DE3603352C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brücke oder Viadukt und dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf Konstruktionen von Brücken oder Viadukten in erdbebenträchtigen Regionen, bei welchen die Trägerkonstruktionen lediglich auf den Pfeilern ruhen, ohne mit diesen einstückig verbunden zu sein.

Es ist offensichtlich, daß eine Trägerkonstruktion, welche nur auf den Pfeilern aufliegt, bei durch Erdbeben hervorgerufenen Erschütterungen gegenüber den Pfeilern, auf denen sie ruht, in gefährlicher Weise verschoben wird, wodurch die Auflageeinrichtungen und Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Trägerkonstruktionen beschädigt werden bzw. auch brechen können.

Infolgedessen ist eine Vorrichtung erforderlich, die

• - den seismischen Stoß sofort absorbiert bzw. diesem entgegenwirkt, unabhängig von der Richtung, aus welcher dieser kommt, ohne dabei nennenswert deformiert zu werden, um auf diese Weise Relativbewegungen zwischen einer Trägerkonstruktion und einem pfeilerartigen Vorsprung zu verhindern (Klemmwirkungen an den Tragelementen und Verbindungsstellen);
• - innerhalb von Sicherheitsgrenzen auch beim Auftreten erheblicher Relativbewegungen zwischen benachbarten Pfeilern in Quer- oder Längsrichtung ihre Wirksamkeit nicht verliert;
• - jede geringste Verschiebung der Trägerkonstruktionsköpfe aufgrund einer Drehung oder Kräfteübertragung der Auflageachse aufgrund von Überbelastungen oder Schrumpfwirkungen sowie thermisch bedingter Kriecherscheinungen so auffängt, daß sie den offiziellen Bestimmungen entsprechen (italienische Bestimmungen gem. Akte No. 64 vom 2. Februar 1974, und den ministeriellen Verfügungen vom 2. August 1980; 1. April 1983; 19. Juni 1984).

Bisher laufen diesbezüglich Vorschläge zur Lösung des Problems bzw. der genannten Forderungen darauf hinaus, daß mindestens zwei Auffangvorrichtungen am Kopf der Trägerkonstruktion sowie an einer dem festen Tragelement entsprechenden Stelle vorgesehen sind.

Im einzelnen sind Kopplungsvorrichtungen zum Auffangen von Längsverschiebungen bekannt, welche den Kopf der Trägerkonstruktion mit dem Pfeiler an der Seite der festen Tragelemente von außen verbinden.

Zur Verhinderung von Querverschiebungen ist es weiterhin bekannt, an den Pfeilerkonstruktionen Auffangvorrichtungen wie seitliche Auffangelemente oder Seitenwände aus Metall oder Beton vorzusehen, wobei diese Maßnahmen über den Rahmen des üblichen Bauprogramms hinausgehen, so daß sich die Baukosten beträchtlich erhöhen.

Es ist jedoch festgestellt worden, daß am Kopf der Trägerkonstruktion angeordnete Auffangelemente bei Verwendung von mehr als einem Element, wie nach dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik, beim Auftreten von Relativverschiebungen in Querrichtung der Kapitale einander benachbarter Pfeiler einem wesentlich höheren Drehmoment in entgegengesetzten Richtungen unterliegen, als dies bei Längsverschiebungen der Fall ist, für welche die Vorrichtungen konstruiert worden sind.

Darüber hinaus bringt die Technik der Anordnung der Vorrichtungen außerhalb des festen Kopfes der Trägerkonstruktion in dem Raum zwischen einem Kopf und dem Kopf eines benachbarten Brückenbogens gemäß dem Stand der Technik den Nachteil mit sich, daß zwischen den Köpfen ein Zwischenraum von einem oder mehr Metern verbleibt. Darüber hinaus erhöht sich aufgrund der großen Länge des Hebelarmes für die seismischen Kräfte gegenüber der Auflageebene die Trägerkonstruktion, die auf die antiseismische Vorrichtung wirkende Belastung.

Ferner wirken aufgrund des Vorhandenseins fester Tragelemente an den Trägerkonstruktionen die durch ein Erdbeben hervorgerufenen Erschütterungen unmittelbar auf die starren Teile (feste Tragelemente), bevor die antiseismische Vorrichtung wirksam werden kann, welche auf keinen Fall starrer ausgebildet sein kann als das Tragelement selbst. Die Vorrichtung muß genügend elastisch sein, um auftretende elastische Deformationen aufgrund einer Biegung der Trägerkonstruktion zulassen zu können.

Auch ist der Versuch, dem Nachteil der auftretenden Kräftemomente aufgrund der Relativverschiebungen der Kapitale einander benachbarter Pfeiler in Querrichtung durch nur ein Auffangelement zu begegnen, welches in diesem Fall ebenfalls am Kopf der Trägerkonstruktion angeordnet ist, deshalb unbefriedigend, da dieses einzige Element der vollen seismischen Kraft entgegenwirken muß, so daß die damit verbundenen Baugrößen inakzeptabel werden.

Als Stand der Technik ist darüber hinaus ein Rückenlager bekannt (US-PS 43 63 149), welches durch Erdbeben erzeugte Schwingungen dämpft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Effektivität erdbebengefährdeter Brücken, Viadukte u. dgl. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 oder 7 gelöst.

Es wird also aufgrunddessen, daß das System so in Längsrichtung gleiten können muß, daß die allmählichen Deformationen aufgrund der statischen Bedingungen (thermische Veränderungen sowie Schrumpfungs- und Kriecheffekte) auch möglich sind, ohne daß dies besondere Auswirkungen hat, und daß gleichzeitig die Gleitbarkeit so vorgesehen sein muß, daß starken Belastungen unter dynamischen Bedingungen in Form von unmittelbaren Reaktionen als Funktion der Erschütterungsgeschwindigkeit entgegengewirkt wird, vorgesehen die Vorrichtung mit einem doppelt wirkenden Kolben in einer Kammer zu versehen und die Kammer mit einer Flüssigkeit hoher Viskosität und mit nahezu konstanten Eigenschaften bei veränderlichen Temperaturen zu füllen.

Im vorliegenden Fall, in welchem eine Tragkonstruktion eingesetzt wird, welche an dem beweglichen Lager entsprechenden Stellen lediglich auf beweglichen Tragelementen ruht, ist der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Kolben mit Längsschlitzen versehen, durch welche die Flüssigkeit allein durch die Wirkung der allmählichen Belastungskräfte von der einen Kammer in die andere strömt, während dies nicht oder nur in ganz geringem Maße, unter der Einwirkung schneller Belastungen, beispielsweise bei Erschütterungen durch Erdbeben, der Fall ist, wobei die minimal zulässige Verschiebung der Komprimierbakeit der Flüssigkeit entspricht.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine antiseismische Auffangvorrichtung an einer dem festen Lager der Tragkonstruktion entsprechenden Stelle vorgesehen, wobei diese Vorrichtung einen doppelt wirkenden Kolben aufweist, welcher in diesem Fall keinen Längsschlitz für den Durchtritt von Flüssigkeit aufweist, um lediglich eine minimale Verschiebung, entsprechend der Komprimierbarkeit der Flüssigkeit, zu ermöglichen und damit den genannten Kopf zu blockieren.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse mit dem Gegengehäuse mittels einer Mörtel- oder Harzschicht zwischen diesem starr verbunden.

Vorzugsweise ist die Stange in drei Teile unterteilt, welche miteinander mittels zweier Zapfen verbunden sind, um ein leichteres Herausziehen der mittigen prismaförmigen Basis aus ihrem Gehäuse zu ermöglichen.

Weiter besteht nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Befestigungseinrichtung zwischen der Bodenplatte und den Seitenelementen für die Aufnahme von Querstößen aus einer Befestigungsschraube aus einer Ankerbuchse, die mit der Bodenplatte verschweißt ist, sowie aus einem mit der Bodenplatte versehenen Verankerungsstift.

Es ist offensichtlich, daß die in Längsrichtung auftreffende seismische Kraft durch die erfindungsgemäße Vorrichtung über beide Lager der Tragkonstruktion verteilt wird, wodurch eine Kräftekonzentration lediglich auf bestimmte Stellen erheblich verringert wird, womit ein großer Vorteil gegeben ist.

Abgesehen von der Eliminierung kostenintensiver seitlicher Elemente, wie z. B. Seitenwände oder dergleichen, zur Eindämmung bzw. zum Auffangen seitlicher Stöße, welche zudem viel Raum erfordern, wirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung darüber hinaus dank des Fehlens eines Spiels oder einer Spannungsabhängigkeit ihrer einzelnen Bauelemente als auch dank ihrer kompakten Form bereits im Augenblick des Entstehens eines in Querrichtung erfolgenden seismischen Stoßes diesem entgegen. Gleichzeitig wird eine Relativverschiebung zwischen der Trägerkonstruktion und den Pfeilern, mit denen die Konstruktion verbunden ist, verhindert, um sowohl die Trageinrichtungen als auch die Verbindungsstellen vor Beschädigungen zu schützen.

Darüber hinaus sorgt das Vorhandensein von Anlenkelementen in der Vorrichtung dafür, daß die Tragachsen der Trägerkonstruktion sich unter der Einwirkung auftretender Überbelastungen frei drehen können, als auch, daß sich die Vorsprünge einander benachbarter Pfeiler in bezug aufeinander und sogar um einen bemerkenswerten Betrag querverschieben können. Hierdurch wird die Gefahr gefährlicher Drehkraftübertragungen an den vorhandenen Tragelementen, welche, wie vorstehend beschrieben, alle beweglich sind, vermieden.

Aus den vorstehenden Gründen wird gleichzeitig auch den Relativbewegungen in Längsrichtung entgegengewirkt, da dieses Auffangsystem verhindert, daß die Pfeiler unter der Einwirkung der in Längsrichtung auftretenden Kraftkomponente aufgrund des Erdstoßes in Schwingungen geraten, indem eine Gleitbewegung aufgrund der thermischen Gegebenheiten und der allmählichen Deformationen ermöglicht wird.

Im besonderen ist festzustellen, daß die in Längsrichtung gleitende Doppelgehäusestruktur im Inneren der Trägerkonstruktion, in die die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht wird, den Einbau bereits im Stadium der Auslegung der Trägerkonstruktion ermöglicht bzw. erleichtert, wobei Abweichungen bei der Auslegung in der Größenordnung von mehreren Zentimetern akzeptabel sind.

Die vorstehend beschriebene Konstruktion ermöglicht darüber hinaus die volle Demontage sowie gegebenenfalls den Einsatz der beschriebenen antiseismischen Vorrichtung, ohne ein Anheben der Trägerkonstruktion erforderlich zu machen, wobei der Vorgang der Demontage weiter durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung in Form der dreifach geteilten Kolbenstange erleichtert wird.

Die Auffangvorrichtung nach der Erfindung, welche speziell für die Verwendung an Brücken und Viadukten mit isostatisch angebrachten Trägerkonstruktionen ausgelegt ist, läßt sich vorteilhafterweise auch bei Trägerkonstruktionen mit kontinuierlicher Bogenführung verwenden, jedoch ist der Kolbenhub auch als Funktion der allmählichen Deformationen, entsprechend der Länge der kontinuierlichen Bogenabschnitte, auszulegen.

Als konstruktive Variante ist als Alternative zu dem doppelt wirkenden Kolben in Abhängigkeit von dem festen Lager der Trägerkonstruktion eine Ausführungsform vorgesehen, bei welcher in der prismaförmigen Basis und an den einander gegenüberliegenden Querflächen zwei Hohlgehäuse mit einer entgegenwirkenden Materialschicht am Boden vorgesehen sind, welche zwei zylindrische Elemente enthalten, deren Enden als sphärische Schalen ausgebildet sind, die das Gegenstück zu Plattenelementen mit konkaven Außenflächenteilen bilden, um nur solche Verschiebungen abzufangen, die sich aus der Drehbewegung des mittigen Körpers des festen Auffangelementes ergeben, wobei hier eine vereinfachtere Form gegeben ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Sprengdarstellung der erfindungsgemäßen Konstruktion;

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung der Fig. 1, aus welcher der doppeltwirkenden Kolben mit seiner Lagerung hervorgeht;

Fig. 3A eine Draufsicht auf die eingebaute Vorrichtung;

Fig. 3B eine Draufsicht auf die Bodenplatte;

Fig. 4 einen Mittelschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A nach Fig. 4 und 6;

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich nach Fig. 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche mit dem festen Lager verbunden ist;

Fig. 6A eine Teilansicht eines Senkrechtschnitts in Längsrichtung durch einen Teil des prismaförmigen mittigen Körpers gemäß einer alternativen Ausführungsform, welcher dem festen Kopf zuzuordnen ist;

Fig. 7 einen Senkrechtschnitt in Querrichtung durch die Vorrichtung nach Fig. 1 der Erfindung;

Fig. 8A, 8B und 8C einen Schnitt in Querrichtung bzw. in Längsrichtung sowie eine Draufsicht auf einen Pfeiler einer Caisson-Trägerkonstruktion, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung Verwendung findet; und

Fig. 9A, 9B und 9C einen Schnitt in Querrichtung bzw. in Längsrichtung sowie eine Draufsicht auf einen Pfeiler einer Balken-Trägerkonstruktion, in welcher die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung Verwendung findet.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung in zwei Teile A und B unterteilt ist, welche jeweils einstückig mit einer Trägerkonstruktion 7 und einem pfeilerartigen Vorsprung verbunden ist.

Teil A zeigt ein Gehäuse 1 für einen Zapfen 2 eines die Basis bildenden mittigen prismaförmigen Körpers 3, welcher beispielsweise aus 30NiCrMO 12 UNI 7845-Stahl besteht und über eine Mörtel- oder Harzschicht 4 einstückig mit einem zylindrischen Gegengehäuse 5 verbunden ist (in Fig. 1 nicht dargestellt), wobei das zylindrische Gegengehäuse 5 in einer zylindrischen Aufnahme bzw. einem Gehäuse 6, welches einstückig mit dem Träger 7 verbunden ist, verschiebbar angeordnet ist. Das Gehäuse 1 des Zapfens 2 ist an seiner Außenseite mit radial angeordneten Rippen 8 versehen, um die Berührungsfläche mit dem Füllmaterial zu vergrößern.

Aus Teil B der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ersichtlich, daß der Zapfen 2 mit dem die Basis bildenden mittigen prismaförmigen Körper 3, in welchem sich ein Gehäuse eines doppeltwirkenden Kolbens befindet, einstückig verbunden ist, wobei der Kolben beispielsweise aus gehärtetem und angelassenem C40 UNI 7845-Stahl (siehe Fig.2) besteht und eine Kolbenstange 9 mit einem Kolben 10 aufweist, deren Enden 11 und 12 kalottenförmig ausgebildet sind, Schale aufweisen und zwei konkaven Ausnehmungen 13 und 14 aus beispielsweise rostfreiem NiCr 18/8-Stahl entsprechen, welche an den Seitenoberflächen von in Querrichtung verlaufenden Platten 15, 16 zur Aufnahme von Stößen in Längsrichtung gleiten können.

Zwei mit einem Außengewinde versehene zylindrische Muffen 24 und 25 sind an der Außenoberfläche der Stange 9 vorgesehen, wobei die Muffen so ausgelegt sind, daß sie mit dem entsprechenden Innengewinde der Bohrungen der quer verlaufenden Enden des die Basis bildenden mittigen prismaförmigen Körpers 3 verbindbar sind. Die Platten 15 und 16 sind drehbar über Zapfen 17 in den Seitenteilen 18 und 19 für die Aufnahme in Querrrichtung erfolgender Stöße gelagert, welche mit einer Bodenplatte 27 einstückig verbindbar sind. Die Bodenplatte kann dabei aus Fe 430 UNI 7070-Stahl hergestellt und über ein System, bestehend aus einer Befestigungsschraube 20 in einer Ankerbuchse 21, einem Ankerstift 22 und einer Ankerplatte 23, befestigt werden. Der Pfeil in der Figur verweist auf die Verschiebungen in vertikaler, horizontaler und in Längsrichtung sowie auf die Drehbewegungen in der horizontalen und vertikalen Längsebene des Aufnahmeelementes. Fig. 3A zeigt die an der Bodenplatte befestigte Vorrichtung nach Fig. 1.

Folgende Bauteile sind dargestellt; der mit dem die Basis bildenden mittigen prismaförmigen Körper 3 verbundene Zapfen 2, die zylindrischen Muffen 24 und 25, durch welche sich die Kolbenstange 9 hindurchbewegt, die Enden 11, 12 in Form von Kalotten, welche den konkaven Ausnehmungen 13 und 14 entsprechen und an den Seitenoberflächen der Platten 15 und 16 zum Auffangen von Stößen in Längsrichtung gleiten können, wobei diese beispielsweise aus FeC 520 UNI 3158-Stahl bestehen und über die Zapfen innerhalb des Seitenteile 18 und 19 für die Aufnahme von Querstößen angeordnet sind.

Desgleichen sind aus verstärktem Hartgummi bestehende Platten 26 zum Auffangen von Stößen zwischen dem Körper 3 und den Seitenteilen 18 und 19 zum Auffangen von Stößen in Querrichtung ersichtlich, wobei die Seitenteile an der Bodenplatte 27 mittels Schrauben 20 befestigt sind und vorzugsweise aus Gummi auf Elastomerbasis mit dünnen Stahlblecheinlagen bestehen.

Fig. 3B zeigt die Bodenplatte 27 mit ihren Ankerbuchsen sowie die Bohrungen für den Ankerstift 22 zum Befestigen der Seitenteile 18, 19 zum Auffangen seitlicher Stöße (nicht dargestellt) genauer.

Fig. 4 und 6 zeigen die Vorrichtung nach Fig. 1 mit dem Füllmaterial 4, wodurch das Gehäuse 1 des Zapfens 2 einstückig mit dem Gegengehäuse 5 verbunden ist. Das Füllmaterial wird dabei in den hohlen Raum durch ein Einspritzrohr 28 verbracht.

Fig. 4 zeigt Längsschlitze 29, 30 in dem Kolben 10 im einzelnen, über welche eine Flüssigkeit hoher Viskosität von einer Kammer des Zylinders in eine andere strömen kann.

Fig. 6 zeigt einen Kolben 10 ohne Schlitze. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Kolbenstange 9 in drei Teile unterteilt, welche miteinander über die axialen Zapfen 31 in Verbindung stehen.

Mit dem Bezugszeichen 32 ist ein sphärisches Gelenkelement versehen, welches beispielsweise aus rostfreiem NiCr 18/8-Stahl besteht und sich in einer konkaven Passung 33 der Bodenplatte 27 befindet.

Fig. 6A zeigt eine alternative Ausführungsform des mittigen Körpers 3′, der so ausgebildet ist, daß er anstelle der Stange 9 mit ihren Enden 11 einen ähnlichen Teil, dessen Ende mit 11′ bezeichnet ist, bildet. Dieses Ende weist in seinem äußersten Bereich das Gegenstück zu der konkaven Ausnehmung 13 auf, welches auf der Seitenoberfläche der Platte 15 gleiten kann, und an der der anderen Seite entsprechenden Stelle ist es mit einer Schicht 39 eines federnden Materials, vorzugsweise Kunststoff, versehen.

Fig. 5 zeigt das Kopplungssystem der beiden Grundteile A und B der Vorrichtung im einzelnen. In diesem System bestehen alle Zylinder aus Fe 510 UNI 7070. Fig. 7 zeigt das Tragsystem der Seitenteile 18, 19 zum Auffangen von seitlichen Stößen, welche mit der Bodenplatte 27 über Längszähne 34 und Querzungen 35 (siehe Fig. 4 und 6) sowie über das sphärische Gelenk 32 befestigt sind, das sich in der konkaven Passung 33 in der Bodenplatte 27 befindet.

Das Befestigungssystem zwischen den Seitenteilen 18, 19 zum Auffangen von Querstößen und der Bodenplatte 27 umfaßt die in den Ankerbuchsen 21 gehaltenen Befestigungsschrauben 20, den Ankerstift 22 und die Ankerplatten 23. Fig. 8A, 8B und 8C sowie 9A, 9B und 9C zeigen klar die besondere Anordnung der Vorrichtung 36 nach der vorliegenden Erfindung an den inneren Wölbungsflächen 37 der Trägerkonstruktion 7 sowie mittig gegenüber der genannten Konstruktion an dem Pfeiler 38, sowie die Anordnung zweier Vorrichtungen 36 für zwei aufeinanderfolgende Bogen der Caisson- oder Kasten-Trägerkonstruktion 7 (Fig. 8C) der Balken-Trägerkonstruktion (Fig. 9C).

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform im einzelnen erläutert. Dabei wird für die antiseismischen Auffangelemente bei Eisenbahnbrückenträgern (ein Element für jeden Trägerkonstruktionskopf) ein Gewicht von 120 metrischen Tonnen zugrundegelegt.

Die verschiedenen Bauteile der Vorrichtung wurden statischen Erprobungstests unterworfen, deren Ergebnisse in bezug auf Beanspruchung und spezifische Spannungs- bzw. Belastbarkeitscharakteristiken aus Nachstehendem hervorgehen.

Für die verschiedenen Elemente und Bauteile wurden Materialien mit einer Spannungsbelastbarkeit wie angegeben bevorzugt.

Bewegliches Aufnahmeelement Querelement

Wirkung der Vorrichung in Längsrichtung:
Biegemoment an der Mittellinie M_T1=12 600 000 kg mm
Scherbeanspruchung an der Mittellinie: T_T1=60 000 kg
Maximale Zugbeanspruchungen an der Mittellinie des Trägers:

s_T1 = 18,85 kg/mm²
τ_T1 = 3,94 kg/mm²

Die ideale Zugbeanspruchung ist: σ_iT1 = 6,82 kg/mm²
Biegemoment an dem festen Endabschnitt der Tragzapfen:
M_T2 = 1 500 000 kg mm
Scherbeanspruchung:
T_T2 = 60 000 kg
Maximale Zugbeanspruchungen:
σ_T12 = 15,27 kg/mm²; σ_T12 = 10,57 kg/mm²
Ideale Zugbeanspruchung:
σ_iT2 = 18,30 kg/mm²

Zur Anwendung kommen soll ein Fe 510 UNI 7070-Stahl, dessen zulässige Dehnfestigkeit

σ_p = 21 kg/mm² ist.

Seitenteil a) Auf die Vorrichtung einwirkende transversale Kräfte

Die transversale Belastung F beträgt 120 000 kg.
In dem am stärksten beanspruchten Teil:
Biegemoment:
M_F = 8 250 000 kg mm
Scherbeanspruchung:
T_F = 50 000 kg
Maximale normale Zugfestigkeit
σ_F = 20,53 kg/mm²
Maximale Scherbeanspruchung:
τ_F = 7,77 kg/mm²
Ideale Zugbeanspruchung:
σ_iF = 13,45 kg/mm²

b) Auf die Vorrichtung einwirkende Kräfte in Längsrichtung

Der am meisten beanspruchte Teil der Seitenkonstruktion ist der mit der Bohrung für die Aufnahme des Zapfens des Querelementes versehene Teil.

Maximale Belastung jedes Zapfens:
R_T = 60 000 kg
Maximale normale Zugbeanspruchung:
σ_FTX = 13,78 kg/mm²
Scherbeanspruchung:
τ_FT = 10,59 kg/mm²
Ideale Zugbeanspruchung:
σ_iFT = 18,34 kg/mm².

Es kann dasselbe Material verwendet werden wie für das Querelement, wenn es sich um ein Fachwerk handelt. Ansonsten darf der für das Gußstück zu verwendende Stahl in seinen mechanischen Eigenschaften nicht unter denen eines Fe 510 D UNI 7070-Stahls liegen.

Verankerungsstift

Maximale Belastung des Stiftes:
R_B = 50 000 kg
Zu verwendende Schrauben:
M 52×3 UNI 5740-65
Normale Zugbeanspruchung:
σ_v = 27,32 kg/mm².

Das für die Schrauben zu verwendende Material gehört der Klasse 8,8 an.

Mittiger Körper

Biegemoment an der Arbeits- bzw. Nutzlinie des unteren Trägers:

M_I = 23 583 337 kg mm
Maximale Scherbeanspruchung am unteren Träger:
T_I = F = 120 000 kg
Maximale normale Zugfestigkeit:
σ_I = 22,56 kg/mm²
Maximale Scherbeanspruchung: τ_I = 4,36 kg/mm²
Ideale Zugbeanspruchung:
σ_iI = 7,55 kg/mm²
Maximale Scherbeanspruchung am oberen Träger:
τ_s = 9,24 kg/mm²
Ideale Zugbeanspruchung:
σ_is = 16,00 kg/mm²

Bezüglich des Gewindeteils der beiden Köpfe sind die Ergebnisse folgende:

Maximale normale Zugbeanspruchung:
σ_F = 6,15 kg/mm²
Maximale Scherbeanspruchung:
τ_F = 10,01 kg/mm²
Ideale Zugbeanspruchung:
σ_iF = 17,33 kg/mm²
Spezifischer Druck an der Seite des Schraubengewindes:
p_SF = 5,37 kg/mm²
Maximale Zugfestigkeit, bestimmt an dem "MITTIGEN KÖRPER":
σ_mx = 22,56 kg/mm².

Für die Konstruktion dieses Bauelementes kann ein gehärteter und angelassener Stahl vom Typ 40 Cr UNI 5232-64 verwendet werden.

Druckkolben

Spezifischer Druck am sphärischen Kopf der Stange:
P_ss = 18,86 kg/mm²
Maximaler Druck der Innenflüssigkeit:
P_i = 628 kg/cm².

Bei solchen Werten des maximalen Drucks können bekannte Dichtungen Verwendung finden, welche bei Arbeitsdrücken von bis zu 700 kg/cm² verwendet werden können.

Auf die Schulter ausgeübter Druck:
F_ps = 41,308 kg
Scherbeanspruchung:
τ = 3,08 kg/mm²
Ideale Zugbeanspruchung:
σ_lps = 5,3 kg/mm².

Dieses Bauelement kann ebenfalls mit Fe 510 UNI 7070-Stahl hergestellt werden.

Festes Auffangelement

Die mit einer solchen Vorrichtung durchzuführenden statischen Erprobungstests sind in Analogie zu den mit dem beweglichen Auffangelement durchgeführten Tests vorzunehmen, sowohl bei der Ausführungsform, bei welcher der schlitzlose doppeltwirksame Kolben Verwendung findet, als auch bei der Ausführungsform mit den beiden zylindrischen Körpern in der prismaförmigen Basis.

Es ist zu bemerken, daß bei der Untersuchung der Vorrichtung die Betriebsspannungen von wesentlicher Bedeutung sind, indem diese Spannungen, wenngleich sie sehr viel geringer sind als die aufgrund seismischer Stöße auftretenden Spannungen, sehr viel häufiger sind.

Claims (7)

1. Brücke oder Viadukt und dergleichen, mit auf Pfeilern ruhenden Trägern, wobei zwischen den Trägerunterseiten und den Pfeilern durch Erdbeben erzeugte Schwingungen dämpfende Lager angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils ein Lager an einem Trägerende an der Längsmittelebene des Trägers (7) angeordnet ist,
daß jedes Lager einen zentralen prismaförmigen Körper (3) und der Körper (3) an seiner Unterseite Gleiteinrichtungen aufweist, die auf in einer Bodenplatte (27) eingelassenen Kalotten (32) ruhen, daß der Körper (3) an seiner Oberseite mit mindestens einem vertikalen Zapfen (2) versehen ist, der in einem zylindrischen Gehäuse (1) gleitet,
daß das Gehäuse (1) mit einem Gegengehäuse (5) verbunden ist, das seinerseits in einer zylindrischen Aufnahme (6) gleitet, die starr mit dem Träger (7) verbunden ist,
daß der Körper (3) in seinem unteren Bereich eine Längsbohrung aufweist, in der ein Kolben (10) mit durchgehender Kolbenstange (9) angeordnet ist, die in an den Enden der Längsbohrung angeordneten Muffen (25) gleitend geführt ist, wobei die durch den Kolben (10) gebildeten Kammern eine Flüssigkeit hoher Viskosität enthalten,
daß die Muffen (25) ein Außengewinde aufweisen, das in ein Innengewinde in der Längsbohrung eingreift,
daß die Enden (11, 12) der Kolbenstange kalottenförmig ausgebildet sind und in konkave Ausnehmungen (13, 14), die in Platten (15, 16) vorgesehen sind, gleitend eingreifen,
daß die Platten (15, 16) mittels Zapfen (17) drehbar in Seitenteilen (18, 19) gelagert sind, die parallel zur Kolbenstange (9) angeordnet und an ihren Unterseiten jeweils mit Längszähnen (34) und Querzungen (35) versehen sind, die mit der Bodenplatte (27) korrespondieren,
daß die Bodenplatte (27) mit den Seitenteilen (18, 19) mittels Befestigungsmittel (20, 21, 22, 23) verbunden ist und
daß zwischen den Seitenteilen (18, 19) und dem Körper (3) mehrere Schichten aus verstärktem Hartgummi angeordnet sind.

2. Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit dem Gegengehäuse (5) mittels einer Mörtel- oder Harzschicht (4) zwischen diesen starr verbunden ist.

3. Brücke nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (9) in drei Teile unterteilt ist, welche miteinander mittels zweier Zapfen entlang ihrer Achse verbunden sind.

4. Brücke nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffen (25) an der zur Kolbenstange (9) weisenden Fläche mit Dichtungen versehen sind.

5. Brücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung zwischen der Bodenplatte (27) und den Seitenteilen (18, 19) aus einer Befestigungsschraube (20), aus einer Ankerbuchse (21), die mit der Bodenplatte (27) verschweißt ist sowie aus einem weiteren Befestigungselement in der Bodenplatte (27) besteht.

6. Brücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) mit Längsschlitzen (29) versehen ist.

7. Brücke oder Viadukt und dergleichen, mit auf Pfeilern ruhenden Trägern, wobei zwischen den Trägerunterseiten und den Pfeilern durch Erdbeben erzeugte Schwingungen dämpfende Lager angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Lager am ortsfesten Trägerende in der Längsmittelebene des Trägers (7) angeordnet ist,
daß jedes Lager einen zentralen prismaförmigen Körper (3′) und der Körper (3′) an seiner Unterseite Gleiteinrichtungen aufweist, die auf in einer Bodenplatte (27) eingelassenen Kalottenruhen,
daß der Körper (3′) an seiner Oberseite mit mindestens einem vertikalen Zapfen (2) versehen ist, der in einem zylindrischen Gehäuse (1) gleitet,
daß das Gehäuse (1) mit einem Gegengehäuse (5) starr verbunden ist, das seinerseits mit einer zylindrischen Aufnahme (6) gekoppelt ist, die starr mit dem Träger (7) verbunden ist,
daß der Körper (3′) an zwei einander gegenüberliegenden Querflächen mit zwei Ausnehmungen versehen ist, in denen jeweils ein Teil (11′) mit einer kalottenförmigen Oberfläche und zwischen dem Teil (11′) und dem Boden der Ausnehmung eine Schicht (39) aus federndem Material eingesetzt ist,
daß die kalottenförmigen Oberflächen jeweils in konkave Ausnehmungen (13, 14), die in Platten (15, 16) vorgesehen sind, gleitend eingreifen,
daß die Platten (15, 16) mittels Zapfen (17) drehbar in Seitenteilen (18, 19) gelagert sind, die senkrecht zu den Achsen der Zapfen (17) angeordnet und an ihren Unterseiten jeweils mit Längszähnen (34) und Querzungen (35) versehen sind, die mit der Bodenplatte (27) korrespondieren,
daß die Bodenplatte (27) mit den Seitenteilen (18, 19) mittels Befestigungsmittel (20, 21, 22, 23) verbunden ist und
daß zwischen den Seitenteilen (18, 19) und dem Körper (3′) mehrere Schichten aus verstärktem Hartgummi angeordnet sind.