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Rollenauflager für Bauteile Zur Überbrückung von irgendwelchen Hindernissen
(Tälern, Flüssen usw.) bei Brücken, Raumüberspannungen, z. B. im Hochbau, werden
Tragwerke verwandt, die sich gemäß ihren Auflagerbedingungen als Balken, Bogen usw.
darstellen. Bei den als Balken bezeichneten Tragwerken treten aus den darauf wirkenden
senkrechten Lasten ebenfalls nur senkrechte Auflagerdrücke auf, während bei den
Bogentragwerken der senkrechten Belastung auch schräg gerichtete Auflagerdrücke
entsprechen, die sich in senkrechte und waagerechte Teilkräfte zerlegen lassen.
Es ist auch öfter vorgekommen, daß Tragwerke, die in ihrer endgültigen Form als
Bogen wirken sollen, während der Aufstellung oder für die auf dieses Tragwerk wirkenden
ständigen Lasten als Balken ausgebildet und erst nach der Fertigstellung für die
Bogenwirkung hergerichtet wurden. Bei den als Balken ausgebildeten Tragwerken ist
das eine Lager gewöhnlich fest und das zweite sowie bei mehreren Öffnungen die übrigen
längs beweglich auf waagerechten Bahnen angeordnet. Bei den Bogenträgern, z. B.
bei den sogenannten Zweigelenkbogen, sind die Auflager so ausgebildet, daß die Auflagerkräfte
durch die theoretischen Mittelpunkte dieser meist zylinderförmig ausgebildeten Gelenkbolzen
gehen.
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Bei der Wiederherstellung zerstörter Brücken werden Pfeiler und Widerlager,
soweit sie noch brauchbar sind, meist wieder aufgebaut und für das neue Tragwerk
nutzbar gemacht. Diese Bauteile entsprechen gewissen Auflagerkräften (senkrechten
und gegebenenfalls auch waagerechten). Soll das neue Tragwerk durch größere Breite
und erhöhte Verkehrslast den modernen Anforderungen entsprechen, so werden die Auflagerkräfte
oft zu groß werden, als daß sie von den vorhandenen Bauteilen ganz aufgenommen werden
können. Ist z. B. bei einem Pfeiler einer Bogenbrücke der
Horizontalschub
der neuen Brücke größer als bei der früheren, so muß nach Mitteln gesucht werden,
diesen überschießenden Rest in geeigneter Form aufzunehmen, aus wirtschaftlichen
Erwägungen aber die Pfeiler bis an die Grenze ihrer Standsicherheit zu belasten.
Aber auch bei neuen Tragwerken wird es sich oft als zweckmäßig erweisen, Pfeilern
und Widerlagern waagerechte Kräfte zuzuweisen, die sie vermöge ihrer aus sonstigen
Gründen erforderlichen Bauweise aufnehmen können und damit dem Tragwerk selbst,
das bisher als Balken ausgebildet war, eine gewisse Bogenwirkung zuzuweisen. Dadurch
werden alle Bauteile einer Brücke, Tragwerk sowohl wie Pfeiler oder Widerlager,
soweit als möglich ausgenutzt.
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Um diesen Zweck zu erreichen, ist es erforderlich, die Aufla.gerpunkte
des Tragwerkes so auszubilden, daß sowohl eine Balkenwirkung als auch eine Bogenwirkung
erzielt werden kann. Dies -wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß den Abwälzflächen
für die Auflagerrallen nicht die übliche waagerechte, sondern eine geneigte, in
Bewegungsrichtung sowie gegeneinander, insbesondere konkav gekrümmte Form gegeben.
wird. Welche Form im einzelnen gewählt wird, ergibt sich aus den jeweils vorliegenden
Auflagerbedingungen. Einige Beispiele mögen das Anwendungsgebiet klarmachen.
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Von einer zerstörten Bogenbrücke ist der Mittelpfeiler noch brauchbar.
Es läßt sich errechnen, welchen Horizontalschub er auf Grund seiner Aus-Bildung
aufnehmen kann. Dieser wird mit H" bezeichnet. Aus der Bogenform für die neu zu
erbauende Brücke und den tatsächlichen Kräften aus ständigen Lasten und Verkehr
ergibt sich für zwei ungleich große Seitenöffnungen A und B ein Horizontalschub
A von HgA und aus der bffnung B, entgegengesetzt gerichtet, von HgB. Da beide zu
gleicher Zeit wirken, bleibt immer die Differenz zwischen den beiden Schüben HgA
und HgB wirksam. Falls beide gleich groß sind., heben sie sich auf.
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Bei Verkehrslast, die wechselnd in der einen oder anderen öffnung
oder in beiden Öffnungen wirken kann; ergeben sich die ungünstigsten Fälle für Belastung
im Feld A mit HPA und im Feld B
mit HPB, jede einzeln zu betrachten bei der
Pfeilerbeanspruchung und außerdem die Summe bzw. Differenz aus beiden. Dazu treten
selbstverständlich die jeweiligen senkrechten Auflagerdrücke. Überschreitet nun;
nach der einen oder anderen Seite des Schubes gerechnet, die Summe der Kräfte das
oben bezeichnete H"" das bei symmetrischer Bauweise des Pfeilers nach beiden Seiten
gleich groß ist, so ist es zweckmäßig, das Tragwerk zunächst als Bogentragwerk wirken
zu lassen und erst von einer bestimmten Lastgröße ab die Balkenwirkung einzuschalten,
die durch die obenstehend bezeichnete Schräglage oder Kurvenlage der Rollenbahn
erreicht werden kann. Dadurch ist gewährleistet, daß der Pfeiler nicht über das
ihm vermöge seiner Bauweise zumutbare Maß hinaus beansprucht «-erden kann. Das Vorstehende
trifft natürlich auch bei einem Neubau zu, wenn es sich z. B. darum handelt, einem
Pfeiler aus Platzmangel (Offenhaltung von Querprofilen) oder aus den Eigenschaften
des Baugrundes heraus gewisse Größtabmessungen für die Grundfläche zu geben. Auch
hier kann davon ausgegangen werden, diesem Pfeiler Abmessungen zu geben, die ihn
nur einen Teil der horizontalen Bogenkraft aufnehmen lassen. Dementsprechend muß
das neuartige Auflager ausgebildet werden. Für den Rest der horizontalen Bogenkraft
bzw. des Schubes aber läßt es die Aufnahme dieser Kraft nicht mehr zu, d. h. sie
verschwindet, indem das Tragwerk für diese Kräfte, d. h. für diesen Belastungsanteil,
als Balken wirkt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Führung des Bewegungsmittels
auf geneigten Bahnen erfolgen zu lassen, diese Bahnen waren indessen nicht in sich
gekrümmt, sondern ebenflächig. Außerdem konnte diese Anordnung nur in Verbindung
mit einem Gelenk benutzt werden. Bei einer Anordnung gemäß der Erfindung ist ein
solches Gelenk überflüssig.
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In den Abb. i bis q. sind einige Ausführungsbeispiele der neuartigen
Lager in schematischer Weise dargestellt. In Abb. i ist ein bewegliches Lager mit
einer Rolle i dargestellt, dessen Oberteil auf parallelen schiefen Ebenen 2, 3 abrollen
kann, bis es an den beiden Nocken q., 5, deren Krümmung dem Rollendurchmesser angepaßt
ist, seinen Anschlag findet. Dieses Lager kann statt der Rollenebene auch mit gekrümmten
Bahnen ausgeführt werden.
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Abb. 2 zeigt ein Lager mit gegengekrümmten Rollbahnen 6, 7, deren
Krümmungen die Rolle i oder mehrere Rollen umschließen, so daß die Kräfteübertragung
vom Träger 8 zum Fundament g ie nach der Stellung wechselnd eingerichtet werden
kann.
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Abb. 3 stellt das Lager gemäß Abb. i, jedoch mit gekrümmten Bahnen
io, ii und mit Anschlägen 12, 13, dar, das Anwendung findet, wenn es sich z. B.
darum handelt, stärkere waagerechte Kraftkomponenten aufzunehmen. Auch geneigt liegende
Lager wie in Abb. q. können in ähnlicher Weise ausgebildet werden und dieselben
Wirkungen hervorbringen. Statt Einzelrollen können auch mehrere Rollen denselben
Zweck erfüllen, ebenso können die Rollen durch stelzenähnliche Körper ersetzt sein.