Abschätzung von verkehrsinduzierten Schwingungen von Straßenbrücken vor Betonierarbeiten - Bildung eines Meta-Modells zur Erstabschätzung des Risikos einer negativen Beeinflussung auf den erhärtenden Beton beim Betonieren unter Verkehr

Bei Fahrzeugüberfahrten über Brücken kommt es zur Interaktion zwischen Tragwerk und Fahrzeug, deren Zusammenhänge äußerst komplex und schwer vorhersagbar sind. Gerade bei anstehenden Bauarbeiten an bestehenden Betonbrücken müssen diese bei aufrechterhaltenem Verkehr stattfinden, wodurch der junge Beton während seiner Erhärtung mit Schwingungen belastet wird. Aber gerade im Zuge der Planung von Bauphasen oder Bauabläufen ist eine Abschätzung im Vorfeld hilfreich. Aus diesem Grund wurden Großrechenserien, basierend auf Berechnungsmodellen von ganzen Brückenpopulationen untersucht. Das Ziel war, die verkehrsinduzierten Schwingungen von Platten- und Plattenbalkenbrücken in gängigen Konfigurationen abzuschätzen, um bei der Planung von Bauarbeiten entsprechende Schritte zur Schonung des jungen Betons in seiner kritischen Erhärtungsphase setzen zu können. Dabei wurden die Brückenschwingungen durch transiente FE-Simulationen bei einer Vielzahl von Lkw-Überfahrten berechnet und einerseits die Brückeneigenschaften wie Spannweite, Schlankheit etc., andererseits auch die Überfahrtsparameter wie Straßenoberfläche, Fahrgeschwindigkeit und Spur variiert. Die Betrachtung einzelner Parameter zeigte sich dabei als unzureichend, weshalb aufbauend auf dem großen Datensatz ein Meta-Modell in Form von einfachen Gleichungen gebildet wurde, welches den Einfluss mehrerer Parameter vereint. Das Meta-Modell ermöglicht eine Erstabschätzung der zu erwartenden Schwingungsamplituden und soll als Unterstützung für die Planung von nötigen Maßnahmen dienen.

Estimating traffic-induced vibrations of road bridges prior to concreting works - Creating a meta-model for preliminary estimation of the risk of early-age concrete being negatively affected during its hardening by ongoing traffic
The interaction between the bridge and the vehicles passing over it is governed by very complex interrelationships, effects of which are difficult to predict. When construction works on existing concrete bridges take place, vibrations caused by ongoing traffic pose a potential risk for the early-age concrete, which may be being negatively affected during its hardening process. But especially in the course of the planning of construction processes and procedures, a preliminary estimate of potential risk would be helpful. For this reason, large-scale computation series based on calculation models of entire bridge populations was executed. The aim was to estimate the traffic-induced vibrations of slab and T-beam bridges in common configurations to be able to take appropriate steps in planning of construction works and protect the young concrete in its critical hardening phase. The bridge vibrations were calculated by transient FE-simulation for a large number of truck passages, while bridge properties such as span, slenderness, etc. on one hand, and crossing parameters such as road surface and driving speed and lane on the other hand, were varied. The consideration of individual parameters turned out to be insufficient, therefore a meta-model in the form of simple equations was formed based on the large data set created. The meta-model combines the influence of several parameters and provides an initial estimate of the expected vibration amplitudes, which supports decision-making in the planning of necessary measures.