Flutter Vulnerability Assessment of Flexible Bridges

Diese Arbeit beschaftigt sich mit der Bewertung der Verwundbarkeit schlanker Brucken und untersucht die aeroelastische Instabilitat, das Flattern. Zwei wesentliche Beitrage werden geleistet. Zum einen wird der Performance-Based-Design-Ansatz auf den Grenzzustand der Tragfahigkeit bei Flattern angewandt. Hierbei werden die aeroelastischen Derivativa erstmalig als Zufallsvariabeln angenommen und das Flatterproblem durch Monte-Carlo-Simulationen probabilistisch betrachtet. Zur Datengewinnung wurden im CRIACIV Windkanal Experimente an einem als einfachen Hohlkastentrager ausgefuhrten Bruckendeck durchgefuhrt. Die Experimente an diesem Querschnitt sowie an zwei Rechteckprismen lieferten interessante Ergebnisse. Der zweite Hauptbeitrag der Arbeit ist eine Vornormativstudie zur Bewertung des Flatterns, welche die bestehenden Normen hinsichtlich einer Risikominimierung verbessern soll. Das Ziel ist die Entwicklung einer vereinfachten Methode zur Abschatzung der kritischen Windgeschwindigkeit des Flatterns, ohne Windkanaltests durchfuhren zu mussen. Ein solches Werkzeug kann fur Bruckenbauingenieure beim Vorentwurf mittelweit gespannter, flexibler Brucken nutzlich sein. Nach der durch zwei Fallstudien unterstutzten Analyse der Beziehung zwischen multi- und bimodalem Ansatz werden Nahrungsformeln hergeleitet, die nur drei aeroelastische Funktionen enthalten. Diese Vereinfachung wird durch eine grose Anzahl struktureller und aerodynamischer Daten validiert. Abschliesend wird eine grose Anzahl von Flatterderivativa nach Einfuhrung von Bruckenquerschnittsklassen verglichen. Da die erwahnten vereinfachten Formeln die betrachteten aeroelastischen Funktionen auf drei reduzieren, ist ein genereller Ansatz moglich. Obwohl diese Arbeit nur ein erster Schritt in Richtung dieses ehrgeizigen Zieles ist, werden alle zu bewaltigenden Schwierigkeiten angesprochen und interessante sowie viel versprechende Ergebnisse hervorgehoben.