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Im Gleichschritt Marsch! – Der Brückenschwingungstest

21.11.2011, von , in Karte anzeigen

Die Truppe versucht durch Gleichschritt die Brücke in Schwingung zu versetzen.

Die Truppe versucht durch Gleichschritt die Brücke in Schwingung zu versetzen.

Eine Fußgängerbrücke, eine Handvoll Messgeräte und rund 40 Soldaten – das sind die Zutaten, mit denen Ingenieurswissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum in einem Großexperiment untersucht haben, wie sich Fußgänger auf einer Brücke selbst aus dem Takt bringen. Denn Schritte lassen eine Brücke schwingen, und auch wenn die Brücke das unbeschadet übersteht und die Schwingung nur minimal ist, kann sie doch so stark sein, dass das Gehen unangenehm oder unmöglich wird. Durchblicker-Reporter Aeneas Rooch hat das Experiment begleitet.

Genaue Vorschriften, wie stark eine Brücke schaukeln darf, gibt es nicht, und abgesehen von der Sicherheit und Stabilität der Brücke, sind sich Fachleute auch uneinig darüber, welche Brückenschwingungen Fußgängern noch zuzumuten sind. PD Dr. Michael Kasperski, der an der Ruhr-Universität Bochum das Forschungsteam „Entwurfsgrundlagen im Konstruktiven Ingenieurbau“ leitet, will genau das untersuchen.

Mitarbeiter des Forschungsteams der Ruhr-Universität Bochum beim Verkabeln der Brücke

Mitarbeiter des Forschungsteams der Ruhr-Universität Bochum beim Verkabeln der Brücke

Dazu lässt der Ingenieur einen Zug Soldaten der Glückauf-Kaserne in Unna über die Fußgängerbrücke am OLGA-Park in Oberhausen marschieren und überwacht zusammen mit seinen Mitarbeitern das Auf und Ab der Brücke mit Sensoren. Die Soldaten signalisieren bei ihrem Weg über die Brücke, wann sie eine Bewegung des Bodens spüren, so können die Ingenieure statistisch auswerten, wie starke Schwingungen von wie vielen Soldaten an welcher Position wahrgenommen werden.

Darüber hinaus interessiert sich Michael Kasperski für Grundlagenforschung: Jede Brücke hat eine Eigenfrequenz, einen bestimmten regelmäßigen Takt, in dem die Brücke stark zum Schwingen gebracht werden kann. Dass gehende Fußgänger eine Brücke zum Schaukeln bringen können, ist nichts Neues (noch im Jahr 2000 musste die Millennium Bridge in London gesperrt und nachgerüstet werden, weil sie durch Schritte von Passanten gefährlich ins Schwanken gebracht worden war).

Der Leiter des Forschungsteams PD Dr.-Ing. habil. Michael Kasperski beim Überwachen der Messungen am Laptop

Der Leiter des Forschungsteams PD Dr.-Ing. habil. Michael Kasperski beim Überwachen der Messungen am Laptop

Michael Kasperski will bei diesem Experiment jedoch herausfinden, wie gehende Fußgänger die Brücke mit ihren Schritten einerseits als Anreger zum Schwingen bringen, gleichzeitig aber als Dämpfer wirken und die Eigenfrequenz herabsetzen.

Dazu lässt der Ingenieur die Soldaten exakt in der Eigenfrequenz über die Fußgängerbrücke am Oberhausener OLGA-Park marschieren. Für die rund 40 Soldatinnen und Soldaten ist der Einsatz ungewöhnlich und nicht leicht: Sie müssen nicht nur im möglichst perfekten Gleichschritt laufen und alle gleichzeitig die Füße aufsetzen, sondern auch noch exakt 1,8 Schritte pro Sekunde machen, etwas weniger als im normalen Marschtempo.

Schon nach wenigen Metern beginnt die Brücke zu schwingen. Es sind nur wenige Zentimeter, die sich Beton und Stahl auf und ab bewegen – kein Problem für Sicherheit und Stabilität –, doch es sieht bedrohlich aus und fühlt sich unangenehm an, wie der Boden unter den Füßen wackelt und schwankt, und schnell kommen die Soldaten aus dem Takt und stolpern.

 

Video: Brückenschwingtest
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Michael Kasperski hofft, aus seinen Messdaten, wie stark die Brücke wann ins Schwingen gekommen ist und wie heftig das von den Soldaten an welcher Stelle gespürt wurde, allgemeine Regeln für eine neue Norm zu entwickeln, die vorgibt, wie stark sich eine Brücke maximal bewegen darf, um nicht nur sicher zu sein, sondern sich für Fußgänger auch sicher anzufühlen.

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