Wind-induced Vibrations on the Hangers of the Austrian Federal Railways Rhine Bridge

Die & Ouml;BB-Rheinbr & uuml;cke bei Lustenau ist ein in ihrer Art neuartiges Stahl-Betonverbund-Bogentragwerk mit einer Spannweite von 102 m. Das Haupttragwerk ist ein Langerscher Balken mit zw & ouml;lf Rundstahlh & auml;ngern je Br & uuml;ckenseite zu je 100 mm Durchmesser mit einer maximalen H & auml;ngerl & auml;nge von 18,9 m. Bei derartigen Bogenbr & uuml;cken mit Stahlh & auml;ngern k & ouml;nnen vom Wind angeregte H & auml;ngerschwingungen hochfrequente Spannungsschwankungen mit gro ss er Amplitude in den H & auml;ngern und deren Anschl & uuml;ssen hervorrufen. Dies kann sich aus erm & uuml;dungstechnischer Sicht als problematisch erweisen. Nach der Fertigstellung der Br & uuml;cke wurde planm & auml;ss ig ein umfangreiches Monitoring durchgef & uuml;hrt, welches das Ziel verfolgte, Informationen & uuml;ber die auftretenden H & auml;ngerschwingungen und die daraus entstehenden Sch & auml;digungen des Materials zu erhalten, sodass festgestellt werden kann, ob schwingungsreduzierende Ma ss nahmen getroffen werden m & uuml;ssen. Im Zuge des Monitorings und der Auswertung wurde festgestellt, dass vom Wind angeregte H & auml;ngerschwingungen bewirken k & ouml;nnen, dass erm & uuml;dungsrelevante Spannungsschwingbreiten auftreten. In diesem Beitrag werden die Auswirkungen von zwei verschiedenen physikalischen Ph & auml;nomenen - wirbelerregte Querschwingungen und Regen-Wind-induzierte Schwingungen - auf die Lebensdauer des Bauwerks diskutiert sowie schwingungsreduzierende Ma ss nahmen vorgestellt, die zur Abschw & auml;chung dieser Effekte beitragen. Wind-induced vibrations on the hangers of the & Ouml;BB-Rheinbr & uuml;cke The & Ouml;BB-Rheinbr & uuml;cke near Lustenau is a new type of steel-concrete composite arch structure with a span of 102 m. The main supporting structure is a Langer's beam with twelve round steel hangers on each side of the bridge, each 100 mm in diameter, with a maximum hanger length of 18.9 m. In arch bridges of this type with steel hangers, wind-induced hanger vibrations can cause high-frequency, high-amplitude stress fluctuations in the hangers and their connections. This can be problematic from a fatigue point of view. After completion of the bridge, extensive monitoring was carried out as planned with the aim of obtaining information about the hanger vibrations that occur and the resulting damage to the material in order to determine whether vibration-reducing measures need to be taken. In the course of monitoring and evaluation, it was found that wind-induced hanger vibrations can cause fatigue-relevant stress ranges to occur. This article presents the effects of two different physical phenomena, such as vortex-excited transverse vibrations and rain-wind-induced vibrations, on the service life of the structure, as well as vibration-reducing measures that help to mitigate these effects.