D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

12. D-A-CH Tagung – Erdbeben und BaudynamikC. Könke (Hrsg.)Hannover, Deutschland, 15.–16. September 2011Experimentelle Modalanalyse einer Straßenbrücke im Rahmen einerBelastungsanalyseM.O. Rosenquist *, R. Cantieni *** baudyn GmbHMühlenkamp 43, 22303 Hamburg, E-mail: rosenquist@baudyn.de** rci dynamics, Büro für BaudynamikRaubbühlstrasse 21B, CH-8600 Dübendorf, E-mail: reto.cantieni@rcidynamics.chSchlüsselwörter: Straßenbrücke, Schwingungserregung durch Schwerverkehr, ExperimentelleModalanalyse unter ambienter Anregung, dynamische Radlasten schwerer Fahrzeuge, Belastungsanalyse,Ermüdungsfestigkeit.Zusammenfassung. Im Rahmen der FE-Modell-basierten Belastungsanalyse einer Straßenbrückeüber eine Bahnstrecke wurde eine breite, experimentelle Basis gelegt: Eine experimentelleModalanalyse unter ambienter Anregung, eine Analyse der Betriebsschwingformenund eine Aufzeichnung der dynamischen Verformungsgeschichte der Brücke unter normalemVerkehr in mehreren Punkten während mehrerer Stunden.Bei der Niedersachsenbrücke Tostedt handelt es sich um eine einfeldrige Stabbogenbrücke inStahl mit einer Spannweite von 56 m und mit orthotroper Fahrbahn. Bei der Überfahrt vonSchwerfahrzeugen werden vergleichsweise hohe Schwingungsamplituden registriert.Die hier beschriebene, eintägige Messkampagne wurde so organisiert, dass sie experimentelleGrundlagen sowohl für eine Modalanalyse als auch für die Bestimmung von Betriebssschwingungsformenund eine Analyse der Ermüdungfestigkeit der Brücke lieferte. Mittels der experimentellenModalanalyse unter ambienter Anregung konnten im Frequenzbereich f = 1...27 Hz22 Eigenschwingungen der Brücke nach Frequenz, Form und Dämpfung zuverlässig identifiziertwerden. Die Betriebsschwingformen wurden aus den bei Überfahrt eines Belastungsfahrzeugsmit bekannten Achslasten und gezielten Fahrgeschwindigkeiten gemessenen Schwingungenbestimmt.Die Ergebnisse der Modalanalyse wurden für ein Update eines FE-Modells verwendet, aufdessen Basis weitere Belastungsanalysen durchgeführt wurden. Die Belastungsanalyse derBrücke mündete letztlich in eine Identifikation von dynamisch hoch belasteten Bereichen undden Vorschlag von Maßnahmen zur Verminderung der Belastungen.Anhand des Fallbeispiel lassen sich das Erfordernis, die Möglichkeiten und die Leistungsfähigkeitvon Schwingungsmessungen zur realistischen Erfassung der Belastung durch dynamischeEinwirkung demonstrieren.1273