TUD-Absolventin Camilla Lewerenz ist für ihre Abschlussarbeit „Untersuchung der Diskontinuitätsbereiche einer Orthoverbundfahrbahnplatte“ mit dem Schöck Bau-Innovationspreis ausgezeichnet worden.

Mit dem Preis ehrt die Eberhard-Schöck-Stiftung seit dem Jahr 2000 bis zu vier herausragende Diplom- oder Masterarbeiten im Bauingenieurwesen. Ziel ist es, innovatives Denken zu fördern und Bauwerke zu realisieren, die zukunftsweisend, wirtschaftlich und/oder dauerhaft sind. Der Preis ist mit 2.500 Euro dotiert.

In ihrer Arbeit, für die Camilla Lewerenz im Juli auch den Züblin-Stahlbaupreis erhalten hat, untersuchte sie die Diskontinuitätsbereiche, die sich durch lokale Radlasten in Längs- und Querrichtung des Brückendecks ergeben. Hierzu entwickelte sie FEM-Modelle für eine Deck- und eine Trogbrücke, um insbesondere die Beanspruchung der Dübelleisten zu untersuchen. Sie entwarf Stabwerksmodelle zur ingenieurmäßigen Berechnung des Lastabtrages und unterbreitete Konstruktionsvorschläge zur Anordnung der Dübelleisten und die Ausbildung der Stahlbetondeckschicht.

Kurzfassung der Diplomarbeit

Die stark angestiegene Verkehrsbelastung und Kerbschärfe in den Details orthotroper Stahlplatten führen zu erheblichen Ermüdungsschäden bestehender Stahlbrücken. Mit der Entwicklung der Orthoverbundfahrbahnplatte (kurz OVP) entsteht eine alternative dauerhafte und leichte Verbundbauweise. Eine dünne Aufbetonschicht auf einem längsausgesteiften Stahlblech führt zur Abminderung der Ermüdungsanfälligkeit der Konstruktion. Die entstehenden Schubkräfte zwischen dem Deckblech und der Betonschicht werden durch Dübelleisten übertragen. Lokale Spannungskonzentrationen durch Radlasten bedingen jedoch  Diskontinuitäten innerhalb der OVP, in denen erhöhte Beanspruchungen der Konstruktion vorliege. Diese liegen im Anschlussbereich der Längs- und Querträger sowie in Feldmitte vor.

Im Rahmen der Diplomarbeit wurden diese Bereiche der Orthoverbundfahrbahnplatte mit Verbunddübelleisten untersucht. Den Schwerpunkt bildete dabei der Lastabtrag sowie die Verbundsicherung innerhalb der Diskontinuitätsbereiche der Fahrbahnplatte. Die Analyse und Auswertung erfolgt auf Grundlage von Finite-Element-Modellen, mit denen die Bauwerksgeometrie sowie Verkehrsbelastung simuliert wurden. Die auf Basis der Ergebnisse entwickelten Stabwerksmodelle schaffen die Grundlage einer vereinfachten Bemessung der Diskontinuitätsbereiche. Für Bereiche, in denen erhöhter Verbundschubkräfte auftreten, wurden zudem mögliche Maßnahmen zur Reduzierung der Schubbeanspruchungen vorgestellt sowie untersucht. Die Ergebnisse der Arbeit bilden eine wichtige Grundlage für die Konstruktion und Bemessung der OVP.

Kontakt:
Prof. Richard Stroetmann,
Professur für Stahlbau