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Prüfung von Brückenbauwerken

Brückenhauptprüfungen

Schwingungsmessungen



Inhalt:

Prüfung nach DIN 1076

Detaillierte Untersuchung lokaler Bereiche

Durchstrahlungsprüfungen

Rißaufweitungsmessungen

Dynamische Prüfverfahren

Prüfung des elastischen Verhaltens von Flächentragwerken

Anregung durch Lastimpulse

Anregung durch Vibratoren

Sprannkraftermittlung durch Schwingungsanalyse

Unsere Leistungen





Prüfung nach DIN 1076

Regelmäßig wiederkehrende Inspektionen und Kontrollen an Brückenbauwerken werden derzeit auf der Grundlage der DIN 1076 durchgeführt.

Ohne Berücksichtigung von Prüfungen aus besonderem Anlaß werden diese Aktionen als Bauwerksüberwachungsmaßnahmen, das sind

und als Bauwerksprüfungen bezeichnet, das sind

Besonders bei Betonbrücken liefern Oberflächenprüfungen unzureichende Aussagen zum Tragverhalten, da visuelle Kontrollen der Oberflächen auf Risse und Verfärbungen durch Korrosionsprodukte über Integrität und Festigkeit von Komponenten wenig Aufschluß geben.



Detaillierte Untersuchung lokaler Bereiche

Durchstrahlungsprüfungen

Mit bekannten zerstörungsfreien Prüfmethoden, wie z.B. der Durchstrahlungsprüfung, sind an Brückenbauwerken Ergebnisse zufriedenstellender Qualität erzielbar.

Diesen brauchbaren Ergebnissen stehen jedoch in der Regel gravierende Nachteile gegenüber, die einen extensiven Einsatz aus ökonomischen Gründen verbieten.

Dem wirtschaftlichen Einsatz der Durchstrahlungsprüfung z.B. stehen folgende Argumente gegenüber:

Der Einsatz der Durchstrahlungsprüfung ist auf wenige Fälle beschränkt, in denen die Eigenheiten dieses Verfahrens vorteilhaft genutzt werden können.



Rißaufweitungsmessungen

Im Rahmen von außergewöhnlichen Belastungen, wie z.B. von Schwertransport-Überleitungen, kann die lastabhängige Aufweitung bereits vorhandener Risse über die Belastbarkeit des Tragwerkes Auskunft geben.

Rißaufweitungen werden i.d.R. mit Dehnungsmeßstreifen bzw. mit dehnungsmeßstreifenbestückten Wegaufnehmern gemessen.



Dynamische Prüfverfahren

Dynamische Prüfverfahren beruhen auf der Analyse von Eigenschwingungen, Modalanalyse, entweder integral am gesamten Bauwerk oder an tragenden Komponenten.

Sie basieren daher auf dem elastischen Verhalten des gesamten Bauwerkes oder der Frequenzantwort einzelner Tragelemente nach Schwingungsanregung.

Dynamische Prüfverfahren an Brückenbauwerken erweitern die Aussagen der in DIN 1076 vorgeschriebenen Prüfungen und geben wichtige Aussagen zum Tragverhalten, da die gemessenen Antwortspektren auf elastischen Rückstellkräften und den Massenbelegungen angeregter Komponenten beruhen.

Die von uns angewendeten Verfahren basieren auf Anregung und Messung von Eigenfrequenzen, die andererseits auch durch Modellrechnung mit FEM nachweisbar sind.

Eine Berechnung der Moden erfolgt mit Finite-Elemente-Verfahren und ergibt das auslegungsgemäße Schwingverhalten des Bauwerks, im Vergleich zum Ist-Zustand durch Messung.



Prüfung des elastischen Verhaltens von Flächentragwerken

Im Rahmen dieser Messungen an Flächentragwerken, balkenförmigen Brücken, werden die impulserregten Transienten elastischer Schwingungen aufgenommen.

Es wird mit Lastimpulsen angeregt, um ein gleichmäßiges Anregungsspektrum zu erhalten.

Zur Beurteilung des elastischen Verhaltens werden die Antwortspektren ausgewertet.

Eine andere Methode besteht darin, die Antwort der Struktur auf variierende Anregungsfrequenzen zu messen und somit die Resonanzfrequenzen zu ermitteln.

Die Anregung bei veränderlicher Frequenz liefert ein hydraulischer oder elektromagnetischer Schwinger.



Ein gegebenes, im auslegungsgemäßen Zustand befindliches Tragwerk zeigt ein definiertes Schwingungsverhalten mit reproduzierbaren Eigenfrequenzen.

Eine Änderung der Systemsteifigkeit, verursacht durch Versagen einzelner Tragelemente, z.B. von Spanngliedern, beeinflußt die Eigenfrequenzen. Auch eine Änderung des Auflagerzustands, z.B. durch Stützenabsenkung, spiegelt sich daher im Antwortspektrum wieder.

Durch eine in bestimmten Zeitintervallen durchgeführte Schwingungsanalyse an einem Tragwerk, speziell an einem Brückenbauwerk, läßt sich das Tragverhalten des Systems übewachen.



Spannkraftermittlung durch Schwingungsanalyse

Die Ermittlung der tatsächlich wirkenden Kräfte in Tragseilen und Tragstangen wird ebenfalls mit dynamischen Methoden durchgeführt. Dazu werden aus den Frequenzen einer impulserregten Schwingung die Spannkräfte ermittelt, unter Berücksichtigung

Das Verfahren wird an Bogenbrücken und Seilbrücken eingesetzt.



Unsere Leistungen

Als Ingenieurbüro sind wir seit mehr als zehn Jahren auf dem Gebiet der Schwingungsberechnung und Schwingungsanalyse an Bauwerken, Tragstrukturen und Maschinen tätig.

Im Arbeitsbereich Brückenbauwerke bieten wir folgende Leistungen an:

Zur weiteren Auskunft über die von uns angebotenen Verfahren sowie zur Abgabe eines Angebots stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Dr. H. Czeschik



© 2004 Ingenieurbüro Dr. H. Czeschik




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