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Detailergebnis zu DOK-Nr. 77831

Validierung des Modells zur Berechnung der dynamischen Einwirkung der Bremskraft auf Straßenbrücken (Forschungsprojekt AGB 2017/002)

Autoren	G. Feltrin
Sachgebiete	15.0 Allgemeines, Erhaltung 15.1 Belastungen und Belastungsannahmen

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2021, 143 S., 135 B, 24 T, 29 Q (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 704)

In dem Forschungsprojekt wurde ein neues stochastisches Modell entwickelt, um Bremskräfte auf Straßenbrücken zu berechnen. Das Modell berücksichtigt Verkehrsdaten des Schweizerischen Straßennetzes und Daten aus Feldversuchen mit instrumentierten Fahrzeugen, um Bremsereignisse möglichst wirklichkeitsnah zu simulieren. Bremskräfte sind veränderliche Einwirkungen, die ein dynamisches Verhalten der Brücke hervorrufen. Im Modell wird das dynamische Verhalten der Brücke mit einem linearen, moderat gedämpften Einmassenschwinger (Masse-Feder-Dämpfer-System) modelliert. Diese Modellannahmen wurden auch aus der praktischen Erwägung getroffen, den Berechnungsaufwand für die umfangreichen Monte-Carlo-Simulationen zur Ermittlung des charakteristischen Werts der Bremskraft drastisch zu reduzieren. Die Arbeit widmet sich der Klärung des dynamischen Verhaltens einer schwimmend gelagerten Brücke bei einem Bremsereignis. Da das dynamische Verhalten solcher Brücken bei Anregung durch Bremskräfte experimentell noch nie untersucht worden war, wurden Versuche an der Brücke "Viaduc de Matran" auf der Autobahn A 12 durchgeführt. Die Brücke war mit bewehrten Elastomer-Blocklagern ausgerüstet. Da die Längssteifigkeit der Brücke von den Lagern dominiert war und aus der Fachliteratur keine ausreichend detaillierten, quantitativen Informationen zum dynamischen Verhalten (Steifigkeit, Dämpfung, Nichtlinearität) dieser Lager aufzufinden waren, wurden zyklische Belastungsversuche an den Elastomer-Blocklagern der Versuchsbrücke und modernen Elastomer-Blocklagern durchgeführt. Um den Temperatureinfluss auf die Lager zu erfassen, wurden zyklische Belastungsversuche an Elastomer-Kleinproben ausgeführt. Die daraus ermittelten Daten wurden verwendet, um ein nichtlineares Modell eines bewehrten Elastomer-Blocklagers zu entwickeln und seine Modellparameter zu kalibrieren. Das Lagermodell wurde anschließend in ein nichtlineares Brückenmodell integriert, mit dem die Versuche an der Brücke simuliert wurden. Der Vergleich der Messdaten aus den Bremsversuchen mit den Ergebnissen der Modellsimulationen erlaubte schließlich die Interpretation der Messresultate und die Grenzen der Anwendbarkeit des linearen Brückenmodells, das im Forschungsprojekt AGB2011/003 eingesetzt wurde, zu beurteilen.