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Schwingungsreduzierung in Betonfahrbahnen durch Optimierung der Plattengeometrie : Schlussbericht zum Forschungsauftrag FE 08.0216/2011/CRB

Vibration-reduction in concrete pavements by optimization of the slab geometry

Wirth, Wolfgang ; Bracher, Benedikt

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Belastung , Betonstraße (Oberbau) , Dämpfung , Decke (Straße) , Durchbiegung , Form , Forschungsbericht , Messung , Numerisches Modell , Platte , Pumpeffekt , Schwingung , Simulation , Unterbau
Freie Schlagwörter (Englisch): Damping , Deflection , Digital model , Load , Measurement , Research report , Rigid pavement , Shape , Simulation , Slab , Slab pumping , Subgrade , Surfacing , Vibration
Collection 1: BASt-Beiträge / FE-Projekte
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 23 Deckeneigenschaften
Collection 3: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 22 Entwurf von Verkehrsinfrastruktur
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Institut für Verkehrswesen und Raumplanung <Neubiberg>
Dokumentart: Report (Bericht)
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 23.10.2018
Kurzfassung auf Deutsch: Autobahnfahrbahnen aus unbewehrtem Beton sind durch Quer- und Längsfugen in Plattenelemente mit Standardmaßen unterteilt, wobei die Abmessungen auf Erfahrungswerten beruhen. Im Zuge des Forschungsprojektes wurde das Schwingungs- und Verformungsverhalten einer Betonfahrbahnplatte untersucht, um so Erkenntnisse über das dynamische Verhalten einer Betonfahrbahnplatte unter Verkehr zu erlangen. Zu diesem Zweck wurde eine neuartige Messstelle mit Beschleunigungssensoren zur Erfassung der Plattenbewegung errichtet. Einsenkungsdaten der Platte wurden durch Integration der Beschleunigungswerte bestimmt. Zunächst konnten bei der Auswertung der gemessenen Daten wertvolle Empfehlungen für Verbesserungsmöglichkeiten der Messeinrichtung bezüglich Auswahl, Anzahl, Platzierung der Sensoren, Ausführungsdetails und zweckmäßigerweise zusätzlich zu installierender Messsysteme gewonnen werden. Nach Analyse der Messdaten hinsichtlich Einsenkung und spektraler Leistungsdichte konnte festgestellt werden, dass ein harmonisches Schwingungsverhalten oder ein Nachschwingen der Platte durch die starke Dämpfung des Systems ausgeschlossen werden kann. Des Weiteren wurde ein FE-Modell der Betonplatte mit den realen Abmessungen und Stoffkennwerten erstellt und nach dem Verfahren von Westergaard sowie anhand der Messwerte kalibriert. An diesem können Variationen von Länge, Breite und Höhe der Platte berechnet und das Verhalten bei Überfahrt eines Lkw untersucht werden. Hierbei zeigte sich ein dominanter Einfluss des Untergrundes auf das Schwingungs- und Verformungsverhalten der Betonfahrbahnplatte. Bei Variationen der Plattenlänge konnte ein Einfluss der Länge auf die Relativbewegung in der Fuge ermittelt werden. Hier ist besonders bei Längen von mehr als 5 m eine starke Zunahme zu bemerken. Durch Betrachten des Plattenverhaltens beim Lastübergang zwischen den Platten konnte die Theorie des Pumpens und der dadurch verursachten Stoffumlagerung bestätigt werden.