DE102019115124A1

DE102019115124A1 - Bauwerk

Info

Publication number: DE102019115124A1
Application number: DE102019115124.4A
Authority: DE
Inventors: Max Brüninghold; Niculin Meng
Original assignee: Mageba SA
Current assignee: Mageba Services and Technology AG
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2020-12-10
Also published as: WO2020245065A1; EP3980600B1; EP3980600A1

Abstract

Bauwerk, umfassend ein erstes Bauwerksteil (2), ein relativ zu diesem bewegliches zweites Bauwerksteil (3) und mindestens zwei, zwischen den beiden Bauwerksteilen wirkende Bauwerkslager (5), wobei das zweite Bauwerkslager (5) ein zur Übertragung vertikaler Lasten ungeeignetes, in horizontaler Richtung einachsig oder zweiachsig festes Horizontalkraftlager (5) ist und eine erste Ankerstruktur (6) sowie eine zweite Ankerstruktur (7) umfasst. Mindestens ein erstes Führungselement (17) mit einer ersten Gleitoberfläche (18) ist mit der ersten Ankerstruktur (6) lösbar verbunden, und mindestens ein zweites Führungselement (19) mit einer der ersten Gleitoberfläche (18) gegenüberstehenden zweiten Gleitoberfläche (20) ist mit der zweiten Ankerstruktur (7) lösbar verbunden, wobei die zweite Ankerstruktur (7) und/oder das mindestens eine zweite Führungselement (19) in der horizontalen Projektion das erste Bauwerksteil (2) überlappt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauwerk, umfassend ein erstes Bauwerksteil, ein relativ zu diesem bewegliches zweites Bauwerksteil und mindestens zwei, zwischen den beiden Bauwerksteilen wirkende Bauwerkslager, wobei ein erstes Bauwerkslager geeignet ist vertikale Lasten zu übertragen und ein zweites Bauwerkslager als ein zur Übertragung vertikaler Lasten ungeeignetes, in horizontaler Richtung einachsig oder zweiachsig festes Horizontalkraftlager ausgeführt ist.
Als Bauwerke im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen insbesondere Brücken in Betracht. Das erste Bauwerksteil kann dabei beispielsweise als Widerlager (und somit als Teil des Unterbaus der Brücke), das zweite Bauwerksteil kann beispielsweise als Überbau der Brücke ausgeführt sein. Unter Horizontalkraftlagern sind in Anlehnung an DIN EN 1337-8:2008-01(D) Führungslager und Festhaltekonstruktionen zu verstehen. Ein Führungslager ist demnach als „Lager, das nur in einer horizontalen Richtung Widerstand bietet, Verdrehungen zulässt und keine Vertikalkräfte überträgt“ definiert. Dabei sind nur solche Führungslager im obigen Sinne ein in horizontaler Richtung einachsig festes Horizontalkraftlager, wenn das Lager Bewegungen entlang beider Halbrichtungen einer horizontalen Achse begrenzt. Eine Festhaltekonstruktion, die als Lager definiert ist, welches „Bewegungen in der horizontalen Ebene verhindert, Verdrehungen zulässt und keine Vertikalkräfte überträgt“, entspricht dem oben erwähnten zur Übertragung vertikaler Lasten ungeeigneten, in horizontaler Richtung zweiachsig festen Horizontalkraftlager.
Horizontalkraftlager sind in vielfältigen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. DIN EN 1337-8:2008-01(D) offenbart mehrere typische einachsige Horizontalkraftlager (Führungslager), wie sie in einem Bauwerk der eingangs beschriebenen Art zum Einsatz kommen können. Eines der in DIN EN 1337-8:2008-01(D), Bild 1 beschriebenen Führungslager umfasst zwei Ankerstrukturen, wobei diese typischerweise mittels geeigneter Befestigungsmittel jeweils fest mit einem der beiden Bauwerksteile verbunden sind. Die beiden Ankerstrukturen greifen dabei in einer Art Feder-Nut-Konfiguration dergestalt ineinander, dass Bewegungen entlang einer horizontalen Achse ermöglicht, in der senkrecht zu dieser stehenden, zweiten horizontalen Achse aber unterbunden werden. Typischerweise stehen die beiden Ankerstrukturen dabei nicht direkt, sondern über zwischen den Ankerstrukturen angeordnete Gleitelemente miteinander in Kontakt, wobei die Gleitelemente meist aus Materialien bestehen, die sich in besonderer Weise dazu eignen reibungsarme Gleitpaarungen auszubilden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerk der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welches im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstiger gebaut, gewartet und idealerweise auch während der Wartungsphase uneingeschränkt genutzt werden kann, sowie darüber hinaus langlebiger ist. Besonderes Augenmerk liegt dabei auch auf der möglichst einfachen und wenig fehleranfälligen Anbindung des Horizontalkraftlagers an die beiden Bauwerksteile.
Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch ein Bauwerk der eingangs beschriebenen Art, bei welchem das Horizontalkraftlager eine erste und eine zweite Ankerstruktur umfasst, wobei die erste Ankerstruktur über an ihr angeordnete erste Ankerelemente fest mit dem ersten Bauwerksteil verbunden ist, und die zweite Ankerstruktur über an ihr angeordnete zweite Ankerelemente fest mit dem zweiten Bauwerksteil verbunden ist. Mindestens ein erstes Führungselement mit einer ersten Gleitoberfläche ist dabei mit der ersten Ankerstruktur lösbar verbunden, und mindestens ein zweites Führungselement mit einer der ersten Gleitoberfläche gegenüberstehenden zweiten Gleitoberfläche ist mit der zweiten Ankerstruktur lösbar verbunden, wobei die erste und die zweite Gleitoberfläche miteinander in Kontakt stehen und einander in vertikaler Richtung unter Ausbildung mindestens einer Gleitkontaktzone überlappen. Die mindestens eine Gleitkontaktzone überlappt dabei in horizontaler Projektion die erste Ankerstruktur. Ferner umfasst die zweite Ankerstruktur Stützelemente, an denen sich das zugeordnete mindestens eine zweite Führungselement gegenüberliegend seiner zweiten Gleitoberfläche mit horizontaler Kraftübertragung formschlüssig abstützt. Die zweite Ankerstruktur und/oder das mindestens eine zweite Führungselement überlappt dabei in der horizontalen Projektion das erste Bauwerksteil.
Durch die synergistische Kombination der vorstehend angegebenen, für das erfindungsgemäße Bauwerk charakteristischen Merkmale kann ein Bauwerk mit einem im Vergleich zum Stand der Technik außergewöhnlich flachen Horizontalkraftlager realisiert werden. Durch die flache Geometrie des Horizontalkraftlagers wird dabei erreicht, dass die Hebelarme der zu übertragenen Horizontalkräfte äußerst klein ausfallen und somit nur geringe Momente zwischen der jeweiligen Ankerstruktur und dem korrespondierenden Gebäudeteil wirken. Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem Horizontalkraftlager weniger flach ausgeführt sind und somit deutlich höhere Momente zwischen den Ankerstrukturen und den Bauwerksteilen wirken, werden Ankerstrukturen, Ankerelemente sowie Bauwerksteile eines erfindungsgemäßen Bauwerks auf diese Weise weniger stark belastet. Diese geringere Belastung schlägt sich in einer höheren Lebensdauer des Bauwerks nieder und lässt sich darüber hinaus durch Materialreduktion in geringere Herstellungskosten übersetzen.
Eine feste Verbindung zwischen Ankerstruktur und Bauwerksteil über Ankerelemente im obigen Sinne ist dabei eine Verbindung, die im Rahmen der bestimmungs- und ordnungsgemäßen Verwendung bezogen auf eine technisch sinnvolle Größenordnung weder translatorische noch rotatorische Bewegungen zulässt, wobei es unerheblich ist, ob die Verbindung lösbar oder unlösbar ist. Ankerelemente sind dabei als Bauteile definiert, die Zug- und Schubkräfte übertragen können. Besagte Ankerelemente können beispielsweise als Kopfbolzen ausgeführt sein.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass vorliegend aus Gründen der Lesbarkeit an einigen Stellen darauf verzichtet wurde, bei Komponenten, denen im Rahmen der erstmaligen Erwähnung eine Mindestanzahl zugeordnet wurde, diesen Hinweis auf besagte Mindestanzahl auch bei allen weiteren späteren Erwähnungen mitzuführen. Selbstverständlich gilt die bei der erstmaligen Erwähnung festgelegt Mindestanzahl einer Komponente im gleichen Maße für alle späteren Erwähnungen derselben, auch wenn der explizite Hinweis unterbleibt.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Bauwerk dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Bauwerksteil in die horizontale Projektion der Gleitkontaktzone hineinerstreckt. Da auf diese Weise ein ganz besonders flaches Horizontalkraftlager realisiert werden kann, treffen die weiter oben erwähnten, damit einhergehenden Vorteile in ganz besonderem Maße zu.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bauwerks zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eines der Führungselemente bei unverändertem vertikalen Abstand der zwei Ankerstrukturen zueinander austauschbar ist.
Dieser vertikale Abstand der zwei Ankerstrukturen zueinander ist dabei während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Bauwerks eine weitestgehend konstante Größe. Definiert wird dieser Abstand durch die Auslegung des ersten Bauwerkslagers, welches zur Übertragung vertikaler Lasten geeignet ist und die beiden Bauwerksteile in einem definierten vertikalen Abstand zueinander lagert. Dadurch, dass mindestens eines der Führungselemente bei unverändertem vertikalen Abstand der zwei Ankerstrukturen zueinander austauschbar ist, kommt somit zum Ausdruck, dass mindestens eines der Führungselemente ausgetauscht werden kann, ohne dass hierfür ein Bauwerksteil angehoben werden muss (und somit der vertikale Abstand der zwei Ankerstrukturen zueinander verändert werden muss). Somit kann das erste Bauwerkslager auch während des Austauschvorgangs der Führungselemente des Horizontalkraftlagers in vertikaler Richtung bestimmungsgemäß Lasten übertragen. Auf diese Weise wird ein im Zuge von Wartungsarbeiten erfolgendes Auswechseln der Führungselemente mit minimalem Aufwand ermöglicht. Durch den Entfall der Notwendigkeit des Anhebens eines Bauwerksteils kann im Zuge des Auswechselns der Führungselemente einerseits auf den Einsatz von zum Anheben benötigten, schweren Gerät verzichtet und andererseits das Bauwerk während der Wartungsphase ggf. sogar nahezu uneingeschränkt genutzt werden. Handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Bauwerk beispielsweise um eine Brücke, kann die Brücke somit ggf. sogar auch während des Auswechselns der Führungselemente vom Verkehr genutzt werden. Die Kosten der Wartung sowie die mit dieser einhergehenden Einschränkung der Nutzung des Bauwerks fallen somit nur sehr gering aus.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Gleitoberfläche mindestens eines der Führungselemente durch Oberflächenbehandlung, insbesondere durch Härten und/oder Polieren, in besonderer Weise dazu geeignet, eine reibungsarme Gleitpaarung mit der Gleitoberfläche des korrespondierenden, angrenzenden Führungselements auszubilden.
Durch die reibungsarme Gleitpaarung wird der reibungsbedingte Abrieb der Führungselemente reduziert, was sich vorteilhaft auf die Langlebigkeit des Bauteils sowie die Wartungskosten auswirkt.
Derselbe Effekt kann erzielt werden, wenn alternativ zu oder in Kombination mit der soeben beschriebenen Weiterbildung der Erfindung mindestens eines der Führungselemente ein Gleitelement und einen Gleitelementträger umfasst, wobei eine Oberfläche des Gleitelements die Gleitoberfläche des mindestens einen Führungselements ausbildet, und wobei das Gleitelement insbesondere aus PTFE, UHMWPE oder einem anderen gleichermaßen geeigneten Material ausgeführt ist. Bei PTFE (Polytetrafluorethylen) und UHMWPE (Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene) handelt es sich dabei um im Stand der Technik genutzte, typische Gleitelementwerkstoffe.
In abermals bevorzugter Weiterbildung zeichnet sich das erfindungsgemäße Bauwerk dadurch aus, dass mindestens eines der Gleitelemente bei unverändertem vertikalen Abstand der zwei Ankerstrukturen zueinander austauschbar ist. Mit anderen Worten kann somit (wie bereits weiter oben im Zusammenhang mit den Führungselementen ausgeführt) mindestens eines der Gleitelemente ausgetauscht werden, ohne dass hierfür ein Bauwerksteil angehoben werden muss. Die weiter oben dargelegten Vorteile, die sich dadurch erreichen lassen, dass Führungselemente ausgetauscht werden können, ohne hierfür einen Bauwerksteil anheben zu müssen, können auch dadurch erreicht werden, dass (gesonderte) Gleitelemente in gleicher Weise austauschbar sind. Durch den Austausch von solchen gesonderten Gleitelementen anstelle von Führungselementen können darüber hinaus die anfallenden Wartungskosten noch weiter verringert werden, da ein Gleitelement typischerweise günstiger herzustellen ist als ein Führungselement.
Eine auch hinsichtlich des Kraftflusses sehr einfach und kompakt aufgebaute zweite Ankerstruktur lässt sich realisieren, wenn in einer anderen bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bauwerks die Stützelemente (an denen sich das jeweils zugeordnete zweite Führungselement formschlüssig abstützt) als Stützrippen ausgeführt sind.
In einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind keine die erste Ankerstruktur mit dem ersten Bauwerksteil verbindenden Zuganker vorgesehen. Alternativ oder in Kombination damit kann das erfinderische Bauwerk in einer anderen vorteilhaften Weiterbildung dadurch gekennzeichnet sein, dass keine die zweite Ankerstruktur mit dem zweiten Bauwerksteil verbindenden Zuganker vorgesehen sind. Zuganker sind dabei in diesem Sinne als Ankerelemente definiert, die ein Längen-Durchmesser-Verhältnis von größer als 35 vorweisen. Zuganker können so ausgelegt sein, dass sie sich überwiegend zur Übertragung von Zugkräften eignen und müssen dabei trotz des Verweises auf deren Durchmesser keineswegs zwingend einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Im Falle eines nichtkreisförmigen Querschnitts ist unter Durchmesser ein äquivalenter Durchmesser zu verstehen, der sich ermitteln lässt, indem der tatsächlichen Querschnittsfläche ein fiktiver, äquivalenter Durchmesser einer flächengleichen Kreisfläche zugeordnet wird.
Der Verzicht auf im Stand der Technik allgemein übliche Zuganker zur Verbindung von einer Ankerstruktur mit einem Bauwerksteil wird dabei gerade durch die außergewöhnlich flache Bauweise des Horizontalkraftlagers erst ermöglicht, da hierdurch das zwischen Ankerstruktur und Bauwerksteil zu übertragende Moment minimiert wird und somit unter gewissen Umständen keine Notwendigkeit entsteht, die vom Moment erzeugten Zugkräfte über Zuganker abzufangen. Der Verzicht auf Zuganker ermöglicht zum einen größere Freiheitsgrade bei der Gestaltung der Bauwerksteile und somit des gesamten Bauwerks (da keine Zuganker vorgesehen werden müssen), und zum anderen merzt er eine häufige Fehlerquelle auf Baustellen aus, da z. B. bei Betonierarbeiten zur Herstellung der Zugankeraufnahmen im Bauwerksteil (die in der Regel vor der Anlieferung des Horizontalkraftlagers auf der Baustelle anstehen) oftmals Vorgaben nicht exakt eingehalten werden, was zeit- und kostenintensive Nacharbeiten nach sich ziehen kann.
Der besonderen Einbau- oder Belastungssituation des Horizontalkraftlagers geschuldet, kann zur Erzielung einer ausreichend festen Verbindung zwischen zweiter Ankerstruktur und zweitem Bauwerksteil allerdings gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zweite Ankerstruktur mittels Zuganker, die außerhalb der vertikalen Projektion der ersten Ankerstruktur angreifen, mit dem zweiten Bauwerksteil fest verbunden ist.
Im Einklang mit der Zielsetzung die Wartungskosten sowie die Nutzungseinschränkungen während der Wartung zu minimieren, ist dabei gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mindestens eines der Führungselemente unter Beibehaltung der Position der Zuganker austauschbar. Dadurch, dass die Position der Zuganker während des Austauschens mindestens eines der Führungselemente beibehalten werden kann, kommt zum Ausdruck, dass mindestens eines der Führungselemente austauschbar ist, ohne dass hierfür Zuganker entfernt werden müssen (und somit die Position der Zuganker verändert werden muss).
In abermals bevorzugter Weiterbildung sind die Stützelemente als Stützrippen ausgeführt und die Zuganker greifen zwischen zwei einander benachbarten Stützrippen an. Diese Anordnung ermöglicht die Realisierung eines ausgesprochen flachen Horizontalkraftlagers mit den oben bereits ausgeführten Vorteilen bezogen auf die Minimierung der übertragenen Momente zwischen Ankerstruktur und Bauwerksteil. Dabei kann dieses Konstruktionsprinzip ersichtlich auch mit jenem bereits erwähnten Merkmal kombiniert werden, welches die Austauschbarkeit der Führungselemente unter Beibehaltung der Position der Zuganker vorsieht (das heißt ohne dass hierfür Zuganker entfernt werden müssen).
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bildet die erste Ankerstruktur eine obere Ankerstruktur und die zweite Ankerstruktur eine untere Ankerstruktur. Falls die erste, obere Ankerstruktur mithilfe von Beton mit dem ersten Bauwerksteil zu verbinden ist, kann die obige Anordnung der ersten Ankerstruktur die besonders einfache Nutzung der oberen Ankerstruktur als Teil einer verlorenen Schalung ermöglichen, was sich abhängig von den sonstigen Umständen, unten denen das Bauwerk zu errichten ist, als äußerst vorteilhaft darstellen kann.
Abhängig von der spezifischen Situation, in der das jeweilige Bauwerk zu errichten ist, kann es sich allerdings alternativ auch als vorteilhaft darstellen, wenn die erste Ankerstruktur eine untere Ankerstruktur und die zweite Ankerstruktur eine obere Ankerstruktur bilden. Dadurch, dass die Einbaulage des Horizontalkraftlagers somit flexibel angepasst werden kann, kann spezifischen Anforderungen des jeweiligen Bauwerks individuell Rechnung getragen werden. Die dadurch ermöglichte besonders vorteilhafte Gesamtauslegung des Bauwerks kann zur Reduktion der Bau- und Wartungskosten, zur Erhöhung der Langlebigkeit des Bauwerks sowie zur Ermöglichung ganz neuer baulicher Gestaltungen führen.
Ein äußerst flaches Horizontalkraftlager (mit den damit verbundenen und oben bereits ausgeführten Vorteilen) lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bauwerks realisieren, wenn sich das erste und zweite Führungselement außerhalb der vertikalen Projektion der ersten Ankerstruktur befinden.
Ebenfalls dem Zweck der Realisation eines besonders flachen Horizontalkraftlagers zuträglich ist es, wenn in einer weiteren Fortbildung der Erfindung die erste Ankerstruktur als Ankerplatte ausgeführt ist und/oder die zweite Ankerstruktur eine Ankerplatte sowie unlösbar mit dieser verbundene Stützelemente umfasst. Diese Ausführungsform hat darüber hinaus den Vorteil, dass Ankerplatten und somit auch die resultierende Ankerstruktur relativ günstig hergestellt werden können, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt. Darüber hinaus ist der Einsatz von Ankerplatten auch unter statischen Gesichtspunkten sehr vorteilhaft, da bedingt durch die relativ einfache Geometrie der Ankerplatte die auftretenden Kraftflüsse während des bestimmungsgemäßen Einsatzes einfach und schnell bestimmbar sind, was sich vorteilhaft in geringen Konstruktionskosten niederschlägt. Ferner führt die einfache Geometrie der Ankerplatte zu klaren Lastpfaden, was zu einem robusten Tragverhalten beiträgt.
Dem Ziel der Bereitstellung eines besonders flachen Horizontalkraftlagers dient es ebenso, wenn gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildung die horizontale Ausdehnung der ersten Ankerstruktur mindestens 10-mal größer ist als deren vertikale Ausdehnung und/oder wenn die horizontale Ausdehnung der zweiten Ankerstruktur mindestens 10-mal größer ist als deren vertikale Ausdehnung.
Der Vereinfachung der Montage bzw. der Integration des Horizontalkraftlagers in das Bauwerk ist es ferner zuträglich, wenn in der ersten Ankerstruktur mindestens ein erster Durchbruch und in der zweiten Ankerstruktur mindestens ein zweiter Durchbruch angeordnet ist, wobei jeweils ein erster und ein zweiter Durchbruch miteinander fluchten, zumindest aber einander überlappen. Durch die fluchtenden bzw. einander überlappenden Durchbrüche hindurch kann während der Einbauphase des Horizontalkraftlagers beispielsweise Beton hindurchgeführt und verdichtet werden, um auf diese Weise die untere Ankerstruktur mit einem Bauwerksteil zu verbinden. Die einfache Realisation dieses Vorgangs mit Hilfe von fluchtenden Durchbrüchen hilft dabei Montagekosten zu reduzieren sowie die Montagearbeiten zu vereinfachen, was der Vermeidung von Fehlern während dieser Tätigkeit zuträglich ist.
Im Zusammenhang mit dem Transport des Horizontalkraftlagers (z. B. zur Baustelle) ist es überdies besonders vorteilhaft, wenn in einer anderen Fortbildung des erfinderischen Bauwerks die erste Ankerstruktur mindestens zwei erste Transportsicherungselementaufnahmen umfasst und die zweite Ankerstruktur mindestens zwei zweite Transportsicherungselementaufnahmen umfasst, wobei je eine erste Transportsicherungselementaufnahme und je eine zweite Transportsicherungselementaufnahme miteinander fluchten. Ein Transportsicherungselement kann dabei lösbar mit einer ersten sowie gleichzeitig mit einer zweiten Transportsicherungselementaufnahme verbunden werden (wobei die erste und die zweite Transportsicherungselementaufnahmen dabei miteinander fluchten), wodurch die beiden Ankerstrukturen in einer, durch das Transportelement definierten Position zueinander fixiert werden, was während der Transport- sowie der Einbauphase vorteilhaft sein kann. Nachdem der Einbau des Horizontalkraftlagers abgeschlossen ist, ist das Transportsicherungselement zu entfernen, um den bestimmungsgemäßen Betrieb des Horizontalkraftlagers zu ermöglichen.
Es kann sich überdies vor dem Hintergrund der Reduktion der Herstellungskosten als besonders vorteilhaft erweisen, wenn mindestens eine der Ankerstrukturen einteilig ausgeführt ist. Darüber hinaus eliminiert die einteilige Ausführung und der damit verbundene Verzicht auf Verbindungsmittel mögliche Schwachstellen und ermöglicht dadurch einen höheren Ermüdungswiderstand. Hierbei wird „einteilig“ als „nicht aus mehreren Teilen gefügt“ verstanden.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Fortbildung des erfinderischen Bauwerks ist die erste Ankerstruktur im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt und sind das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Führungselement im Wesentlichen kreisbogenförmig ausgeführt. Insbesondere für die Realisation eines zweiachsig festen Horizontalkraftlagers (Festhaltekonstruktion) ist diese Ausführungsform in besonders vorteilhafter Art und Weise geeignet, da die Lagereigenschaften innerhalb jener Ebene, in der das zweiachsig feste Horizontalkraftlager Bewegungen verhindert, somit unabhängig von der Richtung sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind die Stützelemente dabei entlang einer Kreisbahn angeordnet, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Stützelementen einen Kreisbogen entlang der Kreisbahn definiert, der größer ist als der jeweilige Kreisbogen des korrespondierenden ersten und zweiten Führungselements. Dadurch wird ermöglicht, dass das erste und zweite Führungselement durch die ausreichend beabstandeten Stützelemente, d. h. durch den bestehenden Zwischenraum hindurch demontiert sowie wieder montiert werden kann, was die Wartungsfreundlichkeit des Bauwerks erhöht und somit dazu beiträgt Wartungskosten zu minimieren.
In einer alternativen aber gleichermaßen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste Ankerstruktur im Wesentlichen rechteckig ausgeführt und sind das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Führungselement im Wesentlichen leistenförmig ausgeführt. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für einachsig feste Horizontalkraftlager (Führungslager), bei denen relativ große Bewegungen entlang beider Halbrichtungen nur einer horizontalen Achse ermöglicht werden sollen.
Ebenfalls dem Zweck der Realisation eines besonders flachen Horizontalkraftlagers zuträglich ist es, wenn die Stützelemente in die horizontale Projektion der Gleitkontaktzone hineinragen, bevorzugt mindestens bis zur horizontalen Projektion der Schwerelinie der Gleitkontaktzone ragen, besonders bevorzugt die horizontale Projektion der Gleitkontaktzone vollständig überdecken. In allen drei Ausführungsformen lässt sich - wenn auch in unterschiedlich starker Ausprägung - ein äußerst flaches Horizontalkraftlager erzielen, was die weiter oben bereits beschriebenen Vorteile mit sich bringt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

1 das schematische Schnittbild eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Bauwerks in der Seitenansicht,
2 das Horizontalkraftlager des Bauwerks nach 1 in der Seitenansicht,
3a den unteren und 3b den oberen Teil des Horizontalkraftlagers nach 2 jeweils einzeln in der Draufsicht, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.

1 veranschaulicht schematisch ein erfindungsgemäßes Bauwerk 1, umfassend ein erstes Bauwerksteil 2, ein relativ zu diesem bewegliches zweites Bauwerksteil 3 und mindestens zwei, zwischen den beiden Bauwerksteilen wirkende Bauwerkslager 4, 5, wobei ein erstes Bauwerkslager 4 geeignet ist vertikale Lasten zu übertragen und ein zweites Bauwerkslager 5 als zur Übertragung vertikaler Lasten ungeeignetes, in horizontaler Richtung einachsig festes Horizontalkraftlager 5 ausgeführt ist.
Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Horizontalkraftlagers 5 ist in 2 in der Seitenansicht dargestellt. 3a und 3b zeigen das gleiche Horizontalkraftlager 5, allerdings aus Gründen der Übersichtlichkeit getrennt nur den unteren Teil (3a) bzw. nur den oberen Teil (3b) - jeweils in der Draufsicht. Das Horizontalkraftlager 5 umfasst eine erste, untere Ankerstruktur 6 sowie eine zweite, obere Ankerstruktur 7. Die erste, untere Ankerstruktur 6 ist als einteilige, im Wesentlichen rechteckige Ankerplatte 8 ausgeführt und über an ihr angeordnete erste Ankerelemente 9, die als erste Kopfbolzen 10 ausgeführt sind, fest mit dem ersten Bauwerksteil 2 verbunden. Die zweite, obere Ankerstruktur 7 ist ebenfalls im Wesentlichen rechteckig ausgeführt und über an ihr angeordnete zweite Ankerelemente 11, die als zweite Kopfbolzen 12 ausgeführt sind, fest mit dem zweiten Bauwerksteil 3 verbunden. Die horizontale Ausdehnung der ersten Ankerstruktur 6 sowie der zweiten Ankerstruktur 7 ist dabei mindestens 10-mal größer als deren jeweilige vertikale Ausdehnung. In der ersten Ankerstruktur 6 sind vier erste Durchbrüche 13 und in der zweiten Ankerstruktur 7 vier zweite Durchbrüche 14 angeordnet, wobei jeweils ein erster Durchbruch 13 und ein zweiter Durchbruch 14 miteinander fluchten.
Zwei im Wesentlichen leistenförmig ausgeführte erste Führungselemente 17 mit je einer ersten Gleitoberfläche 18 sind mit der ersten Ankerstruktur 6 lösbar verbunden, und zwei im Wesentlichen leistenförmig ausgeführte zweite Führungselemente 19 mit je einer der ersten Gleitoberfläche 18 gegenüberstehenden zweiten Gleitoberfläche 20 sind mit der zweiten Ankerstruktur 7 lösbar verbunden. Die ersten Gleitoberflächen 18 und die zweiten Gleitoberflächen 20 stehen miteinander in Kontakt und überlappen einander in vertikaler Richtung unter Ausbildung zweier Gleitkontaktzonen 21. Die zwei Gleitkontaktzonen 21 überlappen in horizontaler Projektion die erste Ankerstruktur 6. Die ersten Führungselemente 17 und zweiten Führungselemente 19 befinden sich dabei außerhalb der vertikalen Projektion der ersten Ankerstruktur 6.
Die zweite Ankerstruktur 7 umfasst eine zweite Ankerplatte 22 und unlösbar mit der Ankerplatte 22 verbundene, als Stützrippen 23 ausgeführte Stützelemente 24.
Die zweiten Führungselemente 19 stützen sich jeweils formschlüssig mit horizontaler Kraftübertragung mit der ihrer zweiten Gleitoberfläche 20 gegenüberliegenden Seite an den zugeordneten Stützelementen 24 ab. Die Stützrippen 23 der zweiten Ankerstruktur 7, die zweiten Führungselemente 19 und die beiden Gleitkontaktzonen 21 überlappen in der horizontalen Projektion dabei das erste Bauwerksteil 2. Ferner überdecken die Stützelemente 24 die horizontale Projektion der beiden Gleitkontaktzonen 21 vollständig. Die zweite Ankerstruktur 7 ist dabei mittels Zuganker 25, die außerhalb der vertikalen Projektion der ersten Ankerstruktur 6 zwischen zwei einander benachbarten Stützrippen 23 angreifen, mit dem zweiten Bauwerksteil 3 fest verbunden. Bei der ersten Ankerstruktur 6 sind keine diese mit dem ersten Bauwerksteil 2 verbindende Zuganker vorgesehen.
Die jeweilige Gleitoberfläche 20 beider zweiten Führungselemente 19 ist durch Oberflächenbehandlung, beispielsweise durch Härten und/oder Polieren, in besonderer Weise dazu geeignet, eine reibungsarme Gleitpaarung mit der jeweiligen Gleitoberfläche 18 der korrespondierenden, angrenzenden ersten Führungselemente 17 auszubilden. Die beiden ersten Führungselemente 17 umfassen jeweils ein Gleitelement 26 und einen Gleitelementträger 27, wobei eine Oberfläche des Gleitelements 26 die Gleitoberfläche 18 des jeweiligen ersten Führungselements 17 ausbildet. Das Gleitelement 26 ist insbesondere aus PTFE, UHMWPE oder einem anderen gleichermaßen geeigneten Material ausgeführt.
Durch Entnahme und Wiedereinsetzen der Führungselemente 17, 19 und/oder der Gleitelemente 26 entlang der durch die Leistenform der Führungselemente 17, 19 definierten Achsen sind die Führungselemente 17, 19 und/oder die Gleitelemente 26 bei unverändertem vertikalem Abstand der zwei Ankerstrukturen 6, 7 zueinander austauschbar, wobei die Zuganker 25 hierbei ihre Position beibehalten können und somit nicht entfernt werden müssen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 1337-8:2008-01(D) [0002, 0003]

Claims

Bauwerk (1), umfassend ein erstes Bauwerksteil (2), ein relativ zu diesem bewegliches zweites Bauwerksteil (3) und mindestens zwei, zwischen den beiden Bauwerksteilen wirkende Bauwerkslager (4, 5), wobei ein erstes Bauwerkslager (4) zur Übertragung vertikaler Lasten geeignet ist und ein zweites Bauwerkslager (5) folgende Merkmale aufweist: - Das zweite Bauwerkslager (5) ist ein zur Übertragung vertikaler Lasten ungeeignetes, in horizontaler Richtung einachsig oder zweiachsig festes Horizontalkraftlager (5); - das Horizontalkraftlager (5) umfasst eine erste Ankerstruktur (6), die über an ihr angeordnete erste Ankerelemente (9) fest mit dem ersten Bauwerksteil (2) verbunden ist, und eine zweite Ankerstruktur (7), die über an ihr angeordnete zweite Ankerelemente (11) fest mit dem zweiten Bauwerksteil (3) verbunden ist; - mindestens ein erstes Führungselement (17) mit einer ersten Gleitoberfläche (18) ist mit der ersten Ankerstruktur (6) lösbar verbunden, und mindestens ein zweites Führungselement (19) mit einer der ersten Gleitoberfläche (18) gegenüberstehenden zweiten Gleitoberfläche (20) ist mit der zweiten Ankerstruktur (7) lösbar verbunden, wobei die erste Gleitkontaktfläche (18) und die zweite Gleitoberfläche (20) miteinander in Kontakt stehen und einander in vertikaler Richtung unter Ausbildung mindestens einer Gleitkontaktzone (21) überlappen; - die mindestens eine Gleitkontaktzone (21) überlappt in horizontaler Projektion die erste Ankerstruktur (6); - die zweite Ankerstruktur (7) umfasst Stützelemente (24), an denen sich das zugeordnete mindestens eine zweite Führungselement (19) gegenüberliegend seiner zweiten Gleitoberfläche (20) mit horizontaler Kraftübertragung formschlüssig abstützt; - die zweite Ankerstruktur (7) und/oder das mindestens eine zweite Führungselement (19) überlappt in der horizontalen Projektion das erste Bauwerksteil (2).
Bauwerk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Bauwerksteil (2) in die horizontale Projektion der Gleitkontaktzone (21) hineinerstreckt.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Führungselemente (17, 19) bei unverändertem vertikalem Abstand der zwei Ankerstrukturen (6, 7) zueinander austauschbar ist.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitoberfläche (18, 20) mindestens eines der Führungselemente (17, 19) durch Oberflächenbehandlung, insbesondere durch Härten und/oder Polieren, in besonderer Weise dazu geeignet ist, eine reibungsarme Gleitpaarung mit der Gleitoberfläche (18, 20) des korrespondierenden, angrenzenden Führungselements (17, 19) auszubilden.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Führungselemente (17, 19) ein Gleitelement (26) und einen Gleitelementträger (27) umfasst, wobei eine Oberfläche des Gleitelements (26) die Gleitoberfläche (18, 20) des mindestens einen Führungselements (17, 19) ausbildet, und wobei das Gleitelement (26) insbesondere aus PTFE oder UHMWPE ausgeführt ist.
Bauwerk (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Gleitelemente (26) bei unverändertem vertikalem Abstand der zwei Ankerstrukturen (6, 7) zueinander austauschbar ist.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (24) als Stützrippen (23) ausgeführt sind.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass keine die erste Ankerstruktur (6) mit dem ersten Bauwerksteil (2) verbindenden Zuganker vorgesehen sind.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass keine die zweite Ankerstruktur (7) mit dem zweiten Bauwerksteil (3) verbindenden Zuganker vorgesehen sind.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ankerstruktur (7) mittels Zuganker (25), die außerhalb der vertikalen Projektion der ersten Ankerstruktur (6) angreifen, mit dem zweiten Bauwerksteil (3) fest verbunden ist.
Bauwerk (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Führungselemente (17, 19) unter Beibehaltung der Position der Zuganker (25) austauschbar ist.
Bauwerk (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (24) als Stützrippen (23) ausgeführt sind und dass die Zuganker (25) zwischen zwei einander benachbarten Stützrippen (23) angreifen.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerstruktur (6) eine obere Ankerstruktur und die zweite Ankerstruktur (7) eine untere Ankerstruktur bildet.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerstruktur (6) eine untere Ankerstruktur (6) und die zweite Ankerstruktur (7) eine obere Ankerstruktur (7) bildet.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Führungselement (17) und zweite Führungselement (19) außerhalb der vertikalen Projektion der ersten Ankerstruktur (6) befinden.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerstruktur (6) als Ankerplatte (8) ausgeführt ist und/oder die zweite Ankerstruktur (7) eine Ankerplatte (22) sowie unlösbar mit dieser verbundene Stützelemente (24) umfasst.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Ausdehnung der ersten Ankerstruktur (6) mindestens 10-mal größer ist als deren vertikale Ausdehnung und/oder dass die horizontale Ausdehnung der zweiten Ankerstruktur (7) mindestens 10-mal größer ist als deren vertikale Ausdehnung.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Ankerstruktur (6) mindestens ein erster Durchbruch (13) und in der zweiten Ankerstruktur (7) mindestens ein zweiter Durchbruch (14) angeordnet ist, wobei jeweils ein erster Durchbruch (13) und ein zweiter Durchbruch (14) miteinander fluchten.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerstruktur (6) mindestens zwei erste Transportsicherungselementaufnahmen umfasst und die zweite Ankerstruktur (7) mindestens zwei zweite Transportsicherungselementaufnahmen umfasst, wobei je eine erste Transportsicherungselementaufnahme und je eine zweite Transportsicherungselementaufnahme miteinander fluchten.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Ankerstrukturen (6, 7) einteilig ausgeführt ist.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerstruktur (6) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt ist und das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Führungselement (17, 19) im Wesentlichen kreisbogenförmig ausgeführt sind.
Bauwerk (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (24) entlang einer Kreisbahn angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Stützelementen (24) einen Kreisbogen entlang der Kreisbahn definiert, der größer ist als der jeweilige Kreisbogen des korrespondierenden ersten und zweiten Führungselements (17, 19) .
Bauwerk (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerstruktur (6) im Wesentlichen rechteckig ausgeführt ist und das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Führungselement (17, 19) im Wesentlichen leistenförmig ausgeführt sind.
Bauwerk (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (24) in die horizontale Projektion der Gleitkontaktzone (21) hineinragen.
Bauwerk (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (24) mindestens bis zur horizontalen Projektion der Schwerelinie der Gleitkontaktzone (21) ragen.
Bauwerk (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (24) die horizontale Projektion der Gleitkontaktzone (21) vollständig überdecken.