D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

Für weitergehende Informationen bezüglich des Einflusses von Fahrbahnebenheit, Fahrgeschwindigkeitund der detaillierten Zusammensetzung der Feder/Dämpfersysteme der Aufbauaufhängungauf die Dynamik der Radlasten muss hier auf die Literatur verwiesen werden [5],[6]. Es sei lediglich angemerkt, dass sich das Viertel-Fahrzeugmodell bei blattgefederten Fahrzeugenoft auf einen Einmassenschwinger reduziert, in dem die Aufbaufeder blockiert ist unddas Fahrzeug nur auf der Reifenfeder schwingt.Im vorliegenden Zusammenhang sind demnach die folgenden (auf eigenen, experimentellenErfahrungen beruhenden) Zahlenwerte von Interesse: Die Frequenz von Aufbauschwingungenliegt bei aktivierten Feder-Dämpfer-Elementen der Aufbau-Aufhängung bei f = 1.5...2.5 Hz.Bei blockierten Feder-Dämpfer-Elementen, z.B. bei schwach angeregten Blattfedern (kleineGeschwindigkeit und/oder ebene Fahrbahn), liegt diese Frequenz bei f = 2.5...3.5 Hz. Achseigenschwingungenkönnen nur bei aktivierten Feder-Dämpfer-Elementen der Aufbau-Aufhängungauftreten. Sie liegen im Bereich f = 7...15 Hz.Betrachten wir zunächst das Angebot an Eigenschwingungen der Niedersachsenbrücke. ImBereich der Aufbaueigenfrequenzen, f = 1...5 Hz, stellen wir fest, dass die Bogenschwingungenvom überfahrenden Fahrzeug nicht direkt angeregt werden: Erstens, weil es sich um horizontaleSchwingungen handelt, und zweitens, weil ihre Frequenz eher zu tief (1.27 Hz) oder eher zuhoch (3.50 Hz) liegt. Weil wir bei der Niedersachsenbrücke doch recht kleine Dämpfungswertefestgestellt haben, kommt es ziemlich genau darauf an, dass die Frequenzen stimmen, damit wirQuasi-Resonanzzustände erhalten. Allerdings, und hier gab es für uns etwas zu lernen, sind dieBogen über die Hänger natürlich mit dem Hauptträger direkt verbunden und damit eine ArtSklaven des Meisters. Die indirekte Anregung der Bogen durch die Fahrbahn stellte sich beiden unten diskutierten dynamischen Belastungsversuchen als äusserst effizient heraus. ÄhnlicheEffekte gibt es bei Schrägseilbrücken, wo aber nicht immer klar ist, wer der Sklave, undwer der Meister ist.Von der ersten Biegeschwingung, f = 2.07 Hz, können wir aber erwarten, dass sie frequenzmässigauf ein schweres Fahrzeug gut anspricht. Mit ihrem Knoten in Feldmitte ist sie allerdingsformal nicht für eine signifikante Reaktion prädestiniert. (Wäre das anders, wäre dieBrücke schon längst eingestürzt.) Die zweite Biegeschwingung, f = 3.18 Hz, dürfte frequenzmässigfür Fahrzeuge mit blockierter Aufbau-Aufhängung interessant werden. Sie ist auch formal„gut“, d.h. ohne Knoten über die ganze Brückenlänge, oder, wiederum anders ausgedrückt,affin zur statischen Biegelinie, die ein einzelnes Fahrzeug erzeugt.5 STATISCHE UND DYNAMISCHE BELASTUNGSVERSUCHEZur messtechnischen Ermittlung der Auswirkungen von schweren Fahrzeugen auf dieBrücke wurden statische und dynamische Tests mit einem speziellen Versuchsfahrzeug auf derfür den normalen Verkehr gesperrten Brücke durchgeführt. Beim Belastungsfahrzeug handeltees sich um einen dreiachsigen Kipplader (Abb. 1). Die Vorderachse war mit einfach bereiftenRädern ausgerüstet, die Aufhängung bestand aus Blattfeder und hydraulischem Stoßdämpfer(Abb. 9 und 10). Die hintere Doppelachse wies Zwillingsräder und Blattfedern ohne Stoßdämpferauf. Bei einer Gesamtmasse von 27.3 t betrugen die Achslasten vorne 76 kN und hinten197 kN.Bei den statischen Versuchen wurden das Testfahrzeug auf verschiedenen Positionen auf derBrücke aufgestellt und die resultierenden statischen Verformungen der Brücke geodätisch vermessen.2808