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FEM-Simulation von Schadensszenarien eines Brückenträgers aus Spannbeton

by Even Jan

mardi 7 août 2018/Catégories: Travail de candidature, Branches, Ingénieur en mécanique

Im Rahmen eines Forschungsprojektes der Universität Luxemburg in Zusammenarbeit mit der „Administration des Ponts et Chaussées“ zur Evaluierung des Schädigungszustandes von Brückenbauwerken befasst sich die vorliegende Arbeit mit dem Aufbau eines FEM-Modells zur Festigkeitssimulation von unterschiedlichen Szenarien an einem ausgebauten Spannbetonträger der ehemaligen Moselbrücke zwischen Grevenmacher (L) und Wellen (D). Die Simulation soll die zur Vorbereitung und Begleitung der Versuche am realen Objekt benötigten Anhaltspunkte liefern, wie z.B. die Kombination der Rahmenbedingungen, bei der die ersten Risse im Beton entstehen oder den Betrag der maximalen Durchbiegung.
Das Modell wird in ANSYS Classic erstellt und bietet die Möglichkeit, vergleichsweise schnell und einfach an veränderte Werkstoffparameter oder Rahmenbedingungen angepasst werden zu können. Im Hinblick auf die Entwicklung von Methoden zur Lokalisierung von Schäden an den innenliegenden Stahl-Spanngliedern, werden diese im Realversuch sukzessive durchtrennt und der Träger anschließend mit Betongewichten belastet. Im Simulationsmodell werden die Elemente der Spannglieder an der entsprechenden Stelle aus dem Modell herausgelöscht und die Gewichtskräfte der Lasten werden aufgebracht.
Der abschließende Vergleich der resultierenden Spannungen aus der Simulation mit den Beobachtungen am realen Träger zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen Modell und Realität, wohingegen die Durchbiegungen am Modell zum Teil von den gemessenen Werten abweichen. Im Hinblick auf eine Optimierung des Simulationsmodells und der angewandten Methodik können die Ergebnisse dieser Arbeit für einen „Model-Updating“-Prozess oder andere weiterführende Untersuchungen genutzt werden.

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