DE69367C

DE69367C - Spannungsmesser für Brücken

Info

Publication number: DE69367C
Application number: DENDAT69367D
Authority: DE
Original assignee: M. balcke in Düsseldorf, Elisabethstr. 36
Anticipated expiration: 1912-10-02

Description

KAISERLICHES /f

Das Instrument hat den Zweck, bei Be-. lastung eiserner Brücken die Verlängerung oder Verkürzung einzelner Brückentheile zu messen, daraus deren Spannung innerhalb der Elasticita'tsgrenze und so die Gröfse der bestehenden • Betriebssicherheit festzustellen.

Das Instrument besteht aus folgenden Theilen:

1. zwei Klemmen α und b, die an den zu prüfenden Brückentheilen so befestigt werden körinen, dafs die zu messende Länge zwischen den Schrauben c ein bestimmtes Mafs, etwa ι m beträgt; α dient als fester, b als beweglicher Punkt beim Messen;

2. einem Zeiger (Rohr) d, in α fest, in b verschiebbar, ,'trägt in b zwei Mefsspitzen χ und x^l, jede mit einem Theilstrich; Spitze χ dient zum Messen des gezogenen, jt¹ zum Messen der gedrückten Brückentheile;

3. einem Widerlager e zwischen den Spitzen χ und jr¹; dasselbe ist auf der Klemme b mittelst der Schrauben // verstellbar und durch Prisma mit kleinen Schrauben zu befestigen;

4. einem Keilmafsstab g\ dient zum Messen zwischen e und χ oder e und je¹.

Die Länge eines vorübergehend belasteten Brückentheiles nimmt im Verhältnifs der Belastung zu oder ab, so lange die Elasticitäts-' grenze nicht überschritten wird. Deshalb kann aus der elastischen Verlängerung oder Verkürzung, des Brückentheiles die Spannung desselben gemessen werden, wenn die Theilung des Keilmafsstabes der Festigkeit des Brückenmaterials entspricht. Um diese Theilung herzustellen, wird das Instrument an¹ einem Probestab des gleichen Materials befestigt, der Stab nach einander mit 1, 2, 3 u. s. w. kg auf jeden Quadratmillimeter seines Querschnittes belastet bis zur Elasticitätsgrenze, und in jedem Falle^; der Theilstrich der Mefsspitze χ auf den Keilmafsstab g übertragen, welcher sodann für den Gebrauch bereit ist.

Das Messen der Längenänderung eines Brückentheiles bei Belastung der Brücke geschieht, indem der Keilmafsstab zwischen das bewegliche Widerlager e und die feste Mefsspitze χ oder χ' geschoben wird, so dafs der Zwischenraum ausgefüllt ist.

Angenommen, derElasticitätsmoduI des Eisens ist 20 000. Wird der Brückentheil mit 1 kg auf ι qmm seines Querschnittes belastet, so ist dessen Längenänderung auf 1 m Mefslänge

m = 0,05 mm.

Der Keilmafsstab

20000

habe auf 100 mm Länge eine Breitenzunahme von 2 mm; ein Theil von 1 mm Mafsstablänge entspricht somit der Bewegung des Widerlagers e von 0,02 mm. Der Keilmafsstab wird daher in dem gegebenen Falle um 2,5 mm vorrücken, um den Raum zwischen e und χ auszufüllen. Die um 1 kg auf 1 qmm erhöhte Spannung des Brückentheiles ist somit direct vom Keilmafsstabe abzulesen.

Die statische Berechnung ergiebt die Spannung der einzelnen Brückentheile durch das Eigengewicht der Brücke, das Instrument ergiebfdie Spannung durch Belastung der Brücke. Wird daher vor Beginn der Belastung die Oeffnung ex mittelst der Schrauben// auf dasjenige Mafs gestellt, welches auf dem Keilmafsstabe die Spannung aus dem Eigengewicht der Brücke angiebt, so wird bei Belastung der-

Claims

selben auf dem Keilmafsstabe die gesammte Spannung des Brückentheiles abzulesen sein. Da ferner auf dem Keilmafsstabe die Elasticitatsgrenze verzeichnet ist, so ist die Gröfse der Betriebssicherheit des Brückentheiles ohne Weiteres festzustellen, und zwar ohne mehr als die gewöhnliche Betriebslast als Probebelastung aufzubringen.

Da eine persönliche Beobachtung des Instrumentes bei rollender Belastung der Brücke oft ausgeschlossen ist, so arbeitet das Instrument, nachdem man es eingestellt hat, selbstregistrirend. Ist dessen Befestigung an dem Brückentheil in der Art möglich, dafs der Keilmafsstab senkrecht steht, so sinkt derselbe durch sein Eigengewicht in die vergröfserte Oeffhung e χ oder e je¹. In anderen Lagen des Instrumentes mufs durch Faden, Röllchen und Gewicht die Selbstbewegung des Keilmafsstabes unterstützt werden. Die Mefsspitzen χ und x^l sind mit Schiebern i i verbunden und werden durch Federn k Ic in ihrer Mefslage erhalten. Die Federn sind stark genug, um von der Selbstbewegung des Keiimafsstabes nicht beeinflufst zu werden, halten hingegen nach Beendigung der Belastung den Keilmafsstab in der Lage fest, welche ihm während der Belastung gegeben wurde.

Das Instrument ist geeignet, die Mängel zu ersetzen, welche dem bisherigen Verfahren der Probebelastungen eigen waren. Im besonderen sind aufser den Spannungen in den einzelnen Theilen der Tragwände auch die seeundären Spannungen der Gurtungen, hervorgerufen durch einseitige Querträgerbelastung, durch Seitenbelastung der Tragwände in Bahncurven und bei Winddruck zu messen, wenn ein Instrument an der inneren und ein zweites an der äufseren Kante der Gurtung befestigt wird.

Ferner sind die Spannungen der waagrechten Diagonalstäbe bei Bahncurven und Winddruck, sowie die Spannungen in Querträgern, Schwellenträgern und kleinen Brücken zu messen. Auch..·.; ist durch das Instrument festzustellen, ob und in welchem Mafse bei häufig wiederkehrenden Belastungen eine Lockerung des Gefüges und Verminderung der Widerstandsfähigkeit eintritt, ■ λνεηη in gröfseren Zeiträumen gleiche Messungen ausgeführt werden, da eine Lockerung des Ge- ^Λ füges auch eine Steigerung der elastischen Längung oder Kürzung der einzelnen Brückentheile zur Folge haben mufs. Diese Steigerung \ ist mittelst des Instrumentes zu erkennen, wenn anstatt der einfachen Theilstriche auf den Mefsspitzen χ und x^l ein Nonius in Anwendung kommt. ■

Die Sicherheit des Messens und die Wahrheit des Mefscrgebnisses sind durch die Einfachheit des unmittelbaren Messens der Liingenänderungen der belasteten BrUckentheile gewährleistet.

Patent-Ansρruch:

Ein Spannungsmesser für Brückenbelastungen, bestehend aus einer an dem zu prüfenden Brückentheile befestigten Stange d mit zwei durch Federn gehaltenen, verschiebbaren Knaggen i i, einem mit Angabe der Elasticitätsgrenze versehenen Keilmafsstab g und einem ebenfalls an dem Brückentheil befestigten, zwischen den · an der Stange d befindlichen Knaggen χ und je¹, befindlichen Steg e, so dafs der zwischen den Steg und die Knagge χ oder die Knagge x^l einzulegende Keilmafsstab die Längenänderungen des beanspruchten Brückentheiles mifst und zugleich feststellt, wie weit die Bean^ spruchung noch von der Elasticitätsgrenze entfernt ist. . .

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.