Einfluss von unterschiedlichen Versuchsparametern auf das Ermüdungsverhalten von Monolitzen

Abstract

Litzenzugglieder spielen im Bauwesen eine wichtige Rolle. Sie werden häufig nicht nur im Spannbetonbau als interne oder externe Vorspannung eingesetzt, sondern auch im Brückenbau als Zugglieder von Hänge- und Schrägkabelbrücken. Die zyklische Belastung, die auf diese Konstruktionen wirkt, kann Schwingungen der Gesamtkonstruktion und dadurch auch das Ermüdungsversagen des Bauwerks verursachen. Bei Litzenzugliedern entsteht ein Ermüdungsbruch plötzlich und ohne Vorankündigung. Aus diesem Grunde muss die Dauerfestigkeit jedes neuen Litzenzugliedes durch Dauerschwingversuche geprüft werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Ermüdungsfestigkeit der Monolitzen von Schrägkabel untersucht. Für die Durchführung der Versuche wurde überwiegend eine an der TU Wien entwickelte Prüfanlage, die den Resonanzeffekt nutzt, verwendet. Manche Versuche wurden jedoch mittels der konventionell servo-hydraulisch gesteuerten Prüfmaschine durchgeführt. Insgesamt sind achtzehn Dauerschwingversuche in vier Versuchsserien realisiert worden. Die Versuchsparameter wie Oberlast -o, Schwingbreite -- und Prüffrequenz f, die auf den fib Bulletin [1] - Vorgaben basieren, wurden bei jeder Versuchsserie variiert. Die Ergebnisse der Versuche sind im letzten Kapitel der Arbeit dargestellt. Zur Beurteilung der Wirkung der zyklischen Belastung auf die Gesamtfestigkeit wurden noch vier rein statische Zugversuche durchgeführt und mit den Ergebnissen der Dauerschwingversuche verglichen. Das Ziel dieser Arbeit war, den Einfluss der geänderten Prüfparameter der Dauerschwingversuche auf die Ermüdungseigenschaften des Schrägzuggliedes zu ermitteln.

The cycling loads, which are caused by traffic, temperature, rain or wind, induce oscillations of the whole structure. Although those loads are significantly smaller than the steady ones, they may lead after an appropriate repetition to a failure of the structure called fatigue. The fatigue of a stay-cable arises suddenly and can only be checked experimentally. Therefore each stay cable must be checked for its fatigue limit. This thesis describes fatigue tests of monostrands for stay-cable systems. The testing facility that was in most cases used for testing was developed and installed at the Institute of Structural Engineering at the Vienna University of Technology. This new approach is based on the resonance effect. Common servo-hydraulic testing rigs were used to compare the test results. Eighteen monostrand-tests were carried out in four test series. Testing parameters were based on a fib Bulletin recommendation [1]. For testing purposes following input parameters were modified: stress range --, the upper stress -o and the frequency f. Moreover four axial tensile tests were performed to rate the influence of the cycling loads on the mechanical attributes and the results were compared with those of the fatigue tests. The aim of this thesis is to determine the influence of the different test parameters on the fatigue behaviour of monostrands for stay-cable systems.