Home
Schwingungen von Brückenschrägseilen Tutorial Nach der Eröffnung der Köhlbrandbrücke im Hamburger Hafen (1974) wurden gelegentlich große Schwingungen der Tragseile beobachtet. Zur Untersuchung dieser Erscheinung führten wir im Auftrag der Freien und Hansestadt Hamburg/Amt für Strom- und Hafenbau langzeitige Schwingungs- Überwachungsmessungen durch. Dafür wurden an mehreren Seilen die Schwingungsamplituden in zwei ortogonalen Richtungen zeitgleich mit Wind-Richtung und -Stärke elektrisch gemessen und registriert. |
|
Nach Auswertung der Messdaten von mehreren Monaten waren Schwingungsereignisse allein auf Grund der herrschenden Windverhältnisse vorhersehbar, und wir konnten sie in situ beobachten. Damals stellten wir fest, dass Regen offenbar die Schwingungsanfälligkeit begünstigte. Das Phänomen ist heute bestätigt und erforscht unter dem Begriff "Regen-Wind-Induzierte Schwingungen". Die Ursachenforschung dieser Schwingungen war aus ingenieursmäßiger Sicht weniger gefragt, da der Anregungsmechanismus vermutlich ohnehin nicht zu vermeiden wäre. Seinerzeit war allen beteiligten Ingenieuren klar, dass nur eine vergrößerte Dämpfung o.ä. zur Reduzierung dieser Schwingungen erfolgversprechend sein konnte.
Mit Hilfe unserer ständig laufenden Überwachungsmessung wurden dann Seile mit unterschiedlichen Dämpfungssystemen auf ihre Wirksamkeit erprobt. Beim Schwingen einer ganzen Seilschar auf der Köhlbrandbrücke konnten wir feststellen, dass auch ein heftig schwingendes Seil allein durch Festhalten mit der Hand im Laufe von ca. 1-2 min anzuhalten war. Das bedeutete aber, dass der laufende Energieeintrag in das Seil gering war und durch ein funktionierendes Dämpfungselement zu absorbieren sein musste.
Bild 1 |
Auf unseren Vorschlag hin wurden hydraulische Kfz-Stoßdämpfer erfolgreich erprobt und schließlich auch an allen Seilen der Köhlbrandbrücke installiert. Bild1 zeigt ein Seil der Köhlbrandbrücke mit den 2 Erprobungsdämpfern zwischen Seil und Brückengeländer. Die Geländerbrüstung erhielt später eine zusätzliche Strebe zur Fahrbahn. Auch eine äußerlich nicht sichtbare Montage der Dämpfer kann möglich sein, wie Bild 2a und Bild 2b zeigen. Hier konnten die Dämpfer noch im Brückenkasten vor dem Seilaustritt montiert werden.
|
Bild 2a |
Bild 2b |
Die Diagramme Bild 3a (ohne Dämpfer) und Bild 3b (mit Dämpfer) zeigen die Auswirkung der Maßnahme auf die vorhandene Strukturdämpfung: Bei nur geringer vorhandener Dämpfung kann durch derartige Maßnahmen die Dämpfung enorm gesteigert werden. Im gezeigten Beispiel beträgt die Dämpfungsvergrößerung fast 700%. Dabei muss der Dämpfer durchaus nicht an einem Ort mit großer Schwingungsamplitude wirken. Vielmehr kann er relativ nahe am Seilkopf eingebaut sein.
Bild 3a |
Bild 3b |