Das Stabilitätsproblem Biegedrillknicken bei Verbundbrücken im Bauzustand : Modellbildung, Berechnung und numerische Simulation sowie Konstruktion von Aussteifungssystemen

Abstract

KURFZASSUNG Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Stabilitätsproblem Biegedrillknicken bei Stahl - Stahlbeton - Verbundbrücken im Bauzustand.<br /> Anhand eines exemplarischen Verbundbrückentragwerks werden verschiedene Maßnahmen zur Anhebung der Sicherheit gegen Stabilitätsversagen untersucht.<br />Die Berechnung der Struktur erfolgt einerseits mit Hilfe des RITZ'schen Verfahren nach der Potentialmethode, begleitend dazu werden die modellierten Systeme auch mit Hilfe eines kommerziellen 3D - FEM - Programms berechnet und die Übereinstimmung der Ergebnisse nach diesen beiden Methoden verglichen. Für die Näherungsverfahren wird besonderer Wert auf eine geeignete Modellbildung zur Berechnung der Struktur gelegt, was sich durch gute Übereinstimmungen der Ergebnisse nach RITZ mit jenen der aufwändigeren Berechnung nach der FE - Methode bezahlt macht.<br />In den ersten Kapiteln erfolgt eine allgemeine Einführung in die Stabilitätstheorie, die sich anschließend vertieft dem eigentlichen Problem des Biegedrillknickens widmet.<br />Anschließend wird das vorliegende Brückensystem vorgestellt und daran Stabilitätsuntersuchungen durchgeführt.<br />Die weiteren Kapitel widmen sich der Stabilisierung des Systems durch Querträger und Verbände, welche anhand verschiedenster Kriterien optimiert werden. Bewusst wurde dabei immer der Bezug zur Praxis bewahrt.<br />Wegen der Vielzahl an Faktoren, die das komplexe Stabilitätsproblem Biegedrillknicken beeinflussen, ist es kaum möglich, allgemein gültige Formeln oder gar Anleitungen zu Stabilitätsberechnungen verschiedenster Systeme anzugeben. Dennoch wird immer wieder von speziellen Problemstellungen ausgehend der Versuch unternommen, Zusammenhänge aufzuzeigen und diese in einem möglichst allgemeinen Kontext zu betrachten.<br />

ABSTRACT This work concentrates on the stability problem lateral torsional buckling of composite bridges during their state of construction. The discussed systems consist of steel made main girders and reinforced concrete slabs above. By means of an exemplary bridge structure different measures to improve safety against loss of stability such as transverse members between the main girders and stiffening bracings are being examined.<br />On the one hand the system is being calculated with the RITZ - method, on the other hand the analysis uses a commercial three dimensional finite element program. The results are continuously being compared to each other and evaluated.<br />In all those considerations a strong emphasis lies on the proper modelling of the structure which represents the basis for all further investigations. This turns to account in good matches of the results gained by the RITZ - approximation method compared to the results from the finite element analysis.<br />The first chapters give a general introduction into stability theory and deepen into the actual problem of lateral torsional buckling. Afterwards the examined bridge system is being presented.<br />Further chapters are dedicated to calculations of different stabilization methods against stability failure.<br />Due to the complexity of the topic it's hardly possible to give generally valid instructions on how to cope with lateral torsional buckling. Nevertheless the author tries to reveal general contexts through the help of examinations at the discussed systems.<br />