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Buch (Monographie) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2014/780/


Adaptive Spannbetonstruktur mit lernfähigem Fuzzy-Regelungssystem

Adaptive pre-stressed concrete structure with trainable fuzzy control system

Schnellenbach-Held, Martina ; Fakhouri, Abdalla ; Steiner, Daniel ; Kühn, Oliver

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Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 24 Brückenentwurf
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 53 Brückenbau
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Institut für Massivbau (Essen)
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 101
ISBN: 978-3-95606-084-7
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 10.09.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Im Rahmen des Forschungsprogramms "Innovationsprogramm Straße" wurden vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) die folgenden drei Projekte zum Thema "Adaptive und intelligente Brücken der Zukunft" gefördert: - "Adaptive Tube-in-Tube Brücken", - "Roadtraffic Management System", - "Adaptive Spannbetonstruktur mit lernfähigem Fuzzy-Regelungssystem". Im Rahmen des Projektes "Adaptive Spannbetonstruktur mit lernfähigem Fuzzy-Regelungssystem" wurde ein adaptiv vorgespanntes System zur Erzielung eines sich an Beanspruchungsänderungen selbstanpassenden Betontragwerks entwickelt. Durch die Adaptivität werden kritische Beanspruchungszustände vermieden und Verformungen reduziert. Bei der entwickelten adaptiven Spannbetonstruktur werden relevante Tragwerksreaktionen mit einem Sensorsystem erfasst und als Eingangsgrößen an ein lernfähiges Regelungssystem übergeben. Das Regelungssystem ermittelt Stellsignale entsprechend der je nach Beanspruchungszustand erforderlichen Vorspannkraft. Die erforderliche Änderung der Vorspannkraft wird von einem Stellantrieb vorgenommen. Die Funktionsfähigkeit der adaptiven Spannbetonstruktur wurde anhand von Versuchen an zwei Prototypen - einer Aluminiumtraverse und einem Spannbetonbalken - unter Beweis gestellt. Die Verformungsminimierung bzw. Spannungshomogenisierung als Zielsetzung der Regelung wurde dabei effektiv erreicht. Die Versuchsergebnisse verdeutlichen das Potenzial der adaptiven Vorspannung für die Anwendung im Brückenbau.
Kurzfassung auf Englisch: Within the research program "Innovation program roads" the Federal Ministry of Transport, Building and Urban Development has financed the following three projects on the topic of "Adaptive and intelligent bridges for the future": - "Adaptive Tube-in-Tube Bridges", - "Roadtraffic Management System", - "Adaptive Fuzzy Controlled Prestressed Concrete Structure". In the project "Adaptive Fuzzy Controlled Prestressed Concrete Structure", an adaptive pre-stressed system that enables concrete bridges to adapt to short- as well as long-term increases of loads was developed. Through adaptability critical stresses can be avoided and deformations reduced. In the developed adaptive concrete structure the reactions are measured by means of sensors and sent as inputs to an adaptive control system. The control system calculates the necessary change in the prestressing force according to the stress condition. The required change of the prestressing force in the tendons is carried out by a hydraulic actuation system. The functionality of the developed adaptive control system is demonstrated by means of two prototypes, a pre-stressed aluminum truss and an externally pre-stressed concrete T-beam. Due to the adaptability of the prestressing force, deformations could be effectively decreased and tensile stresses were reduced to a minimum. The obtained results confirm the potential of the use of adaptive prestressing in concrete bridges.