Seilschwingungen durch Interaktion zwischen Struktur, Wasser und Luft: Fid-Bau Portal

Seilschwingungen durch Interaktion zwischen Struktur, Wasser und Luft

Verwiebe, C.

Ursache für die von Regen und Wind induzierten Schwingungen der Seile von Schrägseilbrücken oder Hänger von Stahlbogenbrücken ist eine Interaktion zwischen der Struktur, ein oder zwei Wasserrinnsalen und der Windströmung. Diese Rinnsale beeinflussen die Ablöselinien der Luftströmung und steuern somit auf das Seil bzw. den Hänger wirkende Windkraft. Die Schwingungsanregung wird mit Hilfe eines Teilmodells in Form eines am Kopf eingespannten Kragzylinders in einem Windkanal simuliert, der zur Simulation des Regens stromaufwärts des Versuchsmodells mit Brausenköpfen ausgestattet ist. Dabei lassen sich drei Erregermechanismen beobachten. 1. Schwingungen in Windrichtung mit symmetrischer Schwingung zweier Rinnsale auf der Leeseite des längs zur Windrichtung geneigten Versuchsmodells, 2. Schwingungen quer zur Windrichtung mit antisymmetrischer Schwingung zweier Rinnsale auf der Luvseite des längs zur Windrichtung geneigten Versuchsmodells, 3. Überwiegend Querschwingungen mit einem einzelnen Rinnsal im unteren Bereich der Leeseite des quer zur Windrichtung geneigten Versuchsmodells. Die Regen-Wind-induzierten Schwingungen setzen etwa bei einer Windgeschwindigkeit 5 m/s ein und nehmen mit steigender Windgeschwindigkeit zu. Als Maßnahmen zur Reduzierung von Regen-Wind-induzierten Schwingungen kommen neben Maßnahmen zur Erhöhung der Strukturdämpfung (direkte Dämpfung am Seilfußpunkt, dämpfende Verspannung zwischen Seilen oder Hängern und dynamische Schwingungsdämpfer) auch die Modifikation der Seil- oder Hängeroberfläche in Frage. Diese kann jedoch u.U. das Auftreten von nur durch den Wind induzierten Flatterschwingungen begünstigen.