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Brückenbauwerk od. dgl. Beider Aufnahme großer Zug- und Druckkräfte,
insbesondere bei Brücken, ist es bisweilen vorteilhaft und erwünscht, diese Kräfte
nicht einem, einzigen großen Ankerklotz bzw. in ein hierfür bestimmtes Konstruktionsglied,
sondern zwei oder mehreren Einzelfundamenten bzw. teils dem Fundament, teils dem
besonderen Konstruktionsglied zuzuführen. Die Ausführung scheitert jedoch an der
Schwierigkeit, die Kräfte auf die einzelnen Pfeiler bzw. Konstruktionsglieder in
einem im voraus bestimmten Verhältnis zu verteilen.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Einleitung von Zug-und Druckkräften in
Pfeiler oder Konstruktionsglieder, insbesondere bei Brücken, in der Weise, daB elastische
Zwischenglieder, an denen mindestens ein Anschlag fest angeordnet ist, einen Teil
der Zug- oder Druckkräfte übernehmen, während der restliche Teil der Kräfte über
den oder die Anschläge durch die Längenänderung des Zwischengliedes an Pfeiler oder
Konstruktionsglieder abgegeben wird. Bei den Längenänderungen dieses Zwischengliedes
infolge. einer bestimmten Kraft kommen die am Zwischenglied fest angebrachten Anschläge
am Pfeiler zum Anliegen, so daß eine weitere Längenänderung des Zwischengliedes
und somit eine weitere Steigerung der Kraft im Bereich zwischen Pfeiler und Anschlag
nicht mehr eintreten kann. Bei Anordnung mehrerer Pfeiler erhalten
der
letzte Pfeiler und das Zwischenglied nur die der Längenänderung des Zwischengliedes
in diesem Bereich entsprechende Kraft. Von nun an gehen die weiteren Kräfte über
den Anschlag in die weiteren Pfeiler, wobei sich der Vorgang -entsprechend wiederholt.
Legt sich der Anschlag nicht an einen starren Pfeiler, sondern an ein mehr oder
weniger elastisches Konstruktionsglied an, so ist die Längenänderung des Konstruktionsgliedes
bei der Bestimmung der vom Endpfeiler aufzunehmenden Kraft zu berücksichtigen.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. r bis 6 in vereinfachter Form Ausführungsbeispiele
der Erfindung, während Abb. 7 in Seitenansicht als Beispiel eine Einrichtung zum
Ausgleich der durch Temperaturwechsel hervorgerufenen Längenänderungen eines Konstruktionsgliedes
zeigt.
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Ih Abb. z bedeuten a und b zwei feste Pfeiler und Z eine Kraft, die
an die Pfeiler abgegeben werden soll. Die Kraft Z schließt im Punkt e an das elastische
Zwischenglied c (z. B. ein Drahtseil) an, das im Punkt f mit dem Pfeiler d fest
verbunden und durch eine Öffnung g im Pfeiler b reibungslos geführt ist. Der mit
dem Zwischenglied c fest verbundene Anschlag d liegt im spannungslosen Zustand des
Zwischengliedes in einem Abstand 3 vor der Öffnung g des Pfeilers b. Dieser Zwischenraum
wird so gewählt, daß er gleich der Längung des elastischen Zwischengliedes auf der
Strecke f-d infolge der Kraft Z1 ist, so daß sich der Anschlag d an den Pfeiler
b anlegt. Ist die Längenänderung 3 eingetreten, dann ist das Zwischenglied c im
Bereich a-b durch die Kraft Z1 beansprucht, und somit bekommt der Pfeiler a auch
nur die Kraft Zi, während der Unterschied zwischen Z und Z1 durch den Anschlag d
an den Pfeiler b abgegeben wird.
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Die Einschaltung von weiteren Pfeilern zwischen d und
f ist ohne weiteres möglich. Der Zwischenraum zwischen Anschlag und Pfeiler
ist jeweils nach der dem vorhergehenden Pfeiler zugedachten Kraft und der sich hieraus
ergebenden Längenänderung zu berechnen.
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Abb. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine verankerte Hängebrücke.
Hier sind schräg wirkende Kabelzugkräfte Z und Z' an den Punkten d und d' noch zerlegt
in je eine Horizontalkomponente und eine Vertikalkomponente. Während die Vertikalkomponente
durch je zwei Zugpendel in die . Pfeiler b bzw. b' geleitet werden, übertragen die
elastischen Zwischenglieder c und c' die Horizontalkomponenten nach den Pfeilern
a bzw. a' bis zu der Größe, die in den Zwischengliedern die Längungen
3 bzw. 3' erzeugen und die Anschläge d bzw. d' zum Anliegen kommen,
so daß die weiteren Horizontalkräfte in die Pfeiler b bzw. b' geleitet werden.
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Statt an den Pfeiler kann sich der Anschlag gemäß Abb. 3 auch an den
Versteifungsträger lt
der Brücke, also an ein Konstruktionsglied anlegen.
Da der Versteifungsträger nicht als vollkommen starr angesehen werden kann, sind
in diesem Falle die elastischen Formänderungen dieses Konstruktionsgliedes zu berücksichtigen,
d. h. die Kraft Z1 wächst nach dem Anliegen des Anschlages an den Versteifungsträger
noch um die Kraft, die durch die weitere Längung des Zwischengliedes c infolge der
Verkürzung des Versteifungsträgers entsteht, an, so daß die Gesamtlängung 3 sich
aus 31 (aus der -Längung von c bis zur Anlage an h) und 32 (weitere Längung
von c infolge Verkürzung von h) zusammensetzt. Der Versteifungsträger erhält die
Druckkraft D.
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In Abb. q. ist als elastisches Zwischenglied das Zugband c eines Bogens
eingeführt. d ist der bewegliche Anschlag und 3 der Zwischenraum zwischen Anschlag
und Widerlager a. Erreicht die Längenänderung des Zugbandes die Größe ö, so -legt
sich der Anschlag an, und die weitere Horizontalkraft wird in das Widerlager geleitet.
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In dem Beispiel der Abb. 5 ist als elastisches Zwischenglied ein Druckstab
c eingefügt. Die Wirkungsweise ist grundsätzlich die gleiche wie zu Abb. q erläutert,
nur daß an Stelle des Zugbandes der Druckstab tritt, der seine Kraft Z, an den Pfeiler
a weiterleitet, bis der Anschlag d zur Wirkung kommt. An Stelle des Pfeilers ca
kann auch ein Konstruktionsglied oder ein Konstruktionssystem treten, in das mit
Vorteil Normalkräfte eingeleitet werden, so z. B. der Untergurt eines Trägers auf
zwei Stützen, wie aus Abb. 6 hervorgeht. Hier sind B1 und B2 zwei Gelenkbögen beiderseits
des Fachwerkträgers F, deren bewegliche Auflager durch die elastischen Zwischenglieder
c und c' mit dem Untergurt h des Trägers F verbunden sind. 31 und 32 sind die Zwischenräume
zwischen Anschlag und Pfeiler. Die Verteilung der Kräfte auf die einzelnen Pfeiler
beruht erfindungsgemäß auf den Längenänderungen der elastischen Zwischenglieder
aus Normalkräften. Sind,die Bauteile außerdem noch Temperaturänderungen unterworfen,
so erleiden sie- noch zusätzliche Längenänderungen aus Temperatur. Dieser Einfluß
ist bei der Festlegung des Zwischenraumes zwischen Anschlag und Widerlager zu berücksichtigen.
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In vielen praktischen Fällen läßt sich der Einfluß der Temperaturänderung
durch besonders gesteuerte Änderung des Anschlagzwischenraumes ausschalten, insbesondere
dann, wenn der Anschlag nur vorübergehend anliegt und sich nicht dauernd unter Druck
befindet. Dies trifft z. B. bei Brücken in den Fällen zu, in denen nur der Anteil
aus Verkehrslast oder ein Teil der Verkehrslast einem zweiten Pfeiler oder Konstruktionsteil
zugeleitet werden soll,-: während der Anteil aus ständiger Last den Weg über das
elastische Zwischenglied vor dem Anliegen der Anschläge nehmen soll.
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Die Veränderung des Zwischenraumes kann erfindungsgemäß , durch Einschalten
eines keilförmigen, quer zur Längenänderung gerichteten, verschiebbaren Zwischenstückes
erfolgen, das durch die Längenänderungen der Konstruktion oder eines besonderen
Kompensators derart bewegt wird, daß die aus den Querbewegungen des Keiles sich
ergebenden Zwischenraumänderungen gleich groß, aber umgekehrt gerichtet den Längenänderungen
des Zwischengliedes bzw. des Zwischen- und
Konstruktionsgliedes
aus Temperatur ist. Als Beispiel diene ein System nach Abb. z. .Hier wird der Versteifungsträger
h der Brücke als Ausdehnungskompensator benutzt. Die Bewegung des Keiles kann durch
Hebel-, Scheren- oder Zahnradsteuerung erfolgen. In Abb. 7 ist eine Zahnradsteuerung
schematisch dargestellt. Es bedeuten a. und b zwei Pfeiler, c das elastische Zwischenglied,
d den Anschlag, h den Versteifungsträger, i und k
zwei Zahnstangen,
von denen i am Versteifungsträger h angeschlossen ist, während k mit dem Keilstück
l in gelenkiger Verbindung steht. m, zt, o
sind die Zahnräder für die Übersetzung
und p eine Führungsrolle für die Zahnstange k. Bei Bewegung des Versteifungsträgers
h in Pfeilrichtung werden die Übersetzungszahnräder srt, st, o durch die Zahnstange
i so bewegt, daß die Zahnstange k den Keil L
nach unten zieht und der
Zwischenraum ö vergrößert wird, so daß trotz der Ausdehnung des Versteifungsträgers
und des Zwischengliedes c die Breite 8 konstant bleibt. Bei umgekehrter Bewegung
des Versteifungsträgers wird der Keil nach oben geschoben, und der Zwischenraum
bleibt ebenfalls gleich groß.
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Bei einem System nach Abb. 3 würde der Pfeiler b der Abb. 7 fortfallen
und an seine Stelle der Kopf des Versteifungsträgers h treten.