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Einfeldriges Tragwerk, insbesondere Brückentragwerk Die Erfindung
betrifft ein einfeldriges Tragwerk, insbesondere Brückentragwerk, das Mittel zum
Ausschalten von durch Setzungen hervorgerufenen Torsionsbeanspruchungen und Kippmomenten
aufweist.
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Im allgemeinen sind einfeldrige Tragwerke, insbesondere Brückentragwerke,
längs zweier quer zur Tragwerkslängsachse verlaufender Auflagerlinien in der Weise
gelagert, daß die Lager einer Linie als feste Lager ausgebildet sind, die der anderen
Linien dagegen in Richtung der Tragwerkslängsachse Bewegungen ausführen können.
Bei breiten Brückenplatten sind die im Bereich der Brückenlängsränder angeordneten
äußeren Lager häufig derart ausgebildet, daß die Platte Bewegungen quer zur Brückenlängsachse
ausführen kann. Wenn bei dieser Art der Auflagerung keine oder nur parallele Vertikalverschiebungen
der Auflagerlinien auftreten, ist das Tragwerk zwängungsfrei gelagert; die Lasten
werden also statisch bestimmt abgetragen.
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Kann die Möglichkeit von Setzungen der Auflager nicht ausgeschlossen
werden, z. B. im Bergsenkungsgebiet oder infolge tektonischer Senkungen in Form
von Sattel- und Muldenbildung, so muß das Tragwerk ständig überwacht werden, weil
es gegen die entstehenden Torsionsverformungen je nach Konstruktionsart, mehr oder
weniger empfindlich ist. Zum Beseitigen eingetretener Verformungen war es bisher
üblich, das Tragwerk anzuheben und an den Auflagern zu unterfüttern. Zum Anheben
werden beispielsweise Pressen verwendet, die in die Pfeilerfundamente eingebaut
sein können. Für den Einbau von Pressenkammern und für deren Zugänge ist ein tieferer
Gründungskörper erforderlich.
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Weiter ist es bekannt, einfeldrige Tragwerke zur Vermeidung von Zwängungen
in drei Punkten aufzulagern. Bei einer Brücke mit wechselnder Verkehrslast ist diese
Maßnahme aufwendig, da das gesamte Torsionsmoment bei halbseitiger Verkehrsbelastung
nur von einem Pfeiler aufgenommen werden und außerdem positiv oder negativ sein
kann.
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Sollen Verdrehungen des Überbaues in der bebannten Weise durch Anheben
rückgängig gemacht werden, so muß zum Beseitigen der durch das Torsionsmoment erzeugten
Zusatzkräfte an den Auflagern der ganze Auflagerdruck, der ein Vielfaches der Zusatzkräfte
ausmacht, überwunden werden. Da die Lager meistens am Pfeilerkopf angeordnet sind,
wird das Heben hierdurch noch erschwert und erfordert zusätzliche Arbeitsgerüste.
Außerdem muß im allgemeinen die Brücke während des Hebens für den Verkehr gesperrt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei eineri Tragwerk der
eingangs genannten Art die Mittel zum Ausschalten von durch Setzungen hervorgerufenen
Torsionsbeanspruchungen und Kippmomenten so zu verbessern, daß die Zwängungsspannungen
im Überbau beseitigt werden können, ohne daß Kräfte überwunden werden müssen, die
ohne Einfluß auf die Zwängungsspannungen sind. Ferner soll der Verkehr nach Möglichkeit
nicht behindert werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens an
dem einen Ende des einfeldrigen Tragwerks an dessen Unterseite ein senkrecht zur
Tragwerksoberseite angeordneter, mit dem Tragwerk biegesteif verbundener Arm befestigt
ist, der an seinem unteren Ende mit einem nachstellbaren Lager verbunden ist, das
in Tragwerksquerrichtung wirkende horizontale Kräfte aufnimmt, in Tragwerkslängsrichtung
dagegen frei beweglich ist, und daß das Tragwerk zur Aufnahme der lotrechten Auflagerkräfte
an diesem Ende auf einem in Tragwerksquerrichtung mistig angeordneten Lager abgestützt
ist.
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Infolge dieser Ausbildung ist an der mit den Mitteln zum Beseitigen
der Torsionsbeanspruchungen versehenen Auflagerseite die Übertragung der vertikalen
Auflagerkräfte auf das Widerlager von der Übertragung des Torsionsmomentes getrennt.
Daher können die durch Setzungen hervorgerufenen Torsionsspannungen beseitigt werden,
ohne daß die gesamte Auflagerkraft des Tragwerks an diesem Ende überwunden werden
müß und ohne daß der Verkehr in der Regel behindert wird. Weiterhin kann die Lage
des Tragwerks in Erdbodennähe neu eingestellt werden, was eine Vereinfachung der
hiermit verbundenen Arbeiten bedeutet.
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Werden Tragwerke nach der Erfindung zum Bilden mehrfeldriger Tragwerke
verwendet, so empfiehlt es sich, sie als einhüftige Rahmen auszubilden, deren Rahmenstiele
auf je zwei festen Lagern abgestützt und zur Aufnahme der an den den Rahmenstielen
entgegengesetzten Riegelenden angeordneten Arme
und ihrer nachstellbaren
Lager als Hohlpfeiler ausgebildet sind.
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Das Tragwerk kann auch so ausgebildet sein, daß es an seinem einen
Ende auf einem festen und an seinem anderen Ende auf einem längs beweglichen, jeweils
in Tragwerksquerrichtung mittig angeordneten Lager abgestützt und beiderseits mit
nachstellbaren Lagern versehen ist. Damit besteht nicht nur die Möglichkeit, unerwünschte
Torsionsspannungen auszuschalten, sondern auch eine bestimmte geforderte Querneigung
des Tragwerks, z. B. die Horizontallage, einzuhalten.
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Weiterhin kann der biegesteif mit dem Tragwerk verbundene Arm so kräftig
ausgebildet sein, daß er das auf das ihm zugeordnete Lager entfallende Gewicht des
Tragwerks aufzunehmen vermag. Sein Fußpunkt ist dann derart ausgebildet, daß an
ihm eine Hubpresse zum Anheben des Tragwerks angesetzt werden kann. Bei eingetretenen
lotrechten Setzungen, die ausgeglichen werden müssen, kann dieser Arm dazu benutzt
werden, das Tragwerk von der Fundamentebene aus anzuheben, ohne daß weitere obere
Abstützungen nötig sind. Es müssen nur unter oder über dem mittig angeordneten Lager
Ausgleichsplatten eingebaut werden, was nur wenig Zeit in Anspruch nimmt.
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Schließlich kann der Arm mit einem vom Tragwerk herabhängenden freien
Lot derart gekoppelt sein, daß bei einer bestimmten Abweichung des Arms in Tragwerksquerrichtung
vom Lot eine Vorrichtung eingeschaltet wird, durch die der Arm mittels des nachstellbaren
Lagers selbsttätig wieder justiert wird. Eine besondere Überwachung der Bauwerksbewegungen
durch Vermessung erübrigt sich dann. Die durch das Lot angezeigte Veränderung der
planmäßigen Lage des Tragwerks kann auch durch elektrische, Licht- oder Schallsignale
an einen entfernt liegenden Punkt gemeldet werden, was besonders bei mehrfeldrigen
Bauwerken von Vorteil sein kann.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Einfeldtragwerk mit zwei festen und einem beweglichen
Lager sowie dem an einem Ende angeordneten Arm, F i g. 1 a den Schnitt in der Ebene
A-A der F i g.1, F i g. 2 einen Teil eines aus einhüftigen Rahmen gebildeten mehrfeldrigen
Tragwerks, F i g. 2 a den Schnitt in der Ebene B-B der F i g. 2, F i g. 3 ein Einfeldtragwerk,
das an jedem Tragwerksende ein Einzellager und einen Arm aufweist, die sämtliche
Kippkräfte aufnehmen, und F i g. 3 a einen Schnitt in der Ebene C-C der F i g. 3.
In F i g. 1 ist das Tragwerk 1 einer Brücke dargestellt, das auf festen Lagern
2 und einem mittig angeordneten beweglichen Lager 5 ruht. Die festen
Lager 2 geben ihre Kräfte über den Pfeiler 3 an das Fundament 4 ab. Am gegenüberliegenden
Tragwerksende ist mit dem Tragwerk 1 ein V-förmiger Arm 6
über den
Querträger 7 biegesteif verbunden. Der Fußpunkt des als Hebel wirkenden Armes
6 liegt zwischen Horizontalschwellen 8, gegenüber denen er mit nachstellbaren
Lagern 9 quer zur Tragwerkslängsachse verschoben werden kann. Das rückgängig zu
machende Torsionsmoment wird also durch ein Paar von entgegengesetzt wirkenden horizontalen
Kräften aufgenommen, die am beweglichen Lager 5 und an den die Nachstellvorrichtung
bildenden Lagern 9 angreifen. Durch Verschieben des Fußpunktes des Armes
6 durch die Nachstellvorrichtung wird das durch Setzungen entstandene Torsionsmoment
im Tragwerk wieder rückgängig gemacht.
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Nach F i g. 2 weist das rechts dargestellte Tragvaerk 1 einen als
Hohlpfeiler ausgebildeten, auf zwei festen Lagern 2 abgestützten Rahmenstiel
16 auf. Die Lager sind auf dem Fundament 4 angeordnet. Das linke Tragwerk
1 ist über ein in Brückenquerrichtung mittig angeordnetes bewegliches Lager
5
auf einem Auflagerträger 11 abgestützt. Dieser befindet sich ebenso
wie der V-förmig ausgebildete, an dem Querträger 7 angeschlossene Arm 6, die Horizontalschwellen
8 und die nachstellbaren Lager 9 in dem Hohlteil 10 des Rahmenstieles
16. Durch Betätigung der nachstellbaren Lager 9 kann das linke Tragwerk zurechtgerückt
werden, während durch Einbau von Hubpressen in den Nischen 12 der Rahrnenstiel16
ausgerichtet werden kann. Durch die Anordnung des mittigen beweglichen Lagers
5 auf dem Auflagerträger 11 wird auch erreicht, daß die einzelnen
Teile des mehrfeldrigen Tragwerks an den Rahmenfugen in der Mittelachse keine Höhenunterschiede
aufweisen.
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In F i g. 3 ist ein Tragwerk 1 dargestellt, das links mittig
auf einem festen Lager 13, rechts mittig auf einem in Brückenlängsrichtung beweglichen
Lager 14
abgestützt und an beiden Enden mit einem V-förmigen Arm 6 zum Nachstellen
mittels der nachstellbaren Lager 9 versehen ist. Jeder Arm 6 ist an
einem Querträger 7 angeschlossen. Die Horizontalschwellen befinden sich am
Fuß des Widerlagers 15.