Brückenseile von DSI
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- Mathias Michel
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1 Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI Dr.-Ing. Christian Gläser, Dr.-Ing. Björn Schmidt-Hurtienne Dr.-Ing. Christian Gläser Stralsund 11. November 2017 Vortragsteil Schmidt-Hurtienne: Monitoring und Inspektion 1 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
2 Monitoring intelligente Brücke? Bau- und betriebsbegleitendes Messprogramm von Februar 2007 bis März 2010 Intelligent gebaut ist eine Brücke, die keines dauerhaften Monitorings bedarf! 2 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
3 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 Ψ 0 = 0,6 Reduzierung Dilatationswege Achse 170: 933 mm 787 mm Achse 230: 1294 mm 1146 mm Messung Dilatationswege Windmessungen zur Abschätzung Einfluss Wind Überlagerung Wind/Temperatur für Ükound Lagerwege kein messbarer Effekt! 3 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
4 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 Weg: Windkanalversuche zur Reduktion Windkraftbeiwerte Windkanalversuche zur Ermittlung Abschirmwirkung auf LKW Simulationsberechnungen Windprofilmessungen auf BW 2 und BW 4 Windmessung auf Pylon als Referenz Abminderung Kippmoment auf 4 m hohen LKW: ca. 40% 4 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
5 Monitoring Windabweisende Schutzwände Windgeschwindigkeit Ost vom 8.Jan bis 16.Jan Wind_V_1_Ost 4m - ; AVE km/h Wind_V_2_Ost 3m - ; AVE km/h Wind_V_3_Ost 2m - ; AVE km/h Längsanströmung Queranströmung Wind_Ri_1_Ost 4m - ; MAX 300 Windgeschwindigkeit in km/h Windrichtung [ ] Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan Jan 08 Datum Windprofilmessung bestätigt Abschirmwirkung der Simulation! 5 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
6 Monitoring Schwingungen Schrägseilbrücke Frequenzen: 0,6 Hz bis 2,8 Hz 2 Saiteninstrument Frequenzen: 196 Hz, 294 Hz, 440 Hz, 659 Hz Seil Pylon Brückendeck Schwingungen (Resonanzen) vermeiden Saite Steg (engl. Bridge) Resonanzkörper (Corpus) Schwingungen (Resonanzen) verstärken Verstimmung / Dämpfung Stimmung / Klang-Verstärkung 6 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
7 Wirbelerregte Querschwingungen Beispiel Pfeiler der Hochmoselbrücke Wirbelablösefrequenz: Staudruck: Quertriebskraft: Resonanz: ρ sin, => v crit,i Wirbelerregung möglich, wenn:,,, 7 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
8 Wirbelerregte Querschwingungen Beispiel Pfeiler der Hochmoselbrücke Entwurf Reib-Pendeldämpfer Beschleunigung am Pfeilerkopf ungedämpft: a y = 1,68 m/s 2 Beschleunigung am Pfeilerkopf gedämpft: a y = 0,43 m/s 2 8 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
9 Seilschwingungen Rügenbrücke Anregung von Pylonquerschwingungen durch Wind in Brückenlängsrichtung Pylonquerschwingungen => Seilanregung Kritische Windgeschwindigkeit längstes Seil, D = 180 mm:, / Kritische Windgeschwindigkeit Pylon Tropfenform: / 9 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
10 Seilschwingungen Rügenbrücke Seilschwingungsamplituden ca cm > L/1700 (fib-kriterium) << kritische Ermüdungsamplitude = ca. 50 cm 10 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
11 Seilschwingungen Rügenbrücke Einbau hydraulischer Dämpfer an den längsten Seilen 0,15 Cable and Pylon Vibrations on Velocity of wind 25 km/h, direction at 250 (longitudinal) Frequency f Cable 16 = 0,57 Hz => 1. Mode Shape 60 0,10 40 Acceleration [m/s²] 0,05 0,00-0, Amplitude [mm] -0,10 Py hori_senk - [m/s²] -40 Seil 16 Weg hori [mm] -0,15 Py hori_senk-weg [mm] Time [s] Amplitude nach Dämpfereinbau ca. 4-5 cm 11 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
12 Inspektion der Brückenseile Prüfungen an den Litzenseilen gem. Wartungshandbuch Optische Überwachung Seile / Seilschwingungen Litzenaustausch Magnetinduktive Prüfung Kamerabefahrung HDPE-Rohre Seilkraftmessung Ultraschalltest Liftoff-Test Gradientenvermessung Kondenswassertest / Endoskopie Optische Prüfung Dämpfer Optische Prüfung Anker HDPE-Rohre 12 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
13 Inspektion der Brückenseile 13 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
14 Inspektion der Brückenseile 14 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
15 Inspektion der Brückenseile Seilkraftmessung mit Frequenzmethode Abweichungen < 10 % Seilkräfte etwas größer => Verkehrsbelastung 15 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
16 Inspektion der Brückenseile 16 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 17 Ch. Gläser / B. Schmidt-Hurtienne Von Stralsund in alle Welt: Brückenseile von DSI
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