DE3021137C2 - Fugenüberbrückungskonstruktion für mehrfeldrige Brücken, insbesondere Eisenbahnbrücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fugenüberbrükkungskonstruktion für mehrfeldrige Brücken, insbesondere Eisenbahnbrücken, bei denen die durch eine in

65 Brückenquerrichtung verlaufende Dehnfuge voneinander getrennten, eine durchlaufende Fahrbahn abstützenden Träger, von denen mindestens einer in Brückenlängsrichtung verschiebbar auf einem Stützpfeiler odtdgl aufgelagert ist, mittels scherenartiger Lenker miteinander verbunden sind, deren Gelenkachsen parallel zur Fugenlängsrichtung angeordnet sind, wobei die beiden den oberen fugenrandseitigen Lenkerenden zugeordneten Gelenke im Bereich der Dehnfuge in den Trägern jeweils fest angeordnet sind, wohii gegen die beiden den unteren fugenrandseitigen Lenkerenden zugeordneten Gelenke in eine vertikale Verschiebung dieser Lenkerenden zulassenden Ausnehmungen geführt sind, und wobei ein Mittelgelenk vorgesehen ist, welches die in einer zur Fugenlängsrichtung senkrechten Ebene gelegenen Lenker drehbar in ihrer Mitte untereinander verbindet

Durch die DE-OS 21 03 415 ist es bekannt, Träger einer Brücke mit einer angrenzenden Fahrbahn oder einem weiteren separaten Träger der Brücke linear verschiebbar, durch eine Dehnfuge voneinander getrennt zu verbinden. Als Verbindungsglied wird ein als Nürnberger Schere bekannter scherenartiger Lenker vorgeschlagen, bei welchem die mittleren Scherenglieder mit einem oberen Gelenk die Fahrbahnelemente tragen. Die oberen Gelenke der Scherenglieder sind in den angrenzenden Trägerelementen drehbar angelenkt Die unteren Gelsake sowohl der Scherenglieder als auch der mittleren Scherenglieder sind mit vertikal verlaufenden Langlöchern versehen, in denen die unteren Gelenke in vertikaler Richtung verschiebbar geführt sind.

Mit einer solchen Maßnahme ist es möglich, die durch Wärmedehnung sich verändernde Spaltbreite der Dehnfuge zu überbrücken, wobei die Schere nur die darübergeführte Verkehrslast zu tragen hat Eine Übertragung von Quer- und Normalkräften sowie von Biegemomenten, wie sie sich bei durchlaufenden Trägern über der Auflagerung ergeben würden, sind mit einer solchen Einrichtung nicht möglich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei durch eine Dehnfuge voneinander getrennten Trägern eine Verbindung derselben so vorzusehen, daß zum Ausgleich der Wärmedehnung Längsverschiebung gewährleistet ist und jedoch zugleich wie bei durchlaufenden Trägern Stützmomente in voller Höhe übertragbar sind.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß jeder der zwei eine Schere bildenden Lenker' jeweils von mindestens zwei parallel zueinander angeordneten schubfesten und biegesteifen Scheiben gebildet ist, die sowohl über ihre beiden oberen als auch über ihre beiden unteren fugenrandseitigen Gelenke ausschließlich mit je einem der Träger verbunden sind, und daß die beiden unteren Gelenke so ausgebildet sind, daß zwischen den Gelenkbolzen der unteren Gelenke und den Scheiben oder zwischen den Gelenkbolzen und den Stegblechen der Träger eine relative Bewegung in vertikaler Richtung möglich ist, wobei zur Übertragung von Biegemomenten in der Dehnfuge die Gelenkbolzen in Ausnehmungen der Scheiben bzw. in Ausnehmungen der Stegbleche abstützbar sind.

Durch die Ausbildung der Scherenglieder als biegesteife und schubfeste Scheiben und durch die in vertikaler Richtung bewegliche Lagerung der unteren Gelenke in den Trägern ist es möglich, einen Durchlaufträger in mehrere Sektionen zu unterteilen, um ihm eine Längsverschiebung zu gestatten, ohne die

Vorteile eines durchlaufßnden Trägers preiszugeben, die darin bestehen, daß die Tragfähigkeit eines durchlaufenden Trägers um 50% höher ist als mehrer«? über die Stützen verteilte, voneinander unabhängige Einzelträger.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen 2 bis 4 entnommen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht von zwei Trägern im Bereich einer Dehnfuge mit den Auflagern,

F i g. 2 einen Schnitt ΙΙ-ΙΓ in F i g. 1 durch die oberen Gelenke,

F i g. 3 einen Schnitt III-III in F i g. 1 durch ein Mittelgelenk,

Fig.4 eine Seitenansicht in scheniatischer Darstellung der Kinematik der Scheiben mit in den Scheiben befestigten Gelenkbolzen und

Fig.5 eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufes der Scheiben, wobei die Gelenkbolzen im den Stegblechen fest verankert sind.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht die beiden Träger 1, 2, welche durch eine Dehnfuge 3 voneinander getrennt sind. Beide Träger 1,2 stützen sich mittels Auflag ir 4, 5 auf einem Stützpfeiler 6 ab, wobei mindestens eines der beiden Auflager als verschiebbares Loslager ausgeführt ist Um die beiden Träger 1, 2 zu verbinden, ist eine Schere 7 (»Nürnberger Schere«) vorgesehen. Die Schere 7 besteht aus einem Lenkerpaar, wobei jeder Lenker mindestens zwei biege- und schubfeste Scheiben 11,12 aufweist, sowie aus zwei oberen Gelenken 8 und zwei unteren Gelenken 9 sowie einem Mittelgelenk 10. Die beiden oberen Gelenke 8 sind von Gelenkbolzen 13 gebildet welche ihrerseits in Stegblechen 17 der Träger I₁2 befestigt sind. Die schubfesten Scheiben 11,12 sind um die Gelenkbolzen 13 drehbar und sind überdies gemeinsam um einen zentral angeordneten Gelenkbolzen IS drehbar. Zu den beiden unteren Gelenken 9 sind Gelenkbolzen 14 vorgesehen. Dadurch, daß beide Gelenkbolzen 13 und 14 in den Trägern 1, 2 gelagert sind, ist es möglich, ohne die Übertragung von Normal- und Querkräften die über den Stützpfeilern 6 auftretenden Momente (Stützmomente) zu übertragen, ohne die Verschiebbarkeit in Richtung der Träger zu behindern. Um die Verschiebbarkeit zu ermöglichen, sind die « beiden unteren Gelenke 9 als Ausnehmungen 19 gestaltet welche zur Vereinfachung auf halbkreisförmige, von der Tcilfuge 3 abgewandte Aussparungen 16 reduziert sind, an welche sich kurze Geradenstücke 20 anschließen. Diese Ausführung ist möglich, da die Gelenke 9 stets nur auf Druck beansprucht sind. Die von der Aussparung 16 umfaßten Gelenkbolzen 14 sind durch diese Maßnahme in der Lage, bei Verschiebung der Träger 1, 2 geringfügige Verschiebungen relativ zu den Scheiben 11,12 auszuführen. Verformungen, wie sie sich bei Durchbiegung der Träger 1, 2 unter der Verkehrslast ergeben, werden jedoch behindert, so daß sich über dem Stützpfeiler 6 durch Verformungsbehimderung die vollen Stutzmomente ausbilden, was zu einer wesentlichen Erhöhung der Tragfähigkeit beiträgt Diese Konstruktion verbindet die hohe Tragfähigkeit eines Durchlaufträgers mit der vorteilhaften Längsver* schieblichkeit einer in Einzelträger unterteilten Konstruktion.

Fig,2 stellt einen Schnitt H-H in Fig, 1 durch die oberen Gelenke 8 und deren Gelenkbolzen 13 dar. Aus Gründen der Symmetrie werden zu beiden Seiten eines Stegbleches 17 mindestens zwei Scheiben 11, 12 angeordnet, um zusätzliche Biegemomente in den an sich hoch beanspruchten Scheiben zu vermeiden. Die Gelenkbolzen 13, welche die Stegbleche 17 in unmittelbarer Umgebung einer Dehnfuge 3 durchdringen, sind im wesentlichen auf Schubspannung durch Scherkräfte beansprucht Sie erlauben geringe Drehbewegungen bei Längsverschiebung der Träger 1, 2 zueinander.

Einen Schnitt TII-III durch den Gelenkbolzen 15 des Mittelgelenkes 10 zeigt F i g, 3. Zur Durchführung des Gelenkbolzens 15 weisen die Stegbleche 17 Ausnehmungen auf; diese sind in F i g. 1 als gestrichelte Linie angedeutet Zur Verringerung der Lochleibungsspannungen sind die Stegbleche 17 im Bereich der Dehnfuge 3 zur Durchführung der Gelenkbolzen 8, 9 verstärkt Das Mittelgelenk 10 erlaubt Drehbewegungen der Scheiben 11, 12 zueinander bei Längsverschiebung der Träger I₁Z

Fig.4 gibt eine schematische Darstellung der Kinematik der Scheiben — hier vereinfacht als Hebel dargestellt — wieder. Die Scheiben 11, 12 sind um das Mittelgelenk 10 sowie um die oberen Gelenke 3 drehbar. Die unteren Gelenke 9 werden aus den in den Scheiben 11, 12 fest verankerten Gelenkbolzen 14 gebildet welche in Langlöchern 18 der Stegbleche 17 gleitend geführt sind. Bewegen sich die Träger 1,2 durch Wärmedehnung od. dgl. relativ zueinander, so verändern die Scheiben ihren Drehwinkel und die Gelenke 9 verschieben sich vertikal. Die Längsverschiebung wird also nicht behindert Wird nun aber auf die Träger 1, 2 eine Verkehrslast aufgebracht so erfolgt eine Durchbiegung der Träger und eine Verdrehung der Trägerenden. Diese Verdrehung wird aber verhindert indem sich die unteren Gelenke 9 über ihre Gelenkbolzen 14 seitlich in den Stegblechen 17 abstützen, d.h. eine Drehung der Scheiben 11,12 um das Mittelgelenk 10 wird verhindert Durch die Behinderung der Verdrehung wird erreicht daß sich ebenso wie in einem durchlaufenden Träger Stützm.->mente ausbilden, welche die Tragfähigkeit der Konstruktion gegenüber Einzelträgern beträchtlich erhöhen. Die in Fig.4 als Langlöcher 18 dargestellte Führung für die Gelenkbolzen 14 kann auch, wie in Fig. 1 zu sehen ist als annähernd halbkreisförmige Aussparung 16 gestaltet sein, da in der Praxis die Gelenke 9 stets auf Druck beansprucht sind.

F i g. 5 gibt die Kinematik bei Längsverschiebung der Träger 1, 2 wieder, wobei die Scheiben 11, 12 in ihren Positionen a vor und b nach der Längsverschiebung der Träger 1, 2 gezeichnet sind. Alternativ zur Ausführung nach Fig.4 sind die unteren Gelenke 9 derart ausgebildet, daß die Gelenkbolzen 14 fest in den Stegblechen 17 verankert sind, wohingegen Ausnehmungen 19 in den Scheiben 11, 12 vorgesehen sind, wobei diese Ausnehmungen halbkreisförmig entsprechend der Bewegung der Gelenkbolzen 14 bei horizontaler Verschiebung der Träger 1, 2 zueinander gestaltet sind. Gegenüber der Ausführung nach F i g. 4 beinhaltet diese Lösung den Vorteil, daß die an sich hoch beanspruchten Stegbleche 17 nicht durch die Langlöcher 18 geschwächt werden.

Hierzu 2 Illatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   1, Fugenüberbrückungskonstruktion for mehrfeldrige Brücken, insbesondere Eisenbahnbrücken, bei denen die durch eine in Brückenquerrichtung verlaufende Dehnfuge voneinander getrennten, eine durchlaufende Fahrbahn abstützenden Träger, von denen mindestens einer in Brückenlängsrichtung verschiebbar auf einem Stützpfeiler od. dgl aufgelagert ist, mittels scherenartiger Lenker miteinander verbunden sind, deren Gelenkachsen parallel zur Fugenlängsrichtung angeordnet sind, wobei die beiden den oberen fugenrandseitigen Lenkerenden zugeordneten Gelenke im Bereich der Dehnfuge in den Trägern jeweils fest angeordnet sind, wohingegen die beiden den unteren fugenrandseitigen Lenkerenden zugeordneten Gelenke in eine vertikale. Verschiebung dieser Lenkerenden zulassenden Ausnehmungen geführt sind, und wobei ein Mitteigelenk vorgesehen ist, welches die in einer zur Fugenläsjgsrichtung senkrechten Ebene gelegenen Lenker drehbar in ihrer Mitte untereinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zwei eine Schere bildenden Lenker jeweils von mindestens zwei parallel zueinander angeordneten schubfesten und biegesteifen Scheiben (11, 12) gebildet ist, die sowohl über ihre beiden oberen als auch über ihre beiden unteren fugenrandseitigen Gelenke (8,9) ausschließlich mit je einem der Träger (1, 2) verbunden sind, und daß die beiden unteren Gelenke (9) so ausgebildet sind, daß zwischen den Gelenkbogen (14) der unteren Gelenke (9) und den Scheiben (11,12) oder zwischen den Gelenkbolzen (14) und den Stegblechen (17) der Träger (1,2) eine relative Bewegung in vertikaler Richtung möglich ist, wobei zur Übertragung von Biegemomenten in der Dehnfuge die Gelenkbolzen (14) in Ausnehmungen der Scheiben bzw. in Ausnehmungen der Stegbleche abstützbar sind.
2. 2. Fugenüberbrückungskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkbolzen (14) der unteren Gelenke (9) fest in den schubfesten und biegesteifen Scheiben (11, i'2) angeordnet sind, und daß die Gelenkbolzen (14) in vertikal verlaufenden Langlöchern (18) der Stegbleche (17) der Träger (1,2) gleitend geführt sind.
3. 3. Fugenüberbrückungskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkbolzen (14) der unteren Gelenke (9) fest in den Stegblechen (17) der Träger (1, 2) angeordnet sind, und daß die Gelenkbolzen (14) in Ausnehmungen (19) der Scheiben (11, 12) geführt sind, wobei die Ausnehmungen annähernd halbkreisförmig gestaltet sind.
4. 4. Fugenüberbrückungskonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (19) auf halbkreisförmige, von der Dehnfuge (3) abgewandte Aussparungen (16) reduziert sind, wobei sich dem halbkreisförmigen Teil kurze Geradenstücke (20) anschließen.