Die verbreiterte Lamelle der intelligenten Fuge wird beim Überrollen vollständig vom Lkw-Reifen belastet.
MAURER
Um die Beanspruchung von Brücken besser erkennen und überwachen zu können, wurden im Förderprojekt IFuLa (Intelligente Fugen und Lager) eine intelligente Schwenktraversen-Dehnfuge und ein intelligentes Kalotten-Gleitlager entwickelt. Im Kapitel "Fugen" des Springer-Fachbuchs "Baudichtstoffe" werden Fugen ausführlich besprochen, im Kapitel "Lagerung und Lager von Brücken" des Springer-Fachbuchs "Handbuch Brücken" Lager.
Mit in die Fugen und Lager integrierten Sensoren gelang es erstmals, mit hoher Genauigkeit die Verkehrslasten und die Einwirkungen auf die Dehnfugen und Lager zu erfassen. Herzstück der Entwicklung sind die Algorithmen, die aus einer Vielzahl von Messwerten die wesentlichen Größen für das Brückenmonitoring extrahieren.
Basis der intelligenten Fuge ist eine Schwenktraversen-Dehnfuge DS160. Damit die Achslast an der einen Lamelle gemessen werden kann, wurde diese auf 220 Millimeter verbreitert: So wird diese Lamelle beim Überrollen vollständig vom Lkw-Reifen belastet. Für die Messung wurden Sensoren im Auflager der Lamelle auf der Traverse integriert. Herausfordernd war dabei zum einen die Kalibrierung der im Bauteil integrierten Sensoren, zum andern die Auswertung der Achslasten. Im Ergebnis ermittelt die intelligente Dehnfuge die Achslasten der überrollenden Lkws.
Es geht um die langfristigen Veränderungen an Brücken
Das entwickelte intelligente Kalottenlager erfasst mithilfe von Sensoren Auflast, Verdrehung und Verschiebung. Es besteht aus den Materialien Stahl und MSM® (Gleitmaterial). Für die Auflastmessung nutzte das am Projekt teilnehmende Unternehmen eine gekammerte Elastomerfolie, die unter das MSM® eingebaut wurde. Druck versetzt die Folie in einen quasi-hydrostatischen Fließzustand. Punktuelle Drucksensoren messen diese gleichmäßig verteilte Lagerbelastung. Zudem werden am intelligenten Gleitlager Verdrehung und Verschiebung erfasst – auch dies mit entsprechenden Sensoren.
Beim intelligenten Lager geht es nicht um kurzfristige Bauteilveränderungen. Das Projekt war darauf ausgerichtet, aus der Fülle der Messdaten diejenigen zu identifizieren, die langfristige Veränderungen anzeigen. Eine Verdrehung kann eine Steifigkeitsveränderung der Brücke, eine Neigung oder Senkung signalisieren. Eine Verschiebung deutet darauf hin, dass sich am Brückendeck etwas verändert haben muss. Derartige Messungen und Überwachungen seien bisher so nicht möglich gewesen, heißt es.
An dem Förderprojekt waren das Unternehmen Maurer Söhne und die Universität der Bundeswehr beteiligt.