Ermittlung der dynamischen Kennwerte von Eisenbahnbrücken unter Anwendung von unterschiedlichen Schwingungsanregungsmethoden

Abstract

Zur Ermittlung der dynamischen Kennwerte von Eisenbahnbrücken wurden in den letzten 20 Jahren in Österreich vorwiegend die ambiente Schwingungsanregung, die Analyse des zeitlichen Ausschwingens nach Zugüberfahrt und die Impulsanregung mit einem Sandsack oder Ähnlichem angewendet. Bei der Anwendung dieser unterschiedlichen Schwingungsanregungsmethoden zeigte sich, dass insbesondere die Werte für die Strukturdämpfung sehr stark streuen und nicht immer reproduzierbar sind. Die Vergleichbarkeit von Erst- und Folgemessungen sowie die von unterschiedlichen Büros durchgeführten Messungen ist hier oftmals nicht gegeben. Im vorliegenden Artikel wird ergänzend zu den angeführten üblichen Methoden zur Ermittlung der dynamischen Kennwerte die erst im letzten Jahr systematisch bei einer Vielzahl von Eisenbahnbrücken angewendete krafterregte Schwingungsanregungsmethode vorgestellt. In den Jahren 2016 und 2017 wurden bei insgesamt 20 Eisenbahnbrücken unterschiedlichen Typs sowohl die oben genannten üblichen als auch krafterregte Schwingungsanregungen mit bis zu vier parallel geschalteten mobilen Long Stroke Shakern sowie einem mechanischen Unwuchterreger durchgeführt. Die erzielten Messergebnisse werden dargelegt und es wird ein Vergleich der mit den unterschiedlichen Schwingungsanregungsmethoden erzielten Ergebnisse für die dynamischen Kennwerte durchgeführt. Es zeigt sich, dass die krafterregte Schwingungsanregungsmethode für die Ermittlung der Eigenfrequenzen und insbesondere der Lehr´schen Dämpfung von Eisenbahnbrücken zu äußerst zuverlässigen, wenig streuenden und reproduzierbaren Ergebnissen führt. Die Lehr´schen Dämpfungen ergeben insbesondere bei Rahmentragwerken wesentlich höhere Werte verglichen mit den Vorgabewerten der derzeit gültigen Normen.