the TU Dortmund for the first time. Furthermore, on the basis of a very extensive database of various measured physical values, prognosis using mathematical statistical methods for estimating the service life of test girder were developed. They allow the estimation of a prognosis interval with mean and quantile regression curves for the service life on the basis of the damage course with a distinct probab