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1 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne | Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI

Von Stralsund in alle Welt:Brückenseile von DSI

Dr.-Ing. Christian GläserStralsund | 11. November 2017

Dr.-Ing. Christian Gläser, Dr.-Ing. Björn Schmidt-Hurtienne

Vortragsteil Schmidt-Hurtienne: Monitoring und Inspektion


Monitoring – „intelligente“ Brücke?

Bau- und betriebsbegleitendes Messprogramm von Februar 2007 bis März 2010

„Intelligent“ gebaut ist eine Brücke, die keines dauerhaften Monitorings bedarf!


Monitoring – Üko- und Lagerwege

Grund: Normenwechsel (DIN Fb 2003) vergrößert

Dilatation der Fahrbahnübergänge (Schwinden + Kriechen, volle Überlagerung Wind + Temperatur)

Trennpfeilergeometrie des Entwurfes müsste angepasst werden

Weg: Reduzierung Kombinationsbeiwert für Wind Ψ0 = 0,6 Reduzierung Dilatationswege

Achse 170: 933 mm → 787 mmAchse 230: 1294 mm → 1146 mm

Messung Dilatationswege Windmessungen zur Abschätzung Einfluss Wind

Überlagerung Wind/Temperatur für Üko-und Lagerwege kein messbarer Effekt!


Monitoring – Windabweisende Schutzwände Ziel: Vermeidung von Sperrungen bei Seitenwind,

Absturzhindernis Baubegleitender Entwurf der Schutzwände mit ZiE 2,0 m hoch auf Ziegelgrabenbrücke 1,2 m hoch auf BW 1.2, BW 3 Vermeidung statischer Zusatzbeanspruchung

Abminderung Kippmoment auf 4 m hohen LKW: ca. 40%

Weg: Windkanalversuche zur Reduktion

Windkraftbeiwerte Windkanalversuche zur Ermittlung

Abschirmwirkung auf LKW Simulationsberechnungen Windprofilmessungen auf BW 2 und BW 4 Windmessung auf Pylon als Referenz


Monitoring – Windabweisende Schutzwände

Windprofilmessung bestätigt Abschirmwirkung der Simulation!

Windgeschwindigkeit Ost vom 8.Jan bis 16.Jan 2008

0

10

20

30

40

50

60

9. Jan 08 10. Jan 08 11. Jan 08 12. Jan 08 13. Jan 08 14. Jan 08 15. Jan 08 16. Jan 08 17. Jan 08Datum

Win

dges

chw

indi

gkei

t in

km/h

0

60

120

180

240

300

360

Win

dric

htun

g [°

]

Wind_V_1_Ost 4m - ; AVE km/h



Wind_Ri_1_Ost 4m - ; MAX °

Längsanströmung Queranströmung


Monitoring – Schwingungen

Seil SaitePylon Steg (engl. Bridge)Brückendeck Resonanzkörper (Corpus)Schwingungen (Resonanzen) vermeiden Schwingungen (Resonanzen) verstärken

Verstimmung / Dämpfung Stimmung / Klang-Verstärkung

2 Schrägseilbrücke Saiteninstrument

Frequenzen: 0,6 Hz bis 2,8 Hz Frequenzen: 196 Hz, 294 Hz, 440 Hz, 659 Hz


Wirbelerregte Querschwingungen –Beispiel Pfeiler der Hochmoselbrücke

Wirbelablösefrequenz:

Staudruck: ρ

Quertriebskraft: ∙ ∙ ∙ sin

Resonanz: , => vcrit,i

Wirbelerregung möglich, wenn:,

, ,


Wirbelerregte Querschwingungen –Beispiel Pfeiler der Hochmoselbrücke

Entwurf Reib-Pendeldämpfer

Beschleunigung am Pfeilerkopf gedämpft: ay = 0,43 m/s2

Beschleunigung am Pfeilerkopf ungedämpft: ay = 1,68 m/s2


Seilschwingungen Rügenbrücke

Anregung von Pylonquerschwingungendurch Wind in Brückenlängsrichtung

Kritische Windgeschwindigkeit längstes Seil, D = 180 mm: , / Kritische Windgeschwindigkeit Pylon Tropfenform: /

Pylonquerschwingungen => Seilanregung



Seilschwingungsamplituden ca. 15 -20 cm > L/1700 (fib-Kriterium)<< kritische Ermüdungsamplitude = ca. 50 cm



Amplitude nach Dämpfereinbau ca. 4-5 cm

Einbau hydraulischer Dämpfer an den längsten Seilen

Cable and Pylon Vibrations on 27.08.2007 Velocity of wind 25 km/h, direction at 250° (longitudinal)

Frequency fCable 16 = 0,57 Hz => 1. Mode Shape

-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Time [s]

Acc

eler

atio

n [m

/s²]

-60

-40

-20

0

20

40

60

Am

plitu

de [m

m]

Py hori_senk - [m/s²]Seil 16 Weg hori [mm]Py hori_senk-Weg [mm]


Inspektion der Brückenseile

Prüfungen an den Litzenseilen gem. Wartungshandbuch

Magnetinduktive Prüfung

Ultraschalltest

Gradientenvermessung

Optische Prüfung Anker HDPE-Rohre

Optische Überwachung Seile / Seilschwingungen

Kamerabefahrung HDPE-Rohre

Optische Prüfung Dämpfer

Liftoff-TestLitzenaustausch

Kondenswassertest / Endoskopie

Seilkraftmessung



Seilkraftmessung mitFrequenzmethode

Abweichungen < 10 %

Seilkräfte etwas größer=> Verkehrsbelastung


Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit!

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