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Ganzheitliche Analyse zur Bewertung der Restnutzungsdauer geschweißter und hybrider Eisenbahnbrücken der 1930er bis 1970er Jahre

Fettke, Manuela (2024)
Ganzheitliche Analyse zur Bewertung der Restnutzungsdauer geschweißter und hybrider Eisenbahnbrücken der 1930er bis 1970er Jahre.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00028093
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version

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Item Type: Ph.D. Thesis
Type of entry: Primary publication
Title: Ganzheitliche Analyse zur Bewertung der Restnutzungsdauer geschweißter und hybrider Eisenbahnbrücken der 1930er bis 1970er Jahre
Language: German
Referees: Vormwald, Prof. Dr. Michael ; Lange, Prof. Dr. Jörg
Date: 20 September 2024
Place of Publication: Darmstadt
Collation: VIII, 196 Seiten
Date of oral examination: 12 December 2023
DOI: 10.26083/tuprints-00028093
Abstract:

Die Restnutzungsdauer geschweißter Eisenbahnbrücken rückt vermehrt in den Fokus. Die Verbindungstechnik Schweißen, welche vor mehr als 90 Jahren im Brückenbau in Deutschland erfolgreich eingeführt wurde, verdrängt zunehmend die genieteten Konstruktionen. Anfangs mussten einige Hürden überwunden werden, die zeitweise auch einen Rückschritt bedeuteten und in der Folge zu hybriden und teils tribriden Verbindungstechniken innerhalb eines Brückenbauwerkes führten. Die Nachkriegszeit, die vom umfangreichen Wiederaufbau zerstörter Brücken geprägt ist, lässt Fragen zur Zuverlässigkeit dieser Tragwerke aufkommen. Der anschließende Bauboom der 1960er/ 70er Jahre, aus dem neue geschweißte Konstruktionstypen hervorgingen, zeigt in einigen Teilen erste Probleme. Parallel vollzog sich die Weiterentwicklung der Stähle, welche u. a. den Thomasstahl beinhaltete, der ebenfalls für geschweißte Eisenbahnbrücken zur Anwendung kam. Der Werkstoff hat in mehreren Jahrzehnten intensive Untersuchungen erfahren und hatte Befürworter und Kritiker gleichermaßen. Im Gegensatz zu den genieteten Brückenstrukturen, denen sich die Wissenschaft in den letzten Jahrzehnten ausführlich gewidmet hat und viele wertvolle Erkenntnisse zur Erhaltung dieser Bauwerke hervorbrachte, sind für geschweißte und hybride/ tribride Eisenbahnbrücken nur wenige Untersuchungen, die meist einen Detailaspekt betrachten, zu finden. Zum einen liegt dies in der Altersstruktur dieser Brücken begründet. Zum anderen kommen viele dieser Bauwerke jetzt in das Alter bzw. in das Grenzkriterium von 60 Jahren, welches für Brücken der Deutschen Bahn AG eine Nachweispflicht in Form eines Restnutzungsdauernachweises vorschreibt. Aus diesem Grund sollen die ersten Generationen geschweißter und hybrider Eisenbahnbrücken, welche zwischen 1930 bis in die 70er Jahre erbaut wurden, vergleichend betrachtet werden zur Herausstellung von jeweiligen Vor- und Nachteilen, die Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit und somit auf die Restnutzungsdauern dieser Tragkonstruktionen haben. Geschweißte Brücken zeigen mehrere Spezifika, die es u. U. erschweren eine Einordnung der Bauwerke auf Basis des Restnutzungsdauernachweises nach Ril 805 und der Zustandskategorie vorzunehmen. Deshalb soll über eine ganzheitliche Analyse, welche über die Entwicklung eines einfachen Modells die Charakteristika der verschiedenen Einflussfaktoren berücksichtigt, dem Anwender eine Einordnung und Bewertungsmöglichkeit der geschweißten und hybriden/ tribriden Eisenbahnbrücken gegeben werden. Da dies eine erste gesamtheitliche Betrachtung darstellt, werden weitere offene Forschungsthemen aufgezeigt.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

The remaining service life of welded railway bridges is increasingly coming into focus. Welding as a joining technique, which was successfully introduced in bridge construction in Germany more than 90 years ago, is increasingly replacing riveted constructions. Initially, a number of hurdles had to be overcome, which in parts also meant a step backwards at times, and subsequently led to hybrid and partly tribrid joining techniques within a bridge structure. The post-war period, marked by the extensive reconstruction of destroyed bridges, raised questions about the reliability of these bridge structures. The subsequent construction boom of the 1960s/70s, which gave rise to new welded construction types, shows the first problems in some parts. Parallel to this, the development of steels took place, including Thomas steel, which was also used for welded railway bridges. The material has undergone intensive research over several decades and has had supporters and critics alike. In contrast to riveted bridge structures, to which science has devoted itself extensively in recent decades and produced many valuable solutions on the preservation of these structures, only a few studies, mostly looking at one detailed aspect, can be found for welded and hybrid railway bridges. On the one hand, this is due to the age structure of these bridges. On the other hand, many of these structures are now approaching the age or the limit criterion of 60 years, which prescribes a verification obligation for bridges of the Deutsche Bahn AG in the form of a residual service life verification. For this reason, the first generations of welded and hybrid railway bridges, which were built between 1930 and 1979, are to be compared in order to establish the respective advantages and disadvantages that have an influence on the fatigue strength and thus on the remaining service life of these bridge structures. Welded bridges show several specific characteristics that may make it difficult to classify the structures on the basis of the remaining service life verification according to Ril 805 and the condition category. Therefore, a holistic analysis, which takes into account the characteristics of the various influencing factors through the development of a simple model, is to provide the user with a classification and evaluation option for welded and hybrid/ tribrid railway bridges. As this represents a first holistic view, further open research topics will be identified.

English
Uncontrolled Keywords: geschweißte Eisenbahnbrücken, Bewertung, Restnutzungsdauer, Ermüdungsfestigkeit, Stahlbrücke, hybride/tribride Verbindungen
Status: Publisher's Version
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-280939
Classification DDC: 600 Technology, medicine, applied sciences > 624 Civil engineering and environmental protection engineering
Divisions: 13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Steel Constructions and Material Mechanics > Fachgebiet Werkstoffmechanik
Date Deposited: 20 Sep 2024 08:32
Last Modified: 23 Sep 2024 06:02
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/28093
PPN: 521634474
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