Contributions to the bridge flutter problem: Prediction by means of generalized 2-DOF systems and influence of cross-sectional shape

Dynamisch-aeroelastische Instabilität von Brücken kann je nach Querschnittsausbildung als gekoppeltes Biege-Torsions-Flattern oder als entkoppeltes Torsionsflattern auftreten. Zu ersterem neigen Brücken mit plattenähnlichem, zu letzterem Brücken mit nichtplattenähnlichem Profil. Ein rechnerischer Nachweis des Torsionsflatterns auf der Grundlage gemessener aerodynamischer Beiwertfunktionen entspricht im Prinzip dem Nachweis des gekoppelten Flatterns, kann gegenüber diesem aber weitgehend vereinfacht werden. Die theoretischen Grundlagen für den Nachweis gekoppelten Flatternsen am ebenen Ersatzsystem und den vereinfachten Nachweis entkoppelten Torsionsflatterns werden erörtert. Weiterhin werden Kriterien für eine Klassifizierung in plattenähnliche und nichtplattenähnliche Querschnitte angegeben. Da plattenähnliche Profile in der Regel höhere kritische Windgeschwindigkeiten ermöglichen, können die angegebenen Kriterien als Entwurfsregeln benutzt werden.Wind-induced flutter of bridges occurs as coupled torsional and vertical oscillation or uncoupled torsional oscillation. Bridges with streamlined, plate-like cross-section are prone to coupled flutter; bridges with bluff, non-streamlined section tend to torsional flutter. Prediction of torsional flutter on the basis of measured aerodynamic derivatives essentially corresponds to the prediction of coupled flutter, although, compared to the latter, it can be largly simplified. The theoretical background for the prediction of coupled flutter by means of generalized 2-degree-of-freedom systems and the simplified prediction of uncoupled torsional flutter is discussed. Furthermore, criteria for the classification of cross-sections as plate-like sections are given. These sections generally provide higher critical wind speeds. The given criteria can therefore be used as design rules