A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Dämpfer gegen Regen-Wind-induzierte Schwingungen der Schrägseile an der Erasmusbrücke
Beschreibung von theoretischen und praktischen Untersuchungen zur Dämpfung von Schwingungen der tragenden Schrägseile der Erasmusbrücke in Rotterdamm, die durch eine bestimmte Überlagerung von Wind- und Regeneffekten verursacht wurden. Durchführung von Dämpfungsmessungen und Berechnungen mit einem vorhandenen modifizierten FE-Entwurfsmodell, auf das detailliert eingegangen wird. Analysen des Schwingungsmechanismus und der dafür notwendigen Bedingungen (Regen-Wind-Kombination, Windgeschwindigkeit zwischen 10 m/s und 18 m/s, spezifische Turbulenzintensitäten, Ausbildung von Rinnsalen). Zum Mechanismus: es werden auf dem Seilumhüllungrohr zwei Rinnsale ausgebildet (Ober- und Unterseite). Das untere unterliegt einem dynamischen Gleichgewicht aus der Kombination von Schwerkraft sowie Kapillar- und Windkräften. Die Rinnsale ändern die effektive Seilform und daher die aerodynamischen Kräfte. Das obere führt entlang der Seilachse zyklische Schwingungen aus, was den aerodynamischen Auftrieb erhöht. Es kommt zu Luftwirbelablösungen, deren Frequenzen mit einer der Eigenfrequenzen des Seils übereinstimmen, was zur Anregungsverstärkung führt. Ist die Seildämpfung entsprechend gering, steigt die Anregung im niedrigen Frequenzbereich (0.75 Hz bis 1,2 Hz) drastisch an, bis das dynamisches Gleichgewicht erreicht ist. Im vorliegenden Fall wurden Seildämpfungswerte von nur 0.3 % der kritischen Dämpfung ermittelt, was viel zu gering ist. Durch verschiedene konstruktive Maßnahmen (Installation von 'Cross-Ties', Stoßdämpfer, Änderung der Rohroberflächeneigenschaften und andere Maßnahmen) wurde der Dämpfungswert auf 0,7 % erhöht, was zur Eliminierung der Schwingungen führte. Auf die verschiedenen Dämpfungsmaßnahmen wird detailliert eingegangen. Einbau unterschiedlicher externer Dämpfer. Nachweis deren Wirksamkeit mit verschiedenen Rechenmodellen, die erklärt werden. Aufgrund der Analysen wurde als beste Maßnahme die Installation von zwei hydraulischen Dämpfern pro Tragseil ausgewählt.
Dämpfer gegen Regen-Wind-induzierte Schwingungen der Schrägseile an der Erasmusbrücke
Beschreibung von theoretischen und praktischen Untersuchungen zur Dämpfung von Schwingungen der tragenden Schrägseile der Erasmusbrücke in Rotterdamm, die durch eine bestimmte Überlagerung von Wind- und Regeneffekten verursacht wurden. Durchführung von Dämpfungsmessungen und Berechnungen mit einem vorhandenen modifizierten FE-Entwurfsmodell, auf das detailliert eingegangen wird. Analysen des Schwingungsmechanismus und der dafür notwendigen Bedingungen (Regen-Wind-Kombination, Windgeschwindigkeit zwischen 10 m/s und 18 m/s, spezifische Turbulenzintensitäten, Ausbildung von Rinnsalen). Zum Mechanismus: es werden auf dem Seilumhüllungrohr zwei Rinnsale ausgebildet (Ober- und Unterseite). Das untere unterliegt einem dynamischen Gleichgewicht aus der Kombination von Schwerkraft sowie Kapillar- und Windkräften. Die Rinnsale ändern die effektive Seilform und daher die aerodynamischen Kräfte. Das obere führt entlang der Seilachse zyklische Schwingungen aus, was den aerodynamischen Auftrieb erhöht. Es kommt zu Luftwirbelablösungen, deren Frequenzen mit einer der Eigenfrequenzen des Seils übereinstimmen, was zur Anregungsverstärkung führt. Ist die Seildämpfung entsprechend gering, steigt die Anregung im niedrigen Frequenzbereich (0.75 Hz bis 1,2 Hz) drastisch an, bis das dynamisches Gleichgewicht erreicht ist. Im vorliegenden Fall wurden Seildämpfungswerte von nur 0.3 % der kritischen Dämpfung ermittelt, was viel zu gering ist. Durch verschiedene konstruktive Maßnahmen (Installation von 'Cross-Ties', Stoßdämpfer, Änderung der Rohroberflächeneigenschaften und andere Maßnahmen) wurde der Dämpfungswert auf 0,7 % erhöht, was zur Eliminierung der Schwingungen führte. Auf die verschiedenen Dämpfungsmaßnahmen wird detailliert eingegangen. Einbau unterschiedlicher externer Dämpfer. Nachweis deren Wirksamkeit mit verschiedenen Rechenmodellen, die erklärt werden. Aufgrund der Analysen wurde als beste Maßnahme die Installation von zwei hydraulischen Dämpfern pro Tragseil ausgewählt.
Dämpfer gegen Regen-Wind-induzierte Schwingungen der Schrägseile an der Erasmusbrücke
Dampers against rain-wind vibrations of Erasmus Bridge stay cables
Reusink, J.H. (author) / Kuijpers, M.L.J. (author)
Stahlbau ; 67 ; 768-775
1998
8 Seiten, 8 Bilder, 16 Quellen
Article (Journal)
German
Stahlbrücke , Schwingungsanregung , dynamisches Verhalten , Regen , Windbelastung , Tragseil , Seilschwingung (elektrischer Leiter) , analytische Untersuchung , Finite-Elemente-Methode , Schwingungsdämpfer , Resonanzfrequenz , kritischer Bereich , Turbulenz , Wirbelablösung , Aerodynamik , Rechenmodell , Vergleichsmessung , Versuchsdurchführung , hydraulische Dämpfung , Hängebrücke
Aufsätze - Dämpfer gegen Regen-Wind-induzierte Schwingungen der Schrägseile an der Erasmusbrücke
| Online Contents | 1998
Regen-wind-induzierte Schwingungen. Grundlagen und Berechnungsmodell
| Online Contents | 2005