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4.2.4 FE-Modell
Zur Beurteilung der Ergebnisse der aus diesen verschiedenen
Ansätzen resultierenden Schnittgrößen
werden diese mit denen eines FE-Modells verglichen.
Das Modell wird mit Hilfe von SOFiSTiK erstellt,
vernetzt und berechnet. Die einzelnen Parameter
(Kragarmlänge, Plattendicke etc.) wurden variabel
gestaltet. Dies ermöglicht eine individuelle Anpassung
an den jeweils zu untersuchenden Kragarm
bzw. die Durchführung von Parameterstudien durch
systematische Variation einzelner Parameter. Um
gute und vergleichbare Ergebnisse zu erzielen,
wird die Elementgröße mit 0,125 m ⋅ 0,125 m sehr
klein gewählt und für jede Kragarmlänge konstant
gehalten. Bei den Elementen handelt es sich um so
genannte QUAD-Flächenelemente, die in der Praxis
häufig Verwendung finden. Um Randeinflüsse
zu vermeiden, wird ein 25 m langer Kragarmstreifen
untersucht, der auf der langen Seite eingespannt ist
und an den kurzen Seiten unter Berücksichtigung
der Symmetriebedingungen gelenkig und vertikal
verschieblich gelagert wird (vgl. Bild 19).
Die Vertikallast wird direkt unter der Vorderkante
der Schutzeinrichtung angesetzt. Da die Horizontallast
erst den Weg über die Brückenkappe gehen
muss und diese im untersuchten Modell nicht mit
abgebildet wird, werden die Horizontalkraft und das
Moment an der Kragarmspitze am Übergang zwischen
Brückenkappe und -kragarm als Linienlasten
angesetzt.
4.2.5 Beurteilung der Lastausbreitungen
In Vergleichsrechnungen soll überprüft werden, inwieweit
sich durch die verschiedenen Annahmen
für die Lastausbreitungswinkel wesentliche Änderungen
in den Schnittgrößen an der Kragarmeinspannung
ergeben. Dafür werden beispielhaft die
Lasten nach DIN-FB 101:2009, Klasse B verwendet.
Die Schnittgrößen lassen sich dann unter Berücksichtigung
der in Bild 18 gezeigten Zusammenhänge
mit folgenden Beziehungen berechnen:
Bild 19: FE-Modell des Brückenkragarms
Bild 20: Einspannmomente und Querkräfte mit Lastansatz,
DIN-Fachbericht 101 (2009), Klasse B
Die sich ergebenden Werte für das Einspannmoment
und die Querkraft sind in Bild 20 dargestellt.
Die Berechnungen erfolgten jeweils mit und ohne
Eigengewicht und Ausbaulast der Brücke. Man erkennt,
dass für das Einspannmoment die Ergebnisse
nach den verschiedenen Ansätzen im selben
Größenbereich liegen. Besonders gut stimmt der
Ansatz nach DAfStb 1991 mit den FE-Ergebnissen
überein, während die anderen Ansätze etwas darunter
liegen. Die niedrigsten Schnittgrößen ergeben
sich nach dem Ansatz von ROMBACH &
VELASCO (2005). Dies lässt sich dadurch erklären,
dass dieser Ansatz auf einem FE-Modell basiert,
das im Kragarmanschlussbereich nicht zu 100 %
eingespannt ist. Eine Abschätzung dieses Einflus­