Titel: | Erleichterung in der Momentenbestimmung für Eisenbahnbrückenträger. |
Fundstelle: | Band 318, Jahrgang 1903, S. 542 |
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Erleichterung in der Momentenbestimmung für
Eisenbahnbrückenträger.
Erleichterung in der Momentenbestimmung für
Eisenbahnbrückenträger.
Wenn man die Momente in einem Eisenbahnbrückenträger mittels einer Tabelle
berechnen will und diejenigen Stellungen des Belastungszuges sucht, welche den
Höchstwert in einem gewissen Punkt geben können, muss man, was ich als
bekanntvoraussetze, verschiedene kleine Rechnungen ausführen, erst einige
Subtraktionen, bevor man die Tabelle anwenden kann, und hierauf zwei Divisionen. Bei
den ersteren muss man die Achsenentfernung des Zuges im Kopf haben, und wird die Aufmerksamkeit des
Arbeitenden ziemlich stark in Anspruch genommen. Man kann indessen jede Berechnung
vermeiden durch die Anwendung einer graphischen Methode, die nur verlangt, dass man
ein für alle Mal seinen Belastungszug in einer bestimmten Weise aufzeichnet.
Textabbildung Bd. 318, S. 543
In Fig. 1
stellen die Punkte. 9' 8' ..... 89 den Belastungszug dar, wobei 1 cm der Figur 4 m in Wirklichkeit
darstellt. Unterhalb der Radreihe sind die Raddrücke als Längen zur Darstellung
gebracht, wobei 1 cm in der Figur das Gewicht von 10 t zum Ausdruck bringt. Mit den
gewählten Masstäben werden die zwei Punktreihen ungefähr mit einander gleichen
Schritt halten; die Räder 1' 2' ..... sind ferner mit
den Pfeilspitzen der entsprechenden Raddrücke verbunden, und da diese so gezeichnet
sind, dass sie nach links zeigen, wird jeder Raddruck für die durch das
entsprechende Rad gezogene Linie nach rechts liegen. Nachdem die Radnummern auf die
entsprechenden Linien eingeschrieben sind, wird das Ganze aufgezogen und
ausgeschnitten. Das Verfahren – welches nur dann mit Vorteil angewandt wird, wenn
die Einflusslinie ein Dreieck ist, also für direkt belastete Balken und für die
Knotenpunkte, wenn indirekte Belastung eintritt – ist sehr einfach, wie folgendes
Beispiel zeigen wird:
Der Träger sei 30 m lang und in 15 Fächer, zu je 2 m, geteilt. Man sucht diejenigen
Stellungen des Belastungszuges, welche ein Höchstwert des Moments in Punkt 5 geben
können.
Man zeichnet dann den Träger (Fig. 5) in demselben
Masstab wie den Belastungszug (1 cm = 4 m) auf, errichtet ein Lot im Punkte 5 und trägt auf diesem l1 und l2, beide von Punkt 5 aus, ab, wobei l1 und l2 die zwei Stücke sind, in welche Punkt 5 den Träger teilt. Werden die Kräfte links von Punkt
5 mit P1 bezeichnet, die Kräfte Rechts davon mit
P2, so ist die
Bedingung dafür, dass ein Höchstwert eintritt:
\frac{\Sigma\,P_1\,<\,\Sigma\,P_2}{l_1\,>\,l_2}
je nachdem die Kraft in 5 zur rechten oder linken Seite
gerechnet wird. Man legt jetzt den Belastungszug und zwar mit „der Radseite“
gegen den Balken (Fig. 2), z.B. so, dass 2' auf 5 fällt, sieht zu, welche Raddrücke auf den
Balken fallen und schreibt ein kleines 2' mit Bleistift auf die äussersten
Verbindungslinien; verschiebt ferner den Zug so, dass „die Kraftseite“ auf
den Balken zu liegen kommt (Fig. 3), und dass der
zweite Endpunkt von 2' auf 5 fällt und bezeichnetjetzt die zwei Endpunkte der
aufgeschriebenen Linien gleichfalls mit einem 2'. Die Entfernungen der zwei Punkte
von 5 sind gleich ΣP1 bezw. gleich ΣP2, wobei die Kraft 2' zur rechten Seite
gezählt ist. Wird jetzt der Zug so viel nach links geschoben (Fig. 4), dass der nächste
Punkt auf 5 fällt, und werden dieselben Endpunkte wieder markiert, diesmal z.B. mit
2', so erhalten wir ΣP1 und ΣP2, wenn 2' links eingerechnet ist. Die gefundenen
Punkte werden, so wie die Figur zeigt, mit den Punkten auf dem Lot verbunden, und
man hat dann:
tg\,a=\frac{\Sigma\,P_1}{l_1}, tg\,b=\frac{\Sigma\,P_2}{l_2}
oder
tg\,\underline{a}=\frac{\Sigma\,P_1}{l_1}, tg\,\underline{b}=\frac{\Sigma\,P_2}{l_2}
je nachdem die Kraft 2' rechts oder links mitgezählt wird, und
die Bedingung für ein Höchstwert wird also: tg b > tg a und tg a > tg b oder b > a und a > b. Die Winkel können leicht mit dem Zirkel auf zwei
kongruenten Kreisen abgemessen werden. Um diese Messung zu vermeiden, kann man ein
Mittellot auf der Strecke l2
– l1 der
Senkrechten in 5 errichten und die Schnittpunkte der zusammengehörigen Strahlen
suchen; diese müssen dann auf verschiedene Seiten des Lots fallen, wenn ein
Höchstmoment eintreten soll (gemäss des Dreieckssatzes: Dem grösseren Winkel liegt
die grössere Seite gegenüber). Die angegebene Zugstellung kann also ein Höchstwert
geben. In Wirklichkeit führt man freilich die Untersuchung nicht sofort für jede
Zugstellung bis zum Ende durch, sondern begnügt sich damit, die Punkte für
diejenigen Stellungen zu markieren, von welchen man voraussetzt, sie könnten in
Frage kommen, und zieht dann zum Schluss sämtliche Strahlen. Fig. 5 zeigt, wie die
Zeichnung aussieht, wenn man 1', 2' und 3' nach einander über 5
fallen liess, woraus sich ergibt, dass nur 2' ein
Höchstwert geben kann. Man sieht leicht ein, dass die Untersuchung vollständig
mechanisch vor sich geht, in kurzer Zuasmmenfassung des Obigen also in folgender
Weise: Nachdem man bestimmt hat, dass man mit Rad No. x
den Versuch machen will, legt man den oberen Endpunkt der x-Linie auf den jeweiligen Punkt des Trägers (im obigen Beispiel Punkt 5), dann ihren unteren Endpunkt ebenso und verschiebt
endlich den Zug nach links (wenn der Belastungszug wie hier gezeichnet ist). Hat man
ein für alle Mal den Belastungszug aufgezeichnet, so führt die Methode sehr schnell
zum Ziel, und nachdem der Balken und die zwei Lote gezeichnet sind, braucht man
nichts anderes als einen Bleistift und ein Lineal. Dieses Verfahren ist
infolgedessen wohl geeignet, mit den Berechnungen Hand in Hand zu gehen, deren
Genauigkeit es ja in keiner Weise beeinträchtigt.