A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Regen-Wind-induzierte Schwingungserscheinungen an der Elbebrücke Dömitz
Theoretisch und anhand von experimentellen Modelluntersuchungen im Windkanal werden neuartige Regen-Wind-induzierte Schwingungserscheinungen analysiert, die an verschiedenen Hängern der Stabbogenbrücke Dömitz (Elbe) kürzlich aufgetreten sind und zu Rißbildungen in den Schweißnähten im Anschlußbereich der Hänger geführt haben. Erstellung von statischen Berechnungen, Überprüfung des Schwingungsverhaltens der Hänger, Untersuchungen zur Nutzungsdauerabschätzung sowie Durchführung von Schwingungs- und Dämpfungsmessungen an den Hängern und Auswertung der Meßergebnisse. Anhand der Schwingungsschriebe läßt sich nachweisen, daß sich extrem große Schwingungen nur bei gleichzeitigem Auftreten von Wind und Regen einstellen. Ohne Regen finden nur stochastische Schwingungen mit kleinen Amplituden statt, während es nach Zuschalten des Regens (simuliert im Windkanal) zu einem sehr starken Amplitudenzuwachs kommt. Die physikalische Ursache liegt darin, daß durch das an den Hängern sich bildende Wasserrinnsal der aerodynamisch wirksame Hängerquerschnitt verändert wird. Hierdurch kann ein aeroelastisch instabiler Querschnitt entstehen, der bei zu geringer Eigendämpfung der Hänger zu gallopingartigen Schwingungen führt. Die maximalen Schwingungen treten primär in Windanströmrichtung auf, die Querschwingungen bleiben relativ klein und vergrößern sich erst bei hohen Windgeschwindigkeiten. Erläuterung von Versuchsaufbau und -durchführung im Windkanal. Darstellung der dynamischen Modell- und Systemantworten als Funktion von Windgeschwindigkeit und Anströmwinkel für unterschiedliche Eigenfrequenzen und Dämpfungswerte sowie der Regen-Wind-induzierten Schwingungsamplituden mit und ohne Dämpfungsmaßnahmen. Als Resultat und wirksamste Gegenmaßnahme erwiesen sich neuentwickelte dynamische Schwingungsdämpfer, von denen jeweils drei an den Hängern installiert wurden. Die Dämpfer, deren Wirkung auf der Basis einer schwappenden Flüssigkeit beruht, besitzen mehrere Kammern unterschiedlicher Abmessungen und Flüssigkeitsfüllhöhen, wodurch eine Dämpfungsfunktion erreicht wird, die in den ersten beiden Eigenfrequenzen dämpfungserhöhend wirkt und darüberhinaus variabel und adaptiv ist. Diskussion der weiteren Resultate.
Regen-Wind-induzierte Schwingungserscheinungen an der Elbebrücke Dömitz
Theoretisch und anhand von experimentellen Modelluntersuchungen im Windkanal werden neuartige Regen-Wind-induzierte Schwingungserscheinungen analysiert, die an verschiedenen Hängern der Stabbogenbrücke Dömitz (Elbe) kürzlich aufgetreten sind und zu Rißbildungen in den Schweißnähten im Anschlußbereich der Hänger geführt haben. Erstellung von statischen Berechnungen, Überprüfung des Schwingungsverhaltens der Hänger, Untersuchungen zur Nutzungsdauerabschätzung sowie Durchführung von Schwingungs- und Dämpfungsmessungen an den Hängern und Auswertung der Meßergebnisse. Anhand der Schwingungsschriebe läßt sich nachweisen, daß sich extrem große Schwingungen nur bei gleichzeitigem Auftreten von Wind und Regen einstellen. Ohne Regen finden nur stochastische Schwingungen mit kleinen Amplituden statt, während es nach Zuschalten des Regens (simuliert im Windkanal) zu einem sehr starken Amplitudenzuwachs kommt. Die physikalische Ursache liegt darin, daß durch das an den Hängern sich bildende Wasserrinnsal der aerodynamisch wirksame Hängerquerschnitt verändert wird. Hierdurch kann ein aeroelastisch instabiler Querschnitt entstehen, der bei zu geringer Eigendämpfung der Hänger zu gallopingartigen Schwingungen führt. Die maximalen Schwingungen treten primär in Windanströmrichtung auf, die Querschwingungen bleiben relativ klein und vergrößern sich erst bei hohen Windgeschwindigkeiten. Erläuterung von Versuchsaufbau und -durchführung im Windkanal. Darstellung der dynamischen Modell- und Systemantworten als Funktion von Windgeschwindigkeit und Anströmwinkel für unterschiedliche Eigenfrequenzen und Dämpfungswerte sowie der Regen-Wind-induzierten Schwingungsamplituden mit und ohne Dämpfungsmaßnahmen. Als Resultat und wirksamste Gegenmaßnahme erwiesen sich neuentwickelte dynamische Schwingungsdämpfer, von denen jeweils drei an den Hängern installiert wurden. Die Dämpfer, deren Wirkung auf der Basis einer schwappenden Flüssigkeit beruht, besitzen mehrere Kammern unterschiedlicher Abmessungen und Flüssigkeitsfüllhöhen, wodurch eine Dämpfungsfunktion erreicht wird, die in den ersten beiden Eigenfrequenzen dämpfungserhöhend wirkt und darüberhinaus variabel und adaptiv ist. Diskussion der weiteren Resultate.
Regen-Wind-induzierte Schwingungserscheinungen an der Elbebrücke Dömitz
Rain-wind-induced vibrations of the hangers of the bridge across the river Elbe near Dömitz
Luesse, G. (author) / Ruscheweyh, H. (author) / Verwiebe, C. (author) / Günther, G.H. (author)
Stahlbau ; 65 ; 105-114
1996
10 Seiten, 18 Bilder, 1 Tabelle, 13 Quellen
Article (Journal)
German
Brücke (Bauwerk) , Schwingungsanregung , Rissbildung , statische Sicherheit , Schwingungsverhalten , Bogenträger , Schweißnaht , Berechnungsverfahren , logarithmisches Dekrement , Lebensdauer , Dehnungsmessstreifen , rechnerunterstütztes Testen , Resonanzfrequenz , Schwingungsamplitude , Spannungsverteilung , Schwingungsdämpfer , Anhänger (Fahrzeug)
Regen-Wind-induzierte Schwingungserscheinungen an der Elbebrücke Dömitz
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