Die Schweißkonstruktion ist ein Schwachpunkt von Stahlbrücken. Unter wiederholter Fahrzeugbelastung wird die Ermüdungsschädigung allmählich zu einem der kritischen Probleme, die die Betriebssicherheit von Brücken beeinflussen. Am Beispiel des hochfesten Stahls Q550E wurden statische Zug- und Ermüdungsrissausbreitungstests am Grundmaterial und an Stumpfschweißverbindungen durchgeführt, ein Wachstumsmuster für Ermüdungsrisse für Grundmaterial und Schweißverbindungen erstellt und die Einflüsse des Spannungsverhältnisses auf die Ermüdungsrissausbreitungsgeschwindigkeit bei hochfesten Stahl schweißnähten aufgezeigt; es wurde eine gekoppelte Simulation basierend auf FRANC3D und ABAQUS durchgeführt, und durch Sensitivitätsanalyse wurden die wichtigsten Einflussparameter ermittelt. Die Ergebnisse zeigen: Mit zunehmendem Spannungsverhältnis steigt der Ermüdungsrissausbreitungsgeschwindigkeitsparameter m, lg C nimmt ab, und die Schwellenwerte des Spannungsintensitätsfaktors sinken; der m-Wert der Stumpfschweißnaht ist etwa doppelt so groß wie der des Grundmaterials, der Rissschwellenwert der Stumpfschweißnaht ist höher als der des Grundmaterials und empfindlicher gegenüber dem Spannungsverhältnis; die gekoppelte Simulationsmethode kann die Ermüdungslebensdauer von hochfesten Stahlschweißverbindungen genau vorhersagen, bei hohem Spannungsverhältnis haben Probenstärke und Anfangsriss tiefe bedeutenden Einfluss auf die Ermüdungsausbreitung.

Brückenbau; hochfester Stahl Q550E; Schweißverbindungen; Ermüdungsrisse; Finite-Elemente-Analyse