Adaptiven Spannbetonstruktur mit lernfähigem Fuzzy-Regelungssystem

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 Potential der adaptiven Vorspannung für die Anwendung im Brückenbau.

BASt-Reihe "Verkehrstechnik" Band BASt-B-101