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Arbeitstagung der Prüfingenieure 2010 – Baden-BadenMichael Ohnheiser
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BrückenlagerLagerarten, Regelwerke/Norm, Praktische Erfahrung
Arbeitstagung der Prüfingenieure 2010 – Baden-BadenMichael Ohnheiser
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�Moderne Lagerbauarten
�Regelwerke
�Praktische Erfahrung / Schäden
BrückenlagerKonstruktion, Einbau und Überwachung
Arbeitstagung der Prüfingenieure 2010 – Baden-BadenMichael Ohnheiser
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4_1_Elastomerlager_Allgemein.mpg
Paket
Moderne LagerbauartenModerne Lagerbauarten
(Verformungsgleitlager)(Topfgleitlager)
Kalottengleitlager Verformungslager
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Zug- Druck KalottenlagerModerne LagerbauartenModerne Lagerbauarten
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Moderne LagerbauartenModerne Lagerbauarten
Kalottengleitlager mit PTFE -- kleine Lagerabmessungen – mit Pressungfk = 90 N/mm²
-- Drehwinkelübertragung ohne Rückstellkraft nach Verdrehung
-- rechnerisch anzusetzende Reibung µ=0,03-- ca. Lebensdauer 20-25 Jahre
Kalottengleitlager mit unterschiedlichem Gleitwerkstoff
Kalottengleitlager mit MSM®® -- kleinste Lagerabmessungen - Pressungfk = 180 N/mm²
-- Drehwinkelübertragung ohne Rückstellkraft nach Verdrehung
-- rechnerisch anzusetzende Reibung µ=0,02-- mind. anzusetzende Lebensdauer 50 Jahre bis
Brückenlebensdauer
Lager nach EN 1337-7
Lager nach Zulassung
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Moderne LagerbauartenModerne LagerbauartenProblem „klaffende Fuge“
Lager unterscheiden sich in der Aufnahme der Verdrehung. Dabei muss bei allen Lagerarten grundsätzlich ein „klaffen“ vermieden werden. Ansonsten fließt der Gleitwerkstoff aus der Kammerung, bzw. es besteht die Gefahr der Beschädigung durch Staub/Schmutz.
σ = F/A ± M/W > 0
M = a5 x b x G x αK x t3
G = 0,6...3 N/mm² (vorher 1 N/mm²)α = Drehwinkel mit Berücksichtigung der Einbautoleranz
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�Moderne Lagerbauarten
�Regelwerke
�Praktische Erfahrung / Schäden
BrückenlagerKonstruktion, Einbau und Überwachung
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EN 1337 „Lager im Bauwesen“
EN 1337-1:
Allgemeine Regelungen
EN 1337-9:
Schutz
EN 1337-10:
Inspektion, Instandhaltung
EN 1337-11: Transport, Lagerung,
Einbau
EN 1337-2:
Gleitteile
EN 1337-4:
Rollenlager
EN 1337-5:
Topflager
EN 1337-6:
Kipplager
EN 1337-3:
Elastomer-lager
EN 1337-7: Kalotten- u.
Zylinderlager mit PTFE
EN 1337-8:
Führungs- und
Festpunktlager
RegelwerkeRegelwerke
1.1.2007 1.2.2006 1.1.2007 1.2.2006 1.6.2005 1.1.2010Ende
Koexistenz
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Lager in Deutschen Bauwerken
Europäische Lagernorm
EN 1337-1 bis 11:
Europäische Zulassungen
ETA
Ausstattungszulassung für CE gekennzeichnete
Brückenlager
Deutsche Zulassungen
Deutsche Lagernorm
DIN 4141 Teil 13:Führungslager
Stahl/Stahl
Brückenlager in deutschen Bauwerken
RegelwerkeRegelwerke
ZTV-Ing
Ril 804
ARS-Rundschreiben
ZTV-KOR
DIBt – MLTB Bauregelliste
DIN -Fachberichte
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RegelwerkeRegelwerke
σ zul.-Verfahren
FzmaxFzminVerschiebungenVerdrehung
DamitRegellagerlisteDIN 4141 Teil 14
Vergleich der Bemessungsmethoden (Beispiel Elsatomerkissenberechnung)
Teilsicherheitsbeiwerte
max Fz,Sd
min Fz,Sd
Verschiebungen (nach Anhang O – DFB)Verdrehung (nach Anhang O – DFB)DamitEN 1337 Teil 3Einzelnachweise im GZT
ϕ
Kriterien:σm < 10 bis 15 N/mm2
tanγ < 0,7
Alt: Neu:
Kriterien:Gesamtverzerrung aus Vertikalkraft, Verschiebungen und Verdrehungen.εN,d + εv,xy,d + εa,d < 7εv,xy,d < 1,0Klaffende Fuge - Stabilität
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MAURER MSMMAURER MSM®® KalottenlagerKalottenlagerEuropäische Technische Zulassung ETA-06/0131
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MAURER MSMMAURER MSM®® KalottenlagerKalottenlagerEuropäische Technische Zulassung ETA-06/0131
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Verschleiß nach 10 km Gleitweg, v = 2 mm/s, p = 30 N/mm²
MAURER MSMMAURER MSM®® KalottenlagerKalottenlagerEuropäische Technische Zulassung ETA-06/0131
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KeinKein Verschleiß nach 50 km Gleitweg, v = 15 mm/s, p = 60 N/mm²
MAURER MSMMAURER MSM®® KalottenlagerKalottenlagerEuropäische Technische Zulassung ETA-06/0131
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AusstattungszulassungAusstattungszulassung
- regelt den Einbau
- regelt die Anschlussbauteile / Ausstattung: z.B. Ankerplatten mit Kopfbolzen-bemessung, Futterplatten, Ebenheiten, Zusammenbau, Gleitflächenschutz, Ausstattung von Elastomerlagern, Zusammenbau, Anzeiger/Meßstellen, etc.
- regelt die Übereinstimmungsnachweise, z.B. Häufigkeit der Fremdüberwachung
- regelt die Herstellung, Verpackung, Transport, Lagerung und Kennzeichnung
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AusstattungszulassungAusstattungszulassungwirksame Lagertemperatur
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PressungsreduzierungPressungsreduzierung durch wirksame Lagertemperaturdurch wirksame Lagertemperatur
Bei PTFE aus EN1337-2
7°mit 2%= 14%
Bei MSM® aus ETA
2°mit 2%= 4%
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Richtlinie 804Richtlinie 804Ergänzungsschreiben vom EBA zur Lagernorm
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Nationale AnwendungsregelnNationale Anwendungsregeln = ARS = ARS -- DFB 101DFB 101--AnhangAnhang OO
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�Moderne Lagerbauarten
�Regelwerke
�Praktische Erfahrung / Schäden
BrückenlagerKonstruktion, Einbau und Überwachung
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EdelstahlEdelstahl--RollenlagerRollenlagerSprödbruch
� Bruch einer von zwei Rollen mitFührungsnutentlang der Berührungslinie
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Einbau von BrEinbau von BrüückenlagernckenlagernErsatz von Rollenlagern durch Kalotten-/Zylinderlager
� Deutschherrenbrücke / Talbrücke Marköbel / Grenzwaldbrücke
� Austausch von Rollenlagern
� Sondervorschlag: Obere und untere Lagerplatte verbleiben im Bauwerk
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� Achsweise Anheben der Brücke um max. 5mm
� 4 Pressen á 250 to
� Ausbau der Rolle
� Egalisieren der Lagerplatten
Einbau von BrEinbau von BrüückenlagernckenlagernErsatz von Rollenlagern durch Kalotten-/Zylinderlager
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� Versetzen der Kalotten-/ Zylinderlager mit Fugenmörtel
� Absenken des Bauwerks
� Rückbau der Pressen
Einbau von BrEinbau von BrüückenlagernckenlagernErsatz von Rollenlagern durch Kalotten-/Zylinderlager
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Zugkraftübertragung mit Elastomerlagern nach 2 Jahren
Bewehrte ElastomerlagerBewehrte Elastomerlager
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Bewehrte ElastomerlagerBewehrte Elastomerlagerhorizontale Oberflächenrisse
� Durch Alterung entstandene Oberflächenrisse bei Elastomerlagernnach ca.15-20 Jahren
� Folge: Kissenauswechslung
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TopfTopf--GleitlagerGleitlagerAustreten des Elastomerkissen
� Austreten desElastomers durch Verschleiß der Dichtung
� Folge: Lagerauswechslung
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VerformungsVerformungs--/Topfgleitlager/TopfgleitlagerAustreten von PTFE
� Austreten des PTFE durch zu geringen Druck
� Klaffende Fuge
� Problem tritt häufig bei Verformungs-gleitlagern und Topflagern auf, wg. Rückstellkraft aus Gummi-bauteilen!!
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