Structural Health Monitoring (SHM) an der Scherkondetalbrücke: eine semi‐integrale Eisenbahn‐Betonbrücke

Abstract

Semi‐integrale Brücken sind durch die monolithische Verbindung zwischen dem Überbau und den Pfeilern gekennzeichnet. Dadurch beteiligt sich jedes Element des Tragwerks am Abtrag der Verkehrslasten. Gleichzeitig treten durch Temperaturänderungen, Kriechen, Schwinden oder Setzungen große Zwangskräfte auf. Diese Kräfte müssen beim Entwurf der Brücke besonders berücksichtigt werden und sollten durch eine vorteilhafte Verteilung der Steifigkeiten, insbesondere in den Unterbauten, reduziert werden. Der Bau von semi‐integralen Brücken im Rahmen von langen Viadukten ist auch im internationalen Maßstab ein Novum. Um die Risiken im Zusammenhang mit diesem Bauwerkstyp, der noch nicht endgültig normativ geregelt ist, zu reduzieren und um Erfahrungen über die Berechnungsannahmen zu gewinnen, wurde vom Eisenbahnbundesamt eine umfassende Überwachung der Brücken gefordert. In der vorliegenden Untersuchung werden einige Ergebnisse der Langzeitmessungen an der Scherkondetalbrücke vorgestellt. Structural Health Monitoring of the Scherkondetalbrücke: a semi integral concrete railway bridge Semi integral bridges are characterized by the monolithic connection between the superstructure and the piers. Thereby every element of the structure participates to the transfer of forces due to traffic loads. Simultaneously, high constraining forces due to thermal variation, creep, shrinkage or settlements appears. These forces have to be accurately taken into account when designing the bridge and should be reduced through an advantageous distribution of the stiffness, especially in the substructure. The construction of semi integral bridges in the case of long viaducts is an innovation, also on international scale. In order to limit the risks associated with this non‐definitively regulated type of structure and in order to collect experience about the calculation assumptions, the authorities required an extensive monitoring of the bridges. In this paper, a few results of the long‐term measurements on the Scherkondetalbrücke will be presented.

Einflüsse auf die Messunsicherheit von SHM‐Systemen und deren Kompensation am Beispiel von Laser‐Distanzmessungen

“…Zur Zustandsüberwachung von Bauwerken wird das messdatengestützte Bauwerksmonitoring immer wichti ger, da dieses eine kontinuierliche Bewertung zulässt und die Inspektionen vor Ort sinnvoll ergänzt [1,2]. Insbeson dere Wegmessungen sind dabei von Interesse, da sich Zustandsänderungen am Bauwerk v. a. durch relative Verschiebungen einzelner Bauteile zeigen [3][4][5].…”

Ingenieurbauwerke als intelligente Systeme – Erhaltungsmanagement mit Structural Health Information Patterns (SHIPs)

“…B. [5], bereits erfolgreich umgesetzt. Die Lebensdauer des Bauwerks kann mit diesen Konzepten deutlich realistischer eingestuft und der tatsächliche Bauwerkszustand identifiziert werden.…”

Konzept zur BIM‐basierten Instandhaltung von Ingenieurbauwerken mit Monitoringsystemen

“…Ein Beispiel für Anwendungsmöglichkeiten und die Bedeutung von SHM ist die semiintegrale Scherkondetalbrücke auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke zwischen Erfurt und Leipzig. Mit der Anwendung konnte die Zuverlässigkeit und Tragfähigkeit des neuen Brückenkonzepts bestätigt und der Grundstein für künftige Entwürfe in semiintegraler Bauweise gelegt werden [11, 13, 14].…”

“…Dies bindet sowohl materielle als auch personelle Ressourcen, da der Inspektionsprozess heutzutage einem festen Rhythmus mit manuellen Tätigkeiten folgt und nicht oder nur eingeschränkt datenorientiert vollzogen wird. Neben den geometrischen und semantischen Informationen der digitalen Objekte ist die Integration weiterer Dokumente in die shBIM-Plattform nötig, die Bauwerkszeichnungen sowie Inspektionsberichte, Bestands-, Foto-Entwürfe in semiintegraler Bauweise gelegt werden [11,13,14]. In…”