Forschungsprojekte
FluPS: Entwicklung eines Fluid-Partikel-Schwingungstilgers mit optimierten Dämpfungseigenschaften für schlanke turmartige Bauwerke wie Windkraftanlagen, Glockentürme und Hochhäuser
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Kersten Latz, Prof. Dr.-Ing. Thomas Bittermann
Projektpartner: FC Hansa Rostock, Fa. Elegant Energy, niedersächsische Landeskirche
Förderprogramm: WIPANO-Weiterentwicklung von Erfindungen
Gesamtes Projektvolumen: 130.336 €
Bearbeitungszeit: 12/2019 – 12/2021
Inhalt:
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen Schwingungstilgers, mit dessen Hilfe das dynamische Verhalten von schlanken turmartigen Bauwerken mit vergleichsweise geringem Aufwand deutlich verbessert werden kann. Klassische Feder-Masse-Dämpfer-Schwingungstilger wirken nur in vertikale Richtung. Pendeltilger, die den horizontalen Schwingungen entgegenwirken, sind für viele Bauwerke zu aufwändig oder können bei niedrigen Frequenzen durch die großen Pendellängen nicht untergebracht werden. Eine Alternative stellen die Fluidtilger („Schwapptilger“) dar, für die sich bisher kein Dämpfungsmaß exakt definieren lässt.
Für ein weiterentwickeltes System, den Fluid-Partikel-Schwingungstilger, hat die Hochschule Wismar ein Patent angemeldet. Die diesem Patent zugrundeliegende Idee soll zu einem Produkt weiterentwickelt werden, sodass die Vermarktungschancen deutlich erhöht werden und die Hochschule ihre Verwertungsrechte geltend machen kann. Im Rahmen dieses Projektes sollen problemangepasste Tilger für Flutlichtmaste, Kleinwindkraftanlagen und Glockentürme entwickelt werden.
Schwingungsreduzierende Maßnahmen für Lärmschutzwände
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Kersten Latz, Prof. Dr.-Ing. Thomas Bittermann
Finanzierung: ---
Bearbeitungszeit: In Beantragung
Kooperationspartner: DB Netz AG
Inhalt:
Der Großteil der heutigen Bahnstrecken ist mit Lärmschutzwänden ausgestattet, welche die benachbarten Gebiete vor Verkehrslärm schützen sollen. Die vom fahrenden Hochgeschwindigkeitszug verdrängte Luft lässt eine Druck-Sogwirkung sowohl am Bug als auch am Heck der Waggons entstehen, welche für eine dynamische Anregung der Lärmschutzwände verantwortlich ist. Aufgrund dieser dynamischen Beanspruchung und der damit verbundenen Schwingungen treten Ermüdungsrissen in den Stahlbauteilen auf und die angestrebte Lebensdauer wird oftmals nicht erreicht. Als Alternative zum teuren Neubau oder zur aufwändigen Sanierung betroffener Wände, wird ein Schwingungstilger und –dämpfer entwickelt, welcher am Kopf jedes Pfostens befestigt wird. Dieser wirkt den schädlichen Bauwerksschwingungen entgegen und weist optimale Dämpfungseigenschaften auf, welche für ein schnelles Abklingen der Schwingungs- amplituden sorgen. Die Anzahl der ermüdungsrelevanten Lastwechsel wird stark verringert und die Lebensdauer der Lärmschutzwände erheblich erhöht
E.B.a.F: Entwicklung von CFK-Brückensystemen mit automatisierten Fertigungsverfahren
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Kersten Latz, Prof. Dr.-Ing. Thomas Bittermann
Finanzierung: ZIM (HSW-Verwaltung)
Gesamtfördersumme: 700.000 €
Anteil HSW: 164.782 €
Bearbeitungszeit: 04/2013 – 09/2015
Kooperationspartner: Firma „Baltico GmbH“ Hohen Luckow und Fraunhofer IPA Rostock
Inhalt:
Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Umsetzung (klein)-serienreifer und somit marktfähiger FVK-Brücken auf Basis gewickelter CFK-Strukturen. Ausgangspunkt für dieses Projekt und die zu entwickelnden Brücken mit langen Spannweiten ist der Einsatz von Kohlenstofffasern. GFK-Profile besitzen mit ca. 14.000 N/mm² eine erheblich geringere Steifigkeit als Stahl und sind deshalb für Brückenbauwerke nur bedingt geeignet. Die vor allem bei den Haupttragwerken der Brücken geforderten hohen Steifigkeiten können durch den Einsatz von CFK, auf Grund des bis zu 2-mal höheren Elastizitätsmoduls im Vergleich zu Stahl, deutlich besser erfüllt werden. Durch den Einsatz dieses Werkstoffes sind, bedingt durch die hohen Festigkeiten, nur relativ geringe Materialquerschnitte erforderlich. Infolgedessen treten nunmehr die Stabilitätsprobleme in den Vordergrund. Die konstruktive Durchbildung muß dieses berücksichtigen und so gestaltet werden, dass die CFK-Bauteile vor allem auf Zug und die Stahlstrukturen auf Druck beansprucht werden. Somit bedarf es weiterer Entwicklungsarbeiten hinsichtlich einer beanspruchungsgerechten Konstruktionbauweise.
Entwicklung von nachrüstbaren Bulkheads zur Verstärkung von Querträgern orthotroper Fahrbahnplatten
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Kersten Latz, Prof. Thomas Bittermann, Prof. Jens Hölterhoff
Finanzierung: B+J Engineering, Wismar
Bearbeitungszeit: 08/2011 - 08/2014
Kooperationspartner: “Center for Advanced Technology for Large Structure Systems” (Paul Tsakopoulos), Lehigh University, Pennsylvania, USA
Inhalt:
Durch den Freischnitt für die durchgeführten Hohlsteifen weisen die Querträger eine Schwächung auf, die in vielen Fällen zu ermüdungsbedingten Rissen im Querträgersteg führt. Mit diesem Projekt soll ein Verfahren zum nachträglichen Einbau von sogenannten Bulkheads (Querschotts) in die Hohlsteifen zur Überbrückung des Freischnitts entwickelt werden.
ToFfi: Tragfähigkeitserhöhung orthotroper Fahrbahnplatten durch faserverstärkte Inliner
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Kersten Latz, Prof. Dr.-Ing. Jens Hölterhoff
Finanzierung: ZIM (HSW-Verwaltung)
Gesamtfördersumme: 700.000 €
Anteil HSW: 175.000 €
Bearbeitungszeit: 02/2011 – 09/2013
Kooperationspartner: Firma „Gebr. Röders AG“ Soltau und das Inst. f. Fertigungstechnik der Uni Rostock
Inhalt:
Mit dem Projekt sollte ein Verfahren zur Sanierung und Verstärkung von Stahlbrücken mit orthotroper Fahrbahnplatte entwickelt werden. Die Deckbleche der Fahrbahnen von Stahlbrücken werden üblicherweise durch Hohlsteifen verstärkt, deren Innenseite aufgrund der Unzugänglichkeit keinen Korrosionsschutz erfährt. Durch eindringendes Salz und Wasser sind bei einigen Brücken starke Abrostungen aufgetreten. Auch durch die erhebliche Zunahme des Verkehrs sind die Hohlsteifen bestehender Brücken den Einwirkungen nicht mehr gewachsen und müssen verstärkt werden. Eine Verstärkung von oben beeinträchtigt den Verkehr und verursacht teure Folgekosten. Eine Verstärkung von unten ist aufgrund der Querträger nicht möglich. Durch Einbringen eines Inliners, der aus einem in Epoxidharz getränkten textilen Flächengebilde mit darin positionierten hochfesten textilen Komponenten besteht, soll der Korrosionsschutz wiederhergestellt und die Tragfähigkeit erhöht werden. Hierfür ist eine kraft- und formschlüssige Anbindung an die Innenwand der Hohlsteife erforderlich. Durch dieses Projekt ist es gelungen, einen Inliner mit hoher Tragfähigkeit und ein kompatibles Einbringverfahren zu entwickeln.
Innovative Verfahren zur Schadensvermeidung, -analyse und –Beseitigung im Stahl- und Verbundbrückenbau
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Kersten Latz
Finanzierung: ESFHSW-Verwaltung 20.000€
Bearbeitungszeit: 06/2010 – 12/2011
Kooperationspartner: Landesbetriebe Straßenbau und Verkehr, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern
Inhalt:
Mit dem Projekt sollen neue Forschungsvorhaben zur Sanierung und Analyse von Schäden an Stahl- und Verbundbrücken gefördert werden. Dieses Förderprogramm dient der Anschubfinanzierung von marktfähigen Vorhaben und der Unterstützung der Markteinführung von fortgeschrittenen Projekten.
Schwingungstilger für Glockentürme
Auftragsforschung
Entwicklung eines ermüdungssicheren Lärmschutzelementes zur EBA-Zulassung
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Thomas Bittermann, Prof. Dr.-Ing. Kersten Latz
Auftraggeber: Teco Schallschutz Peiner (Eurovia)
Auftragssumme: ca. 50.000 €
Bearbeitungszeit: Seit 2011
Promotionsprojekte
Promotion: | Rissbildung in Fahrbahnplatten infolge Hydratation |
Bearbeiter: | Dr.-Ing. Thomas Bittermann |
Zeitraum: | 2006 - 2010 in Koop. mit Univ. Rostock |
Masterthesis: | Tragfähigkeitserhöhung orthotroper Fahrbahnplatten durch faserverstärkte Inliner |
Bearbeiter: | M.-Eng. Max Fechner |
Zeitraum: | 04/2011 – 07/2011 |
Auszeichnung: | Fregepreis der Hochschule Wismar 2011 |
Projektarbeit: | Schwingungsuntersuchungen an der Südtribüne des Ostseestadions Rostock |
Bearbeiter: | B.-Eng. Rico Stender und B.Eng. Felix Tischler |
Zeitraum: | 10/2010 – 07/2011 |
Projekt: | Auswertung von Schäden an Stahlbrücken und Entwicklung geeigneter Verstärkungsmaßnahmen |
Bearbeiter: | M.Eng. Max Fechner, |
Zeitraum: | seit 2011, Kooperative Promotion mit Universität Rostock, Prof. Dr. Harald Cramer, HS Wismar Prof. Kersten Latz |
Wissenschaftliche Veröffentlichungen
- K.Latz; J. Hölterhoff; M. Fechner: new methods for Reinforcement of Stiffeners with hollow shape, 4th orthotropic bridge conference proceedings, Taijin China, 2015
- M. Fechner; H. Cramer; K.Latz: Improved approximation procedure for hollow stiffeners of orthotropic deck plates, 4th orthotropic bridge conference proceedings, Taijin China, 2015
- J. Hölterhoff, K. Latz: „Sanierungs- und Inspektionsverfahren für Innenkorrosion korrodierter im Stahlbrückenbau“. In: Europäischer Sanierungskalender 2010, Beuth Verlag.
- Th. Bittermann, K. Latz: “Lateral Arch Vibrations of a Steel Bowstring Bridge due to Traffic Load”. In: Large Structures and infrastructures for environmentally constrained; International Association for Bridge and Structural Engineering, Volume 97, 2010.
Wissenschaftliche Fachvorträge
- K. Latz; I. Hinz: Tragverhalten und Verstärkung von Querträgern orthotroper Fahrbahnplatten Fachvortrag auf dem VSVI-Seminar am 29.01.2015 in Rendsburg
- Vortrag auf dem Brückenbauseminar der Vereinigung der Straßenbau- und Verkehrsingenieure (VSVI) am 31.03.2011 in Linstow: Prof. Kersten Latz: „Tragfähigkeitserhöhung orthotroper Fahrbahnplatten durch faserverstärkte Inliner“
Preise und Auszeichnungen
- Sonderpreis des AIV-Schinkel-Wettbewerbs für "Supergrid" (N. Beese in Zusammenarbeit mit den Architekturstudenten J. Delissen, M. Horn und M. Niebler, Betreuer: Prof. Dr.-Ing. K. Latz, Prof. Dr.-Ing. A. Fromm, Prof. M. Ludwig, Prof. Dr.-Ing. B. Niemann) 2018
- 1. Anerkennung für Brückenmontagekonzept im Rahmen des 8. Ingenieurpreises Mecklenburg-Vorpommern (D. Engel, Mentor: K. Latz) 2017
- 1. Platz der 10. Verleihung des Kurt-von-Fritz-Preises für die Bachelorthesis „Nachhaltigkeitsanalyse eines Instandsetzungsverfahrens für Stahlbrücken“ (N. von Butler, Betreuer: K. Latz) 2016
- 1. Stufe Innovationspreis der Hochschule Wismar für die Bachelorthesis „Entwicklung und Bemessung eines Schwingungstilgers für Lärmschutzwände“ (H. Klinner, Betreuer: K. Latz, T. Bittermann) 2015
- 1. Platz GloCal-Ideenwettbewerb «Flüssigkeitstilger für Lärmschutzwände» (H. Klinner, Mentor: K. Latz) 2014
- 2. Platz beim Ideenwettbewerb Mecklenburg-Vorpommern: in der Kategorie „Mentor des Jahres“ (Prof. K. Latz) 2010
- 1. Platz (Gründerkategorie) Ideenwettbewerb Mecklenburg-Vorpommern Verfahren zur Sanierung korrodierter Hohlprofile von Stahlbrücken (G. Siebers, Prof. J. Hölterhoff, Prof. K. Latz) 2006
- 2. Platz (Forscherkategorie) Ideenwettbewerb Mecklenburg-Vorpommern Verfahren zur Vermeidung thermisch bedingter Risse in Betonfahrbahnplatten von Verbundbrücken (T. Bittermann, Prof. K. Latz) 2006