Skalierbare Lösungen für den Brückenbau bei Sweco

Sweco ist eines der größten Architektur- und Technologieberatungsunternehmen in Europa, mit einer dauerhaften Präsenz in Schweden, Norwegen, Dänemark, Finnland, Estland, Litauen, Polen, der Tschechischen Republik, Deutschland, den Niederlanden, Belgien und Großbritannien.

Ihre langjährige Präsenz in der Branche und ihre Erfahrung positionieren sie gut, um große, komplexe Infrastrukturprojekte zu übernehmen, was bedeutet, dass sie skalierbare und zuverlässige Analyse- und Konstruktionswerkzeuge benötigen, um korrekte und pünktliche Lieferungen zu gewährleisten. Sweco setzt die BRIGADE-Konstruktionssoftware seit über 25 Jahren ein und hat einen gut funktionierenden Arbeitsprozess für ihre Brückenbauprojekte gefunden, in dem BRIGADE eine zentrale Rolle spielt.

Dynamische Analyse für Hochgeschwindigkeitszüge

Das Projekt Norrbotniabanan (in Nordschweden) ist ein gutes Beispiel für ein Großprojekt, bei dem Sweco sein Konzept des Einsatzes von BRIGADE unter Beweis stellt. Das Gesamtprojekt umfasst etwa 250 Brücken, von denen Sweco mindestens 50 entwerfen wird. Eine so große Aufgabe profitiert von einer einheitlichen Bearbeitung der verschiedenen Brücken. Mit BRIGADE/Standard können die Ingenieure von Sweco die Standardbrückentypen einheitlich analysieren. Die strukturierte Arbeitsweise, die Ergebnisextraktion und die Ergebnispräsentation, die mit der Software einhergehen, ermöglichen es den Benutzern, Modelle schnell einzurichten und die Analysearbeiten effizient zu kontrollieren.

Der Eisenbahnabschnitt der Norrbotniabanan wird für Hochgeschwindigkeitszüge ausgelegt, was bedeutet, dass die Eisenbahnbrücken entlang dieser Strecke so konstruiert werden müssen, dass sie die Lasten der Hochgeschwindigkeitszüge aufnehmen können. Daher muss das dynamische Verhalten der Brücken berücksichtigt werden, und es besteht – für einige Brücken – ein Bedarf an fortgeschritteneren dynamischen Analysen. In diesen Fällen setzt Sweco BRIGADE/Plus ein, das dynamische Analysemethoden bietet.

In BRIGADE/Plus gibt es ein Modul, das speziell für die Behandlung der dynamischen Reaktion von bewegten Lasten von Hochgeschwindigkeitszügen entwickelt wurde, wobei die verschiedenen Bemessungsfahrzeuge gemäß EUROCODE (HSLM-A-B) vordefiniert sind. Die Arbeit mit BRIGADE/Plus für diese Berechnungen hat sich als effektiv und skalierbar erwiesen.

Sweco setzt BRIGADE/Plus auch ein, wenn die anspruchsvollsten/komplexesten Brücken analysiert werden müssen, wie zum Beispiel Fachwerkträgerbrücken oder komplexe Geometrien.

Als internationales Unternehmen mit Ingenieuren in verschiedenen Regionen benötigt SWECO Softwarelösungen, die geografische Grenzen überwinden. Mit dem flexiblen Lizenzmodell von BRIGADE kann SWECO die Software problemlos in jedem Land implementieren, in dem sie tätig sind, was eine nahtlose Zusammenarbeit über Regionen hinweg gewährleistet, und hat dies bereits in einigen Regionen getan.

Dies ermöglicht dem Unternehmen nicht nur, die leistungsstarken, strukturierten Workflows von BRIGADE voll auszuschöpfen, sondern auch seine Vorteile unternehmensweit zu skalieren, wodurch Abläufe optimiert und konsistente Ergebnisse an allen Standorten erzielt werden.

Fortgeschrittene Brückenkonstruktion: Fachwerkträgerbrücken und witterungsbeständiger Stahl

Sweco übernimmt nicht nur Großprojekte, sondern stellt sich auch neuen Herausforderungen im Brückenbau. Für ein Projekt in Boden übernahmen sie die Aufgabe, eine Brücke aus witterungsbeständigem Stahl zu entwerfen. Die Brücke ist eine 70 m lange Fachwerkträgerbrücke mit zwei Spannweiten, die Fußgängern einen sicheren Übergang über eine Straße und eine Eisenbahnlinie bietet. Für das Projekt entschieden sie sich für BRIGADE/PLUS, dessen einzigartiges Free Body Cut Tool eine nützliche Hilfe beim Sammeln relevanter resultierender Bemessungskräfte und -momente darstellte.

Das Werkzeug ermöglicht es dem Benutzer, Abschnitte zu definieren, die aus verschiedenen Elementtypen wie Balken, Schalen und Volumenelementen bestehen. Für jeden definierten Abschnitt werden dann Einflussflächen erstellt, die für alle Arten von Lasten, einschließlich beweglicher Lasten/Verkehrslasten, verwendet werden können. Für dieses spezifische Projekt lieferte es dringend benötigte Einblicke in die Brückenstruktur und letztendlich in die Brückenkonstruktion.

Jenseits des Brückenbaus und hin zu Projekten der grünen Transformation

Sweco setzt BRIGADE/Plus auch in anderen Bereichen als dem Brückenbau ein. In BRIGADE/Plus kann der Benutzer jede beliebige Geometrie definieren; daher kann es als FE-Analysewerkzeug für jede Art von Struktur verwendet werden. BRIGADE/Plus beinhaltet nichtlineare Analysemethoden (zum Beispiel nichtlineares Material und Kontaktpaare), die fortgeschrittene Strukturuntersuchungen ermöglichen. Es verwendet den bekannten Abaqus-Solver, der den Zugang zu einem der robustesten Solver auf dem Markt garantiert. Dies gibt Sweco die Möglichkeit, jedes beliebige Strukturproblem zu lösen und Software in seinen Projekten zur grünen Transformation zu implementieren, wie zum Beispiel die Gewährleistung der Integrität von Staudämmen.

Im folgenden Beispiel wurde ein Pfeilerstaudamm – fertiggestellt 1954 – analysiert.  Seine Integrität wurde hinsichtlich seines Verhaltens bei saisonalen Temperaturschwankungen untersucht. Die Ergebnisse der numerischen Temperaturanalysen werden – unter anderem – verwendet, um zu bestimmen, wo Sensoren platziert werden sollten, um Risse im Betondamm überwachen zu können. Im Laufe der Zeit können Daten von den Sensoren zur Kalibrierung des FEA-Modells verwendet werden, und wenn ausreichend Messdaten vorliegen, können Vorhersagemethoden verwendet werden, um genauere Vorhersagen von Warnmeldungen/Werten im Zusammenhang mit der strukturellen Integrität des Damms zu definieren.

Mit dem kalibrierten Modell wird eine bessere Einschätzung des Verhaltens des Damms bei einem potenziellen Versagen erzielt, was wiederum bessere Alarmwerte liefert. Das Modell für die nichtlinearen Analysen, das die nachträglich installierten Bewehrungen (Spannglieder) umfasst, ermöglicht auch eine bessere Einschätzung, welche Instrumente zuerst auf ein potenzielles Versagen hinweisen würden.

Die Analysen sind für die Instandhaltung des Damms unerlässlich und daher entscheidend, um das Wasserkraftwerk noch viele weitere Jahre in Betrieb zu halten.

„Ein Grund, warum Sweco weiterhin BRIGADE wählt, ist das Know-how und der Support, den TECHNIA liefert. TECHNIA bietet bei Bedarf wertvollen technischen Support und Schulungen sowie Tutorials/Workshops für neue und fortgeschrittene Benutzer an, was es den Benutzern ermöglicht, kontinuierlich in ihrem eigenen Tempo mehr zu lernen.“

Carl Westerlund Storck, Technischer Leiter bei Sweco.