PTFE-Gummilager sind wichtige Komponenten im Brückenbau, die vertikale Lasten aufnehmen, Bewegungen zulassen und die Reibung verringern sollen. Ihre Berechnung umfasst wichtige technische Parameter wie vertikale Belastbarkeit, Formfaktoren und Rotation, die die strukturelle Integrität und Leistung gewährleisten. Aufgrund ihres niedrigen Reibungskoeffizienten, ihrer hohen Scherkapazität und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen eignen sich diese Platten besonders für Brücken mit großen Spannweiten. Unterschiedliche Einbausituationen (geführt oder frei gleitend) haben weiteren Einfluss auf ihre Konstruktion und Anwendung.
Die wichtigsten Punkte erklärt:
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Vertikale Tragfähigkeit
- Sie gibt die maximale Last an, die das Lagerpolster ohne Verformung oder Versagen aufnehmen kann.
- Sie ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Platte das Gewicht der Brücke und dynamische Lasten (z. B. Verkehr) tragen kann.
- Die Berechnung umfasst die Materialeigenschaften (PTFE und Gummi) und die Abmessungen des Pads.
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Form-Faktoren
- Bestimmt die Fähigkeit des Polsters, Lasten zu verteilen und Druck auszuhalten.
- Bei rechteckigen Polstern wird der Formfaktor als die belastete Fläche geteilt durch die Umfangsfläche berechnet.
- Höhere Formfaktoren verbessern die Lastverteilung, können aber dickere Polster erfordern.
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Rotationsfähigkeit
- PTFE-Pads müssen Winkelverdrehungen aufnehmen, die durch die Durchbiegung der Brücke oder thermische Ausdehnung verursacht werden.
- Die Konstruktion berücksichtigt die Dicke und Elastizität der Pads, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
- Übermäßige Rotation kann zu ungleichmäßigem Verschleiß oder Versagen führen.
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Reibungskoeffizient
- Der extrem niedrige Reibungskoeffizient von PTFE (einer der niedrigsten unter den festen Werkstoffen) gewährleistet ein reibungsloses Gleiten unter hohen Belastungen.
- Reduziert die Seitenkräfte auf Brückenpfeiler und minimiert so die strukturelle Belastung.
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Wesentlich für geführte vs. frei gleitende Installationen:
- Geführtes Gleiten: Schränkt die seitliche Bewegung ein und erfordert eine präzise Reibungskontrolle.
- Freies Gleiten: Ermöglicht eine uneingeschränkte Bewegung, wobei die PTFE-eigene Gleitfähigkeit genutzt wird.
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Scherkapazität
- PTFE-Beläge müssen horizontalen Kräften durch Wind, seismische Aktivitäten oder Verkehr standhalten.
- Gummischichten bieten Flexibilität, während PTFE Scherfestigkeit bietet.
- Eine höhere Scherfestigkeit ist für Brücken mit großen Spannweiten und erheblichen Bewegungen unerlässlich.
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Umweltverträglichkeit und chemische Beständigkeit
- Die inerte Beschaffenheit von PTFE macht es resistent gegen UV-Strahlen, Feuchtigkeit und korrosive Chemikalien.
- Erhöht die Haltbarkeit und reduziert den Wartungsbedarf über Jahrzehnte hinweg.
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Einbauarten
- Geführte Gleitlager-Pads: Werden dort eingesetzt, wo die seitliche Bewegung kontrolliert werden muss (z. B. bei festen Brückenpunkten).
- Frei gleitende Lagerpads: Erlauben uneingeschränkte Bewegung, ideal für Dehnungsfugen.
Diese Parameter sorgen gemeinsam dafür, dass PTFE-Gummilagerplatten die Anforderungen des modernen Brückenbaus erfüllen und Tragfähigkeit mit Langlebigkeit verbinden. Haben Sie bedacht, wie diese Faktoren bei Ihren spezifischen Projektbedingungen zusammenwirken?
Zusammenfassende Tabelle:
| Parameter | Rolle im Entwurf | Wichtige Überlegungen |
|---|---|---|
| Vertikale Tragfähigkeit | Trägt das Brückengewicht und dynamische Lasten (z. B. Verkehr). | Materialeigenschaften (PTFE/Gummi) und Polsterabmessungen. |
| Form-Faktoren | Verbessert die Lastverteilung und den Druckwiderstand. | Höhere Faktoren können dickere Polster erfordern. |
| Rotationsfähigkeit | Passt sich der Durchbiegung der Brücke und der thermischen Ausdehnung an. | Polsterdicke und Elastizität verhindern Spannungskonzentrationen. |
| Reibungskoeffizient | Sorgt für reibungsloses Gleiten; entscheidend für geführte/frei gleitende Installationen. | Die extrem niedrige Reibung von PTFE minimiert die Seitenkräfte auf Pfeilern. |
| Scherkapazität | Widersteht horizontalen Kräften (Wind, seismische Aktivitäten). | Gummiflexibilität + PTFE-Schubfestigkeit. |
| Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse | Beständig gegen UV-Strahlung, Feuchtigkeit und Chemikalien über Jahrzehnte. | Reduziert den Wartungsbedarf. |
| Einbauart | Geführt (kontrollierte Bewegung) vs. frei gleitend (uneingeschränkte Bewegung). | Die Wahl hängt von den Anforderungen des Brückendesigns ab. |
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