Detail: neuer Turm Fahrbahnlager

Wenn die Bahn obenauf liegen würde (mit der Achse nur zur Fixierung), bräuchten die vier BS30 keine Scherkräfte auf die Zapfen zu tragen.

Gruß, Harald

(ich wurde per eMail um Erläuterung gebeten. Ich hatte technische Mechanik nur ganz kurz, deshalb möge der Fachmann Nachsicht haben) …

Ein Balken (im Sinne der Statik ist alles ein Balken, was lang und dünn ist und nur stellenweise abgestützt oder festgehalten wird) erfährt eine Reihe von Beanspruchungen:

• Auflast, die versucht, den Balken nach unten zu drücken (die gibt es wahlweise in “punktförmig” oder “verteilt” - etwa einzelne PKW oder 100 m Fahrbahnbelag)
• Stützlast, die versucht, den Balken gegen die Schwerkraft zu halten

Auflast und Stützen bringen Kräfte ins Bauwerk ein, die sich äußern als:

• Biegespannung, die versucht, den Balken zu krümmen
• Zugspannung (auf der Unterseite zwischen den Stützen, auf der Oberseite bei frei überhängenden Balken), solo (etwa bei einem gespannten Seil) oder zusammen mit Druckspannung.
• Druck (gegenüber der Zugspannung, oder allein z.B. bei Steinbögen). Beton kann in nennenswertem Maß keinen Zug aushalten, deswegen gibt es den Spannbeton, bei dem Stahlseile im Betonkörper dafür sorgen, dass die Zug-Seite soweit vorgespannt wird, dass der Beton mehr Druck als Zug erfährt)
• Scherkräfte: die kann man sichtbar machen, wenn man ein paar grobe Bauklötze hintereinander legt und versucht, die ganze Reihe anzuheben, indem man nur die beiden äußersten anrührt: man muss die Steine in Längsrichtung zusammen drücken, damit sie schön in Reihe bleiben. Ist man dabei zu schwach oder hat nicht genügend Reibung an den Stirnflächen, dann verschieben sie sich seitlich (d.h. die Stirnflächen rutschen gegeneinander, sie scheren auseinander) und man hat nur noch die beiden äußeren Steine in den Händen. Diese Scherkräfte gibt es in jedem Balken, so auch in Beton oder einem hölzernen Steg (bei letzterem sorgen die Holzfasern dafür, dass nichts passiert) und in eurer Brücke hier: die Scherkräfte versuchen, die Zapfen der vier BS30 abzuscheren.

Gruß Harald

Danke für die Begriffserklärung (war mit als Luft- & Raumfahrtstudent bereits bekannt). Mir ist nur nicht klar, was du mit “oben auf liegen” meinst. Schlägst du vor, den Balken (=Fahrbahn / Brückenbahn) auf den Aluträger zu legen und ihn dann mit der Stange zu fixieren? Soweit korrekt, dann wird eigentlich nur noch eine vertikale Last auf die Alu-Profile aufgebracht - theoretisch. Aber im Gesammtbauwerk wird das komplexer. (Dazu poste ich hier später noch eine Gesamtbetrachtung der Kräfte.) Interessanterweise wird die Achse (und damit die genannten Zapen auf Zug (!) belastet. Da die Brücke durch die Oberbauwerke auf Zug gespannt wird. In einer späteren Entwicklungstufe (final) wandeln wir die Zugkräfte wieder in Schubkräfte gegen das Bauwerk. Dann aber, wenn zwei Türme “arbeiten” heben sich diese Kräfte gegenseitig auf. Und nun der Gag: bei einer korrekt gespannten Schrägseilbrücke ist der Punkt an dem die Stange liegt KRÄFTEFREI! Die Stange hat später nur noch 2 Nebenfunktionen: 1. ggf. auftretende Torsionen der Fahrbahn abzufangen (merkt keiner) falls die Gondel nicht symmetrisch belastet wird. Und 2. Bei Ankunft der Gondel dafür zu sorgen, dass sich die Fahrbahn nicht zu arg bewegt, um das Anlegen in der Station genauer zu führen. Und als letzte Bemerkung: warte auf die nächsten Bilder, an denen ich dieses Detail in der Endversion zeige, denn wir haben eine frei geführte Fahrbahn konstruiert, die auch ungenauigkeiten der Positionierung der Türme bei Ausstellungen ausgleicht, sowie dynamische Enlongationen.

P.S.: macht Spaß, mit dir fachzusimpeln, finde ich. Bitte um weitere Hinweise und Verbesserungsvorschläge, denn alleine dieser Kommentar hat mich tagelang nicht schlafen lassen: “Was meint der blos?” Und dann auf einen (weiteren) Konstruktionsfehler gebracht.