-
Schleusenstemmtor
-
Die Erfindung betrifft ein Schleusenstemmtor mit zwei Torflügeln,
die um senkrechte Drehachsen schwenkbar, sich über Seitenlagerungen in geschlossenem
Zustand bei Wasserdruck abstützen und für alle übrigen Belastungsfälle begrenzt
verschiebbar über Spur- und Halblager mit dem Baukörper der Schleusenkammer verbunden
sind, wobei sich die Torflügel in geschlossenem Zustand und bei Wasserdruck an den
Schlagsäulen gegeneinander und an den Wendesäulen gegen die Baukörper des Schleusenhauptes
stemmen.
-
Derartige Schleusenstemmtore sind bekannt. Hierbei werden starre Seitenlagerungen
verwendet. Bei starren Lagerungen der Torflügel wirkt Stahl auf Beton und/oder Stahl
auf Stahl bzw.
-
Holz ohne Zwischenschaltung eines besonders elastischen Baustoffes.
Beim Füllen einer Schleuse tritt infolge des Wasserdruckes eine Kippung bzw. Verdrehung
der Schlcusenkammerwär.
-
nach außen oder nach innen auf. Infolge der Kaninrwandkippurcj bzw.
-verdrehung treten geometrisch bedingte Layerverschiebungen an den Wendesäulen des
Stemmtores auf. Durch diese Lagerverschiebungen finden in der Torkonstruktion Kraftumlagerungen
statt. Abhängig von der Torsionssteifigkeit der Torflügel kö>-nen diese bzw.
die Torlagerung durch die Kraftumlagerung ört lich überbeansprucht werden und damit
im Laufe der Zeit Le
Standsicherheit verlieren. Die gleiche Uberbeanspruchung
kann auch durch Verschiebung (Nachgeben des Unterbaues) eines einzelnen Lagers bzw.
durch unterschiedlichen Verschleiß und Abrosten an den Stemmknaggen entstehen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standsicherheit und
damit die erwartete Lebensdauer eines Stemmtores auch bei Lagerverschiebungen an
der Wendesäule zu gewährleisten.
-
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches
1 gelöst.
-
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die schädlichen Kraftumlagerungen
bei starrer Lagerung durch die elastische Lagerung nahezu ausgeglichen werden können.
Die Standsicherheit und damit die erwartete Lebensdauer des Stemmtores werden somit
nicht mehr nachteilig beeinflußt. Gleichgültig ist dabei, ob die Torflügel torsionssteif
oder torsionsweich ausgebildet sind.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht
auf ein geschlossenes Stemmtor; Fig. 2 eine Toransicht vom Oberwasser OW aus gesehen;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein baukörperseitiges, elastisches Seitenlager
des Stemmtores; Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch das Spurlager mit dem damit verbundenen,
baukörperseitigen elastischen Seitenlager des Stemmtores, und
Fig.
5 einen Vertikalschnitt durch ein torseitiges, elastisches Lager der Stemmknaggen.
-
Das Stemmtor 1 besteht aus den beiden Torflügeln 2 und 3. Diese Torflügel
2, 3 stemmen sich in geschlossenem Zustand gegeneinander über Stemmknaggen 4, die-an
den Schlagsäulen 5 und Wendesäulen 6 angeordnet sind, auf dem Baukörper ab. Die
bei Füllung der Schleuse durch die Wasserspiegel-Differenz vom Oberwasser OW zum
Unterwasser UW entstehenden Stemmdrücke Fw werden an den Wendesäulen 6 über Stemmknaggen
7 und Seitenlager 8 in die Seitenwände 9 des Baukörpers der Schleuse übertragen.
An den Schlagsäulen 5 wirken die Stemmdrücke F5.
-
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Lager 8 in der Seitenwand 9 des
Baukörpers eingebettet. Das Lager 8 besteht aus dem rechteckigen, topfförmigen Mauerplattengehäuse
11 aus Stahl, in den das Elastomerlager 12 mit dem erforderlichen seitlichen Spiel
eingesetzt ist. Dem Torflügel 2, 3 zugekehrt stützt sich auf das Elastomerlager
12 eine Mauerplatte 13 aus Stahl ab, die im Mauerplattengehäuse 11 in Auflagerrichtung
verschiebbar geführt ist. An der Außenseite ist in die Mauerplatte 13 eine Druckplatte
14, vorzugsweise aus Nirostastahl, eingesetzt, gegen die sich eine nicht dargestellte
torseitige Stemmknagge 7 der Wendesäule 6 abstützt.
-
Ein solches Seitenlager 8 ist in Richtung des zu übertrarTen den Stemmdruckes
Fw elastisch beweglich. Die erforderliche Federkonstante des Elastomerlagers 12
und die maximale Zusammendrückung zum Ausgleich der Lagerverschiebungen muß durch
statische Berechnungen ermittelt werden. Diese Lagerausbildunc verhindert zugleich
eine schädliche UV-Bestrahlung des Elias merlagers 12. Außerdem werden Kräfte quer
zur Auflager ch4* von der Mauerplatte 13 direkt in das Mauerplattengehäuse 11 übertragen.
-
Die elastische Beweglichkeit der Seitenlager 8 macht es erforderlich,
daß das gesamte Spurlager 15 mit dem Spurlagerunterbau
unverschieblich
mit der Mauerplatte verbunden wird, damit keine Stemmdrücke auf den Spurlagerzapfen
20 übertragen werden.
-
Diese Verbindung der Mauerplatte mit dem Spurlagerunterteil erfolgt
über ein biegesteifes, winkelförmiges Konstruktionsteil 19. Nach Fig. 4 ist das
Spurlager 15 zusammen mit dem untersten Seitenlager 8 in einem topfförmigen Mauerplattengehäuse
17 aus Stahl untergebracht, das ebenfalls im Baukörper eingebettet ist. Das Seitenlager
8 weist wiederum ein Elastomerlager 12 auf, das mit seitlichem Spiel im Gehäuse
17 gelagert ist. Auch das Spurlager 15 besitzt ein Elastomerlager 18, welches in
Vertikalrichtung eine geringere Elastizität, in horizontaler Richtung aber eine
große Verschebungsmöglichkeit besitzt. Das winkelförmige Konstruktionsteil 19 ist
im Mauerplattengehäuse 17 so geführt, daß die Bewegungsmöglichkeit in Richtung des
Stemmdruckes F gegeben ist. Die Vertikalkomponenw te Fv des Toreigengewichtes wird
über das Spurlager 15 aufgenommen und über den Spurlagerzapfen 20, Konstruktionsteil
19, Elastomerlager 18, Mauerplattengehäuse 17 in den Baukörper eingeleitet. Die
Horizontalkomponente Fh des Toreigengewichtes wird über das Spurlager 15, Spurlagerzapfen
20, Konstruktionsteil 19, Elastomerlager 12, Mauerplattengehäuse 17 in den Baukörper
eingeleitet. Ein Teil der Horizontalkomponente Fh wird je nach Torstellung vom Konstruktionsteil
19 seitlich direkt in das Mauerplattengehäuse 17 und den Baukörper eingeleitet.
-
An den Schlagsäulen 5 wird die übliche starre Lagerung beibehalten.
-
Anstatt die Mauerplatten 13 elastisch zu lagern, kann auch deren starre
Lagerung beibehalten werden. Dafür findet dann aber die elastische Lagerung torseitig
an den Stemmknaggen der Wendesäule 6 Anwendung. An der Schlagsäule 5 wird die übliche,
starre Lagerung beibehalten.
-
Der Aufbau einer solchen elastischen Stemmknaggenlagerung ist aus
Fig. 5 ersichtlich. In Verlängerung der Torriegel 21
ist torseitig
jeweils das Lagerplattengehäuse 22 angeord;;et.
-
Der Stemmdruck Fw aus dem Riegel 21 wird über das Gehäuse 22, Elastomerlager
23, Lagerplatte 24, Stemmknagge 25 auf die starr gelagerten Mauerplatten in den
Baukörper übertragen.
-
Für das erforderliche seitliche Spiel des Elastomerlagers 23 im Gehäuse
22 gelten analog die gleichen Konstruktionsbedingungen wie für die elastische Lagerung
baukörperseitig. Die erforderliche Federkonstante und die maximale Zusammendrückung
des Elastomerlagers 23 ist wiederum entsprechend den statischen Berechnungen festzulegen.
Damit infolge der horizontalen Stemmknaggenverschiebung keine Stemmdrücke Fw, aber
die Horizontalkomponente Fh des Toreigengewichtes auf die Spurlagerkalotte übertragen
werden können, ist das Spurlagerteil torseitig durch eine biegesteife, winkelförmige
und seitlich geführte Lagerplatte mit der untersten Stemmknagge zu verbinden. Diese
Lösung entspricht derjenigen nach Fig. 4, lediglich mit torseitiger Ausbildung.
-
Anstelle elastischer Lagerung der Mauerplatten bei starrer Lagerung
der Stemmknaggen an der Wendesäule bzw. elastischer Lagerung der Stemmknaggen an
der Wendesäule bei starrer Lagerung der Mauerplatten kann auch die elastische Lagerung
der Stemmknaggen 4 an den Schlagsäulen 5 angewendet werden. Zur wesentlichen Verminderung
von Kräfteumlagerungen im Stemmtor infolge Lagerverschiebungen an den Seitenwänden
9 sind die Stemmknaggen 4 an der Schlagsäule 5 entsprechend Fig. 5 elastisch gelagert.
Die Spur- und Halslager können, wie bei einer sterren Lagerung üblich, ausgebildet
werden.
-
Eine bereits geplant Schleuse mit elastischer Stemstorlageru.la nach
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 besitzt folgeilde Werte: 24,0 m breite
Flußschleuse 7,0 m Wasserspiegeldifferenz vom OW zum UW bei hydrostatischem Stau
Abmessungen
eines Torflügels: Breite ca. 13,8 m Höhle ca. 13,5 m Tiefe ca. 1,3 m Ausführung
mit geschlosener Rückwand (sehr torsionssteif) mit 6 Lagern an der Wendesäule zur
Abtragung der Stemmdrücke F w Die elastische Tor lagerung ist ausgelegt für eine
maximale Kammerwandkippung von 2,0 cm nach außen und 1,0 cm nach innen je Seite.
-
Oberstes Elastomerlager: 550 x 550 x 274 mm max.Stemmdruck F = 2 MN
w Federkonstante c = 0,10 MN/mm Alle darunterliegenden Elastomerlager: 750 x 550
x 288 mm max.Stemmdruck F = 4 MN w Federkonstante c = 0,20 MN/mm Elastomerlager
unter dem Spurlager: 800 x 800 x 104 mm Zul.Vertikalkraft Fv = 9,6 MN Zul.Horizontalverschiebung
w = 37,8 mm
L e e r s e i t e