Automatic bridge monitoring system using vibration measurement: Fid-Bau Portal

Automatic bridge monitoring system using vibration measurement

Rücker, W. / Said, S. / Rohrmann, R. / Schmid, W.

Zur automatischen Brückenüberwachung wird ein System vorgestellt, das zur Untersuchung einer 30 Jahre alten Berliner Stadtautobahnbrücke, die eine Vielzahl von Rissen aufwies, nach den Reparaturarbeiten über zwei Jahre lang im Einsatz war, um der ständig zunehmenden Verkehrsbelastung Rechnung zu tragen. Die Brücke ist insgeamt 237 m lang und wird von 6 Pfeilern getragen. Die einzelnen Spannweiten variieren zwischen 25 und 38 m. Der untersuchte Brückenabschnitt hat eine Spannweite von 37,9 m. Insgesamt werden 15 Sensoren angebracht. Die mechanische Belastung durch den Verkehr wird mit Spannungsmeßgeräten erfaßt. Die statische und dynamische Biegung in der Mitte des Hauptträgers wird mit Laserdetektoren und mit zwei Akzelometern gemessen. Zur permanenten Beobachtung des dynamischen Verhaltens der Brücke stehen vier Geophone und zwei weitere Akzelometer zur Verfügung. Die Verfolgung der Entwicklung entdeckter Risse als Folge der Einwirkung von Temperatur und Verkehrsbelastung geschieht mit Verschiebungssensoren. Die Meßanordnung umfaßt Verstärker, ein Signalkonditioniersystem, ein PC zur Datenverarbeitun, -evaluierung, -reduzierung und -speicherung und eine Telekommunikationsvorrichtung. Die mechanische Belastung durch den Verkehr, aufgegliedert nach Fahrzeuggröße über 6 Monate, zeigt eine etwas unterschiedliche Verteilung für die östliche und die westliche Fahrbahnseite (Überholspur); die Belastung durch mittlere und größere Fahrzeuge ist auf der rechten Spur größer. Die dynamische Belastung ist auf Grund der größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten auf der linken Fahrspur größer. Die ersten und zweiten natürlichen Brückenschwingungen verändern sich um 0,2 Hz als Folge der Temperaturschwankungen zwischen Sommer und Winter, was die Steifheit des Spannbogens um mehr als 50 % ändert. Der Einfluß der Temperatur auf die Spannung der Brücke ist gering im Vergleich zur Verkehrsbelastung, deren Maxima und Minima deutlich meßbar sind.