Belastungstest Brücke

Mit einem Belastungstest an einer Steinbogenbrücke soll das Tragverhalten der Brücke bestimmt werden. Dazu wird die Eisenbahnbrücke mit bis zu 6MNewton (600 Tonnen) das entspricht dem 6 fachen Gewicht einer Lokomotive belastet.
Mit unserem Bildkorrelations-System Q400 (TU Berlin, Institut für Geodäsie und Geoinformatik) wird die Vorderseite der Brücke erfasst. Dabei wird das Muster der Brückenoberfläche (Stein/Fuge) zwischen dem unbelasteten und dem belasteten Zustand der Brücke verglichen. Der Mustervergleich ("Bildkorrelation") misst die Verschiebung der Brücke flächenhaft und submillimetergenau. Abbildung 1 zeigt das Korrelationssystem mit der erfassten Brückenoberfläche.

Surphaser bei der Digitalisierung der AllerbrückeAbbildung 1: Q400-System mit 3 Kameras der Erfassung der Brückvorderseite.


Abbildung 2 zeigt das 100-fach verstärkte Verschiebungsgitter bei 4MN Belastung in der Kameraansicht der gesamten Brücke.


Abbildung 2: Verschiebungsgitter (grün=Referenzustand, rot= belasteter Zustand bei 4MN). Die Gitterverschiebung zeigt die Brückendurchbiegung 100 fach verstärkt.

Abbildung 3 zeigt das Kamerabild (mit der ortsaufgelösten Durchbiegung der Brücke entlang der extrahierten Linie bei einer Belastung von 4MN. Da die Krafteinleitung nur auf der rechten Hälfte des Brückenbogens erfolgt ist die Deformation der Brücke unsymmetrisch. Die maximale Durchbiegung beträgt ca. 6.3mm bei einer Belastung von 4MN.
 

 
Abbildung 3: Farbkodierte Durchbiegung. Die Farbskala zeigt die Durchbiegung in Millimeter.

 

Insgesamt wurden einige tausend Bilder bei verschiedenen Belastungen und auch in danach entlasteten Zuständen aufgenommen. Aus diesen Messdaten lassen sich das elastische und plastische Deformationsverhalten bestimmen. 

Bei den Messungen wurde auch ein Laserscanner Surphaser eingesetzt um die Brückendeformation flächenhaft von unten zu erfassen. Die damit berechneten Verschiebungen sind vergleichbar zu den Daten des Bildkorrelationssystems. Zum Anwendungsbericht Allerbrücke-Surphaser.

Zusammenfassung  

• Messsystem:
• Kameraauflösung
• Anzahl Bilder:
• Objektgröße
• Datenpunkte:
• Punktedichte:

Q400 mit 3 Kameras für verschiedene Bildausschnitte
6MPixel
3500
14 m breit
6MPixel. 2000  Messwerte auf 14m Breite
7mm