954 — Direktlink
03.06.2017, 15:57 Uhr
Patent
|
Vielen Dank für die rege Argumentation.
Zunächst zu den Kräften am flexiblen und starren Seil:
Bei einem flexiblen Seil wirkt die Kraft immer in Seillängsrichtung. An der Aufhängung am Monobogen heißt dies, dass eine entsprechende horizontale Kraftkomponente wirkt, wenn das untere Ende des Seils zum Widerlager auf der Brücke gezogen wird.
Bei einem steifen Träger wirkt die Gewichtskraft stets dahin, wo sie soll, nämlich nach unten. Wenn das starre Seil horizontal ausgelenkt wird, hat dies auf die Kraftrichtung keine Auswirkungen.
Diesen Unterschied kann man leicht mit eine Federwaage überprüfen. Hängt man einen starren Träger schräg dran, so zeigt sie nach unten, bei einer Kette dagegen in Kettenlängsrichtung.
Da die Seile aus massivem Stahl bestehen, der Monobogen jedoch hohl ist, kann man die Gewichtskraft der Seile nicht vernachlässigen. Der Monobogen ist in der Bogenebene durch seine Krümmung sehr stabil, senkrecht dazu jedoch relativ leicht deformierbar. Bei einer Doppelbogenbrücke befinden sich alle Abspannungen in der Bogenebene und stellen daher kein Problem dar. Bei einem Monobogen müssen die Abspannungen aber aus der Bogenebene herauszeigen, was zu Kräften führt, die der Bogen schlecht abstützen kann. Natürlich könnte man theoretisch den Bogen steifer machen, das aber kostet mehr Material und führt zu erheblichen Mehrkosten (mehr Transporte, mehr Einzelteile, ...). Daher lässt man das und schlägt sich lieber mit den daraus resultierenden Problemen herum.
Die vom nicht gespannten Seil auf den Bogen ausgeübte Gewichtskraft ist beim starren Seil nach unten und folglich in der Bogenebene gerichtet, zeigt beim flexiblen Seil jedoch aus der Bogenebene heraus.
Beim gespannten Seil wirken natürlich noch viel höhere Kräfte, da die Gewichtskraft der gesamten Brücke abgestützt wird. Hier muss man tatsächlich sehr vorsichtig in mehreren Durchgängen spannen. Auch das ist relativ kompliziert und muss in allen Details vorausberechnet werden. Die Stahlschienen benötigt man hierzu aber nicht mehr.
Belastung des Kranauslegers:
Die Skizze von Alex ist zwar sehr anschaulich, enthält jedoch einen entscheidenden Fehler. Bei der linken Skizze mit dem flexiblen Seil steht der Kran weiter vom Seilende entfernt als bei der rechten Skizze. Genau dieser zusätzliche Abstand erzeugt die veranschaulichte, erhöhte Seitenkraft am Kranausleger. Rückt man den Kran weiter nach links, so geht der geschilderte Effekt verloren. Das Seitenkraftproblem am Kran lässt sich daher - wie üblich - durch richtige Positionierung des Kranes lösen.
Außerdem ist die Kraft im linken Bild wesentlich kleiner, da nur ein sehr kleiner Teil des Seiles am Haken hängt. Das überwiegende Gewicht wird dagegen vom Bogen abgestützt. Beim rechten Bild wird dagegen die Hälfte der Gewichtskraft vom Kran gehalten.
Übrigens, der Kran soll das Seil gar nicht spannen, sondern nur dessen Ende zum Widerlager auf der Brücke bringen. Das ist auf jeden Fall einfacher und mit geringeren Belastungen verbunden, als das erste Seilende zum Bogen zu bringen. Für diesen ersten Montageschritt muss der Kran die Gewichtskraft fast des gesamten Seiles halten. Außerdem ist die Öse des Bogens in horzontaler Richtung weiter vom Kran entfernt als des Widerlager auf der Brücke, was ebenfalls zu eine Erhöhung der Belastung führt. Wenn der Kran das Seil zum Bogen bringen kann, sollte der zweite Montageschritt auf der Brücke kein Problem mehr sein.
Montagehilfe
Die von Anwohner432 angesprochene Montagehilfefunktion mag durchaus gegeben sein. Man kann schließlich das Seil nicht am Ende an den Haken nehmen und in den Ösen am Bogen montieren. Dafür hätte aber ein kurzes Schienenstück am bogenseitigen Ende ausgereicht. Dieses Schienenstück müsste nur den Bereich zwischen dem Lastpunkt des Kranhakens und dem Seilende verstreifen. Eine Versteifung über die gesamte Seillänge lässt sich hiermit aber nicht erklären. |
. Ich habe versucht, den von Alex skizzierten Aufbau weitestgehend maßstäblich nachzubauen. Dabei stellte sich heraus, dass die Seillänge im rechten Bild kürzer als im linken Bild ist. Diesen Unterschied musste ich natürlich korrigieren. An der simulierten Kranspitze befestigte ich eine Federwaage, um den Betrag und die Richtung der Kraft messen zu können.
