Die intelligente Brücke im digitalen Testfeld Autobahn

Abstract

Unter dem Begriff „Intelligente Brücke” erfolgt in einem Forschungscluster der Bundesanstalt für Straßenwesen die Entwicklung eines adaptiven Systems zur kontinuierlichen Bereitstellung relevanter Informationen für eine ganzheitliche Zustandsbewertung durch den Einsatz von geeigneter Sensorik in Verbindung mit Analyse‐ und Bewertungsverfahren. Hierdurch werden online Hinweise auf zu erwartende Schädigungen und Zustandsänderungen ermöglicht. Im Rahmen des digitalen Testfelds Autobahn werden ausgewählte Entwicklungen „Einwirkungsüberwachung”, „Instrumentierte Fahrbahnübergänge und Lager” sowie „Sensornetze” an einer Spannbetonbrücke im Autobahnkreuz Nürnberg umfänglich vorgestellt und damit bundesweit zugänglich gemacht. Das Gesamtsystem besteht aus den Komponenten eines Informationssystems zur Analyse und Bewertung von Messdaten instrumentierter Bauteile. Die dabei durchzuführenden Untersuchungen beziehen sich auf die fortlaufende Aktualisierung des objektbezogenen Lastmodells und Analysen zur Restlebensdauer der Brücke sowie der untersuchten Bauteile. Die erfassten und aufbereiteten Informationen werden der zuständigen Straßenbauverwaltung online zur Verfügung gestellt. Das System wird im Rahmen eines fünfjährigen Untersuchungsprogramms betrieben, analysiert und weiterentwickelt.

Determination and assessment of fatigue stresses on concrete bridges

“…Every vehicle on the bridge affects the strain value at the considered point of measurement. Equation (13) describes the proportionality between the measured base slab strain ε meas to axle load F axle and the influence value η axle . The influence value η axle depends on the position of the axle load.…”

“…In Equations (13) and (14), n is the number of axles and F vehicle the gross vehicle weight of the regarded vehicles. The influence value η axle is estimated by the influence line for the considered measurement point on the bottom slab at MCS-2 to the load position in longitudinal direction of the bridge.…”

“…Actually, there are developments to integrate such measurement systems in new expansion joints and spherical bearings. [12][13][14] Of course, the measurement device was calibrated. For this purpose, heavy duty vehicles with defined axle loads were used, which crossed the bridge with different velocities.…”

“…For object-related determination of traffic loads, that is, heavy duty vehicles with their numbers of axles, axle distances, axle loads, and driving speeds, a so-called intelligent bridge was realized in Germany. [12][13][14] Accordingly, a new construction of a motorway bridge was completed near Nuremberg in 2016 and a new kind of expansion joint and spherical bearing were developed and installed (see Figures 13 and 14). These measurements are structured similarly to the ones described previously.…”

“…Since no sufficient protection for long‐term measurements could be guaranteed in the area of the existing expansion joints, measurements with strain gauges were not considered in this area. Actually, there are developments to integrate such measurement systems in new expansion joints and spherical bearings . Of course, the measurement device was calibrated.…”