Projekt „Diskrete Lasteinleitung durch Kopfbolzendübel im Brücken- und Hochbau“

Kurzbeschreibung

Stahl- und Verbundtragwerke stellen für den Brückenbau eine ökonomische und zugleich gestalterisch attraktive Lösung dar. Hierbei stehen vermehrt integrale Lösungen im Vordergrund. Bei diesen Formen des modernen Brückenbaus werden die Tragwerksteile des Stahl- und Verbundbaus vorrangig durch Kopfbolzen mit den massiven Tragwerksbereichen verbunden. Aufgrund ihrer hohen Wirtschaftlichkeit und eines effizienten Bauablaufs werden von planenden Ingenieur*innen gerne und häufig Konstruktionen mit großen Gruppen von Kopfbolzendübeln zur Einleitung diskreter Beanspruchungen gewählt. 

Bei der genauen Betrachtung der Lasteinleitung ergeben sich komplexe Fragestellungen zur Lastverteilung auf die einzelnen Kopfbolzendübel innerhalb der Gruppe sowie zur steifigkeitsabhängigen Aktivierung weiterer Mechanismen am Lastabtrag. Die Verteilung der Beanspruchung auf die Dübelgruppe hängt dabei maßgeblich von der Steifigkeit der einzelnen Verbundmittel bei der Erst- und vor allem bei einer Wiederbelastung ab. Des Weiteren kann eine mögliche Bildung von Rissen in den teils auf Zug beanspruchten Betonbereichen zu einer signifikanten Umlagerung der Kräfte innerhalb der Dübelgruppe führen. 

Um die konkreten wissenschaftlichen Fragestellungen im Rahmen des Forschungsvorhabens zu untersuchen, werden zahlreiche Zug-, Druck- und Biegeversuchen durchgeführt. Dabei stehen besonders die Lasteinleitung sowie die Steifigkeitsänderung einzelner Kopfbolzendübel in langen Reihen unter verschiedenen Belastungen im Fokus. Anhand der ermittelten Versuchsergebnisse werden im Anschluss numerische Modelle erstellt und validiert, mit denen weiterführende Untersuchungen angestrebt werden, um den untersuchten Parameterraum zusätzlich zu erweitern. In einem letzten Schritt ist es das Ziel, auf der Basis aller experimentellen und numerischen Ergebnisse ein anwendungsorientiertes Konzept für die Bemessung der diskreten Lasteinleitung von Stahl- in Betonbauteile durch auf Schub beanspruchte große Gruppen von Kopfbolzendübeln zu entwickeln.