Schrägseilbrücken überspannen weltweit Straßen, Täler, Flüsse und Meerengen. Sie nehmen jeden Tag rund um die Uhr unzählige Fahrzeuge auf. Ihre Stabilität hängt entscheidend von der dauerhaften Belastbarkeit der Trägerseile ab. Deren Spannung muss deshalb kontinuierlich überwacht werden. WIKA hat im Kundenauftrag einen speziellen Kraftaufnehmer für Schrägseilbrücken entwickelt. Die marktfähige Lösung arbeitet hochgenau, ist ausgesprochen temperaturfest – und trägt außerdem zu einem nachhaltigen Brückenbetrieb bei.
Die Konstruktion einer Schrägseilbrücke wirkt oftmals nahezu filigran. Von den Brückenpfeilern bzw. Pylonen gehen diagonal gespannte Seile ab, die den Fahrbahnkörper tragen. Diese übertragen die Last über die Pfeiler auf das Brückenfundament. Die in den Seilen wirkende Zugkraft ist folglich einer der grundlegenden Parameter für Errichtung und Betrieb solcher Brücken. Das heißt: Die Überwachung der Spannung beginnt bereits in der Bauphase.
Jedes Spannseil besteht aus einem Bündel von Drahtseilen, die in Litzen zusammengefasst sind. An einer dieser Litzen wird die Zugkraft des Spannseils mit Hilfe eines Ringkraftaufnehmers überwacht. Das Messgerät ist zwischen den Befestigungselementen und der Ankerplatte im Fahrbahnkörper installiert.
Kraftaufnehmer für Schrägseilbrücken dienen auch als Referenz
Der Kraftaufnehmer dient zunächst als Referenz, wenn ein hydraulischer Heber die einzelnen Drahtseile auf die definierte Spannung bringt. Anschließend übernimmt er die kontinuierliche Überwachung. Eine Spannungsveränderung außerhalb der Toleranz könnte auf Korrosion oder andere negative Einflüsse zurückzuführen sein. Der Brückenbetreiber kann nach entsprechender Signalisierung umgehend eine Untersuchung einleiten und so schwerwiegende Folgen verhindern, im Extremfall einen Einsturz der Brücke.
WIKA-Lösung mit hoher Leistung und geeignet für alle Klimazonen
Ringkraftaufnehmer mit Signalverstärker für Schrägseilbrücken: Beide Teile des Messsystems bilden eine trennbare Einheit.
Ein solches Monitoring ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Auf Kundenwunsch hat tecsis (das Center of Excellence Kraftmessung) der WIKA Gruppe, einen Ringkraftaufnehmer für Schrägseilbrücken mit hoher Leistung sowie einem Signalverstärker für eine sichere Übertragung der Messwerte entwickelt. Die Lastzelle hat eine ringförmige Bauform und ist auf eine Nennlast von 160 kN ausgelegt. Sowohl die Baumassen als auch die Belastbarkeit lassen sich an kundenspezifische Anforderungen anpassen.
Der Kraftaufnehmer für Schrägseilbrücken, der Messwerte mit einem 4 … 20 mA-Signalausgang überträgt, kann in einem weiten Temperaturbereich kontinuierlich betrieben werden. Er ist somit für jede Klimazone geeignet. Im Nenntemperaturbereich von -40 °C bis 70 °C weist das Gerät eine Messunsicherheit von 1,5 Prozent auf, zudem hat ein externes Labor das Messverhalten des Kraftaufnehmers über den gesamten Temperaturbereich bestätigt.
Die Kraftaufnehmer für Schrägseilbrücken und ihre Signalverstärker sind über einen Kabelstecker verbunden. Der wartungsfrei arbeitende Sensor verbleibt nach dem Einbau an seiner Position im Litzengehäuse, das zum Schutz gegen Feuchtigkeit mit Paraffin ausgegossen wird. Der Signalverstärker und demzufolge die Elektronik des Messsystems befindet sich hingegen außerhalb der eigentlichen Messstelle.
Messsystem als trennbare Einheit unterstützt nachhaltigen Brückenbetrieb
Die WIKA-Messlösung als trennbare Einheit bedeutet einen zusätzlichen Vorteil: Im potenziellen Schadensfall lässt sich der Verstärker ohne eine zeit- und kostenaufwändige Demontage des Kraftaufnehmers austauschen. Der Betreiber erhält danach ein auf den Sensor abgestimmtes Neugerät mit kalibriertem Signal, das er nach dem Plug-and-Play-Prinzip sofort anschließen und in Betrieb nehmen kann. Somit unterstützt das WIKA-Messsystem einen nachhaltigen Langzeitbetrieb der Brücke.
Hinweis
Ringkraftaufnehmer kommen für ein breites Spektrum von Anwendungen in Frage. Einen detaillierten Überblick über die unterschiedlichen Typen und Ausführungen im WIKA-Portfolio erhalten Sie auf der WIKA-Webseite. Dort stellen wir Ihnen auch weitere Produkte und Lösungen für die Messgröße Kraft vor. Bei Fragen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung.
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