A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Hochintegrales Brückensystem in Faserverbundbauweise
Bei Überlegungen hinsichtlich handbaubarer mobiler Brückensysteme nehmen Faserverbundwerkstoffe (FVW) einen zentralen Stellenwert ein. Solche Systeme werden von mobilen Einsatztruppen militärischer und humanistischer Art gefordert. Die Fertigung von faserverstärkten Bauteilen, bestehend aus Fasern und duroplastischer Matrix, die Werkstoffherstellung und der Formgebungsprozess erfolgen im Gegensatz zu Metallkonstruktionen simultan. Zur Verifikation des Potenzials von modernen Leichtbaustrukturen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) im pioniertechnischen Brückenbau wurde zunächst ein Brückenfeld der von der MAN Mobile Bridges GmbH für eine Belastbarkeit nach MLC8 entwickelten luftverlastbaren Pionierbrücke mit Fahrbahnplatten in Faserverbundbauweise ausgerüstet. Die erfolgreiche Erprobung dieser CFK-Fahrbahnplatten führte unmittelbar zu der Konzeption einer vollständig in Faserverbundbauweise ausgeführten Brückenkonstruktion, wobei diese in enger Zusammenarbeit der Unternehmen MAN Mobile Bridges GmbH und INVENT GmbH realisiert wurde. Parallel zu der konstruktiven Gestaltung der wesentlichen Brückenelemente erfolgte die Dimensionierung des Brückensystems auf Basis von Finite Elemente Simulationen und analytischen Berechnungen. Das innovative Brückensystem besteht lediglich aus den drei unterschiedlichen Modulen Hauptträgersegmente, Fahrbahnplatten und Rahmenplatte. Das faserverbundgerechte Konzept ist durch einen hohen Integrationsgrad der wesentlichen Strukturelemente gekennzeichnet. Für den Aufbau einer 22 m langen Brücke werden insgesamt etwa 100 Elemente benötigt. Die Fertigung der integral aufgebauten Fahrbahnplatten erfolgt in einem Injektionszyklus mit dem SLI-Harzinjektionsverfahren. Dieser Herstellungsprozess ermöglicht somit eine quasi monolithisch aufgebaute Faserverbundstruktur, so dass weitergehende Fügevorgänge z.B. im Bereich der Verbindungselemente und Auflagerstellen entfallen. Ein Erprobung des Brückensystems gemäß Lastenheft durch mehr als 10000 Überfahrten mit einem MLC 12 Fahrzeug ergab keine Beanstandungen.
Hochintegrales Brückensystem in Faserverbundbauweise
Bei Überlegungen hinsichtlich handbaubarer mobiler Brückensysteme nehmen Faserverbundwerkstoffe (FVW) einen zentralen Stellenwert ein. Solche Systeme werden von mobilen Einsatztruppen militärischer und humanistischer Art gefordert. Die Fertigung von faserverstärkten Bauteilen, bestehend aus Fasern und duroplastischer Matrix, die Werkstoffherstellung und der Formgebungsprozess erfolgen im Gegensatz zu Metallkonstruktionen simultan. Zur Verifikation des Potenzials von modernen Leichtbaustrukturen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) im pioniertechnischen Brückenbau wurde zunächst ein Brückenfeld der von der MAN Mobile Bridges GmbH für eine Belastbarkeit nach MLC8 entwickelten luftverlastbaren Pionierbrücke mit Fahrbahnplatten in Faserverbundbauweise ausgerüstet. Die erfolgreiche Erprobung dieser CFK-Fahrbahnplatten führte unmittelbar zu der Konzeption einer vollständig in Faserverbundbauweise ausgeführten Brückenkonstruktion, wobei diese in enger Zusammenarbeit der Unternehmen MAN Mobile Bridges GmbH und INVENT GmbH realisiert wurde. Parallel zu der konstruktiven Gestaltung der wesentlichen Brückenelemente erfolgte die Dimensionierung des Brückensystems auf Basis von Finite Elemente Simulationen und analytischen Berechnungen. Das innovative Brückensystem besteht lediglich aus den drei unterschiedlichen Modulen Hauptträgersegmente, Fahrbahnplatten und Rahmenplatte. Das faserverbundgerechte Konzept ist durch einen hohen Integrationsgrad der wesentlichen Strukturelemente gekennzeichnet. Für den Aufbau einer 22 m langen Brücke werden insgesamt etwa 100 Elemente benötigt. Die Fertigung der integral aufgebauten Fahrbahnplatten erfolgt in einem Injektionszyklus mit dem SLI-Harzinjektionsverfahren. Dieser Herstellungsprozess ermöglicht somit eine quasi monolithisch aufgebaute Faserverbundstruktur, so dass weitergehende Fügevorgänge z.B. im Bereich der Verbindungselemente und Auflagerstellen entfallen. Ein Erprobung des Brückensystems gemäß Lastenheft durch mehr als 10000 Überfahrten mit einem MLC 12 Fahrzeug ergab keine Beanstandungen.
Hochintegrales Brückensystem in Faserverbundbauweise
Wichmann, Henning (author) / Kob, Wolfgang (author)
2004
6 Seiten, 5 Bilder, 7 Quellen
Conference paper
German