Optimierung des Designs beweglicher Brücken und Betonbrücken bei STING
Herausforderung
STING ist ein Ingenieurbüro, das 2007 gegründet wurde und seitdem mit einer Vielzahl fortschrittlicher Brückenkonstruktionen gearbeitet hat. Bei STING besteht der Bedarf an einem Analysewerkzeug, das eine große Bandbreite an Analysemethoden und Funktionen abdecken kann.
Lösung
TECHNIA bietet zwei verschiedene Brückenanalyse-Software an. Für STING ist BRIGADE/Plus die bessere Wahl. Der allgemeine funktionsbasierte Modellierungsansatz ermöglicht es STING, jede Geometrie/Struktur zu modellieren, mit der sie konfrontiert sind. Für jedes Modell können sie dann alle fortschrittlichen Analysemethoden und Werkzeuge nutzen, die BRIGADE/Plus bietet.
Ergebnisse
Heute ist BRIGADE/Plus das zentrale Analysewerkzeug für die Ingenieure von STING, das es ihnen ermöglicht, jede Art von Brückenbau-Aufgabe zu übernehmen und sicherzustellen, dass die benötigten Funktionen und Werkzeuge zur Verfügung stehen, um vollständige Design- oder Analyseergebnisse zu liefern.
STING ist ein Ingenieurbüro, das 2007 gegründet wurde. Seine Ingenieure verfügen über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Bereitstellung technischer Designlösungen für fortschrittliche Infrastruktur in Schweden und der nordischen Region. Ein großer Teil dieser Lösungen umfasst verschiedene Arten von beweglichen Brücken, wie Klappbrücken und Drehbrücken. Die komplexen Geometrien und Mechanismen dieser fortschrittlichen Bauwerke machen BRIGADE/Plus zu einer ausgezeichneten Wahl als Analysewerkzeug für STING. Es bietet ihnen auch ein Werkzeug für fortgeschrittene – nicht-lineare – Untersuchungen sowohl bestehender als auch neuer Betonbrücken.
Bewältigung einer Vielzahl architektonischer und brückenbaulicher Herausforderungen
Bei STING übernehmen sie Projekte, die große bewegliche Bauwerke wie Brücken, verschiebbare Dächer, Schleusen und mehr umfassen. Für diese verschiedenen Projekte bieten sie eine Vielzahl von Dienstleistungen an, darunter Stahl-, Beton-, Mechanik-, Hydraulik- und Elektrikdesign sowie PLC- (speicherprogrammierbare Steuerung) und SCADA- (Supervisory Control and Data Acquisition) Programmierung. Für FE- (Finite-Elemente-) Berechnungen ist BRIGADE/Plus nun ein zentrales Werkzeug bei STING.
Angesichts der großen Vielfalt an Projekt- und Brückentypen müssen die verwendeten Berechnungswerkzeuge flexibel sein. Manchmal umfassen die Projekte keine vollständigen Systemanalysen, sondern lokale Untersuchungen von Teilen einer Struktur. Ein solches Projekt ist die bewegliche Fußgänger- und Radfahrerbrücke „Varvsbron“ im Hafen von Norrköping, bei der Spannungsanalysen der komplexeren Geometrien mit BRIGADE/Plus durchgeführt wurden.
Nichtlineare Berechnungen zur Klassifizierung von Betonbrückenkonstruktionen
Bei STING beschränkt sich die Arbeit nicht nur auf bewegliche Stahlkonstruktionen, sondern umfasst auch Betonbrücken. Ein Beispiel ist die Nötesundbrücke, eine 614 Meter lange Betonbrücke, die 1966 gebaut wurde und somit 58 Jahre alt ist. Im Rahmen der Wartungsarbeiten und der Arbeiten an klassifizierten Straßenabschnitten werden nun Klassifizierungsberechnungen für die Brücke durchgeführt.
Für die Nötesundbrücke bedeutete dies, dass nicht-lineare Berechnungen erforderlich waren. Es ist nicht ungewöhnlich, dass nicht-lineare Berechnungen benötigt werden, um zu zeigen, dass große, komplexe Brücken – die nach älteren Standards entworfen wurden – den aktuellen Vorschriften und Normen entsprechen.
In diesem Fall waren die Pfeiler an beiden Zufahrtsfeldern sehr schlank, wodurch sie empfindlich auf Effekte zweiter Ordnung reagierten. Die Höhe jedes Stützpfeilers variiert auch entlang der Brücke, wodurch die kürzeren und steiferen Pfeiler mehr Kräfte aufnehmen. Mit einer linearen Analyse konnte die Tragfähigkeit dieser Pfeiler nicht als ausreichend nachgewiesen werden. Mit einer nicht-linearen Analyse, die sowohl materielle als auch geometrische Nichtlinearität berücksichtigt, konnte die Umverteilung der Kräfte von steiferen zu schlankeren Teilen der Struktur berücksichtigt werden.
In diesem Projekt wurde auch die BRIGADE/Plus-spezifische Methode FBC (Freikörper-Schnitt) verwendet. Der Überbau wurde mit Schalenelementen modelliert, und zur Verifizierung des Modells wurde FBC verwendet, um Balkenschnittkräfte aus dem Überbau zu extrahieren.
Freikörper-Schnitt-Werkzeug für vorgespannte Brücken
Ein weiteres Beispiel für eine große Betonkonstruktion, an der STING gearbeitet hat, ist eine Brücke in Helsingborg über die Autobahn E6, für die Klassifizierungsberechnungen durchgeführt wurden. Die Brücke ist eine 74 Meter lange vorgespannte Betonbrücke mit drei Feldern.
Mit BRIGADE/Plus konnte die Vorspannung auf einfache Weise im Modell implementiert werden. Kurzfristige Verluste der Vorspannkraft wurden automatisch berücksichtigt, und langfristige Verluste konnten mittels viskoelastischer Analysen in BRIGADE/Plus bewertet werden.
Zur Bestimmung der Schnittkräfte und Momente wurde die erweiterte Freikörper-Schnitt-Funktionalität in BRIGADE/Plus verwendet. Die Ergebnisse wurden später zur Überprüfung der Tragfähigkeit der Brücke genutzt.
Zusammenfassung
Durch seine vielseitigen Fähigkeiten und fortschrittlichen Analysewerkzeuge ist BRIGADE/Plus zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Ingenieur-Workflows von STING geworden. Ob bei der Bearbeitung komplexer beweglicher Brücken oder der Gewährleistung der Sicherheit und Langlebigkeit alternder Betonkonstruktionen – die Software bietet die Flexibilität und Präzision, die STING benötigt, um innovative und zuverlässige Lösungen zu liefern. Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie BRIGADE/Plus Ihre Brückenanalyseprojekte aufwerten kann? Kontaktieren Sie uns noch heute, um die Möglichkeiten zu erkunden!
