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Meßverfahren - Baudynamische Untersuchungsverfahren

Huth, O. / Bucher, C.

Zur Begleitung und Vertiefung von statischen Untersuchungsverfahren können baudynamische Meß- und Auswertungsmethoden herangezogen werden. Im Rahmen des Vorhabens EXTRA stellt für die Tragsicherheitsbewertung von Brücken die Feststellung der Versuchsgrenzlast eine zentrale Aufgabe dar. In diesem Zusammenhang können durch den Nachweis eines unveränderten Schwingungsverhaltens Belege für die Einhaltung der Versuchsgrenzlast gewonnen werden. Da hierzu eine relativ genaue Auflösung hinsichtlich Veränderungen von z.B. Eigenfrequenzen erforderlich ist, muß ein Meß- und Auswerteverfahren gewählt werden, daß möglichst wenig störanfällig ist. In optimaler Weise ist dies grundsätzlich bei stationärer, harmonischer Anregung und Auswertung des Frequenzganges nach Amplitude und Phase gewährleistet. Dabei kann die Lage der Eigenfrequenzen in nahezu beliebiger Genauigkeit bestimmt werden. Problematisch ist der hohe zeitliche und personelle Aufwand. Aus diesem Grunde wurde ein Stoßerreger für transiente Anregung eingesetzt. Diese Art der Anregung kann wesentlich schneller realisiert werden. Eine Gegenüberstellung mit der stationären Auswertemethode zeigt die Leistungsfähigkeit der transienten Anregung hinsichtlich der Bestimmung des Frequenzganges. Voraussetzung ist die gleichzeitige Messung von Anregungskräften und Reaktionsgrößen (hier Beschleunigungen). Für die Kraftmessung sind hochdynamische Aufnehmer erforderlich. Die baudynamischen Meßverfahren konnten so weit verfeinert werden, daß im Pilotprojekt eine Systemänderung (jedoch keine Tragwerksveränderung) während der statischen Belastungsversuche nachgewiesen werden konnte. Diese Veränderung zeigte sich im Absinken einzelner Eigenfrequenzen, und waren auf die veränderte Masse der Brücke infolge der Belastungseinrichtung zurückzuführen. Nach Abbau der Belastungsrahmen kehrte die Brücke zum ursprünglichen Schwingungsverhalten zurück. Ausführlich erläutert wird die 'komplexe Übertragungsfunktion', die es ermöglicht, grundlegende Beziehungen zwischen Eingangs- und Ausgangssignal eines linearen kontinuierlichen System herzustellen. Sie stellt neben der Sprung- bzw. Impulsantwort im Zeitbereich eine weitere Systemcharakteristika im Bereich dar.