D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

12. D-A-CH Tagung – Erdbeben und BaudynamikC. Könke (Hrsg.)Hannover, Deutschland, 15.–16. September 2011IDENTIFIKATION VON PHYSIKALISCHEN PARAMETERN VONFUSSGÄNGERBRÜCKEN MIT TILGERNB. Weber *, G. Feltrin* Empa, Eidgenössische Materialprüfungs- und ForschungsanstaltÜberlandstrasse 129, CH-8600 DübendorfE-mail: benedikt.weber@empa.chKeywords: Schwingungstilger, Systemidentifikation.Abstract. Tilger sind bei Fussgängerbrücken eine effiziente Massnahme zur Bedämpfung vonSchwingungen. Um eine gute Wirksamkeit zu erreichen, muss aber die Eigenfrequenz des Tilgersgenau auf die Eigenfrequenz der Brücke abgestimmt sein. Selbst wenn es gelingt, bei derInbetriebnahme eine gute Abstimmung zu erzielen, kann diese im Verlaufe der Zeit durch Langzeiteffekteund Klimaeinflüsse verloren gehen. Sowohl bei der Installation wie auch für dieÜberwachung des Langzeitverhaltens ist daher eine Systemidentifikation ein wichtiges Mittelzur Beurteilung.Das Resultat einer Identifikation ist typischerweise ein Blackbox-Modell. Für die Überprüfungeiner optimalen Abstimmung sind jedoch die physikalischen Grössen, respektive die Eigenfrequenzen,Dämpfungen und Massen der Brücke und des Tilgers von primärem Interesse.Der Übergang von einem Blackbox-Modell zu den physikalischen Parametern ist aber nichttrivial, da die resultierende Struktur der Matrizen (Konnektivität und Symmetrie) nicht unbedingtdem physikalischen Modell entsprechen. Eine Alternative ist die Identifikation mit sogenanntenGreybox-Modellen, bei der die physikalischen Parameter direkt variiert werden, biseine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten erreicht ist.Zur Frage des Langzeitverhaltens wurden kürzlich zwei Fussgängerbrücken untersucht, dievor etwa 20 Jahren mit Tilgern ausgerüstet worden waren. Die Brücken wurden mit Hilfe einesSchwingungserregers angeregt und es wurden sowohl die Anregungskraft wie auch die Beschleunigungenan der Brücke gemessen. Bei der einen Brücke war der Tilger zugänglich, sodasszusätzlich die Beschleunigung am Tilger gemessen werden konnte. Zudem konnte der Tilgerblockiert werden, um die Parameter der Brücke direkt zu identifizieren. Versuche wurdenim Sommer und im Winter durchgeführt.Brücken-Parameter und Tilger-Parameter (Eigenfrequenz, Dämpfung und Masse) wurdenüber ein Greybox-Modell identifiziert. Die Resultate können verbessert werden, wenn einigeParameter im Modell vorherbestimmt sind. Geeignete Parameter sind die Brückenparameteroder, wenn diese nicht bekannt sind, die Tilgermasse. Wenn gar keine Parameter bekannt sind,kann auch die Brückendämpfung vernachlässigt werden. Die Parameter stimmen relativ gutmit den ursprünglich gemessenen Werten überein, jedoch kann eine starke Temperatur-Abhängigkeit der Tilger-Dämpfung und Frequenz festgestellt werden.1261