RESTON®STU – Schock-Übertragungs-Einheiten

Produktbeschreibung

Die mageba Schock Übertragungs-Einheit (STU) wurde konstruiert um im Falle schneller, dynamischer Lasten, wie sie bei Erdbeben oder dem Bremsen schwerer Züge / Lastwagen auftreten, verschiedene Brückenteile starr zu verbinden. Gleichzeitig ermöglicht der STU freie Verschiebungen unter langsamen Belastungen, welche infolge von Temperatur-schwankungen und Materialcharakteristiken, wie zum Beispiel Kriechen und Schwinden, auftreten.

Die STU Einheiten werden normalerweise in der Nähe der Lager und Fugen eingebaut. Die Verwendung von STU‘s erlaubt die beliebige Aufteilung von dynamischen Dimensionslasten.

Konstruktionsprinzip

Das Prinzip der STU basiert auf der Reibung zäher Flüssigkeiten. Beim schnellen Durchfliessen einer viskosen Flüssigkeit durch eine enge Öffnung wird ein hoher Widerstand aufgebaut. Beim langsamen Durchfliessen hingegen, kann die Flüssigkeit frei passieren. Die Folge ist, dass der STU schnelle Bewegungen der Brücke abblockt und wie eine sehr steife Feder reagiert. Bei langsamen Bewegungen ist die STU Einheit eine unendlich weiche Feder, welche alle Bewegungen infolge von Temperatur-schwankungen und Materialcharakteristiken zulässt.

Die STU besteht aus einem Stahlzylinder mit einer Kolbenstange, die durch den Zylinder gleitet. Ein spezieller Aufbau auf der Kolbenstange teilt den Kolben in zwei Kammern, welche beide mit der viskosen Flüssigkeit gefüllt sind. Vor der Belastung haben beide Kammern den selben Druck.

Anschlüsse

Die STU Einheiten können komplett mit allen Bauteilanschlüssen geliefert werden. Es sind reine Stahlanschlüsse wie auch Verankerungen für Betonbauteile möglich. Die STU‘s werden mit Schrauben und Bolzen an der Anschlussplatte des Bauwerks befestigt. Dies hat den grossen Vorteil, dass sie zu einem späteren Zeitpunkt problemlos ersetzt werden können.

Die Verwendung von hochqualitativen Kalottenlagern zwischen den STU‘s und den Anschlusskonstruktionen garantieren eine hohe Rotationsfähigkeit für den dynamischen Lastfall.

Anwendungen

Die mageba STU‘s können in vielseitigen Applikationen angewendet werden. Die folgenden Beispiele zeigen die gängigsten Anwendungen auf:

• Instandsetzung von bestehenden Brücken aller Art, wo eine seismische Nachrüstung erforderlich ist
• Verstärkung von ein- oder mehrfeldigen Brücken durch die Verteilung der horizontalen Lasten auf alle Stützen und Widerlager (z.B. Bremslasten von Zügen)
• Verbindung der Pfeiler mit dem Brückendeck einer Schrägkabelbrücke: Fixe Verbindung mit kleinen Verschiebungen während des Erdbebens bei Gewährleistung einer freien Bewegung im normalen Lastfall

Materialien

Die folgenden Materialien wurden für die Produktion der STU‘s verwendet:

• Hauptkomponenten wie die Zylinderröhre und die äusseren Stahlteile aus Stahl der Qualität S355 nach DIN EN 10025-2
• Kolbenstange aus Stahl 42CrMo4 nach DIN EN 10083-1
• Hydraulisches Ventil aus Guss-Stahl nach ISO 3755

Korrosionsschutz

Korrosionsschutz gemäss DIN EN ISO 12944, C4ANV695, erwartete Schutzdauer L (lang). Oberflächenrauheit: Rz minimum 60 µm bzw. Rauhigkeit mit Elcometer von 2. Aufgebrachte Schichten: Sandstrahlen Sa 2 ½, 2K-EP-Zinkstaubfarbe 50 µm, 2K-EP-Eisenglimmer 2x70 µm, 2K-PUR-Eisenglimmer 40 µm: Totale Sollschichtdicke: 230 µm. Qualitätsnachweis für alle Teile vorhanden.

Dichtung

Die Dichtung ist der wichtigste Teil eines hydraulischen Systems. Aus diesem Grund verwendet mageba bei diesem Bauteil die bestmöglichste Material-Qualität mit praktisch keiner Abnützung und einer absoluten physikalischen wie auch chemischen Kompatibilität mit den verwendeten Flüssigkeiten.

Viskose Flüssigkeit

Die viskose Flüssigkeit basiert auf einem Silikon-Öl mit speziellen Zusätzen, welche die Flüssigkeit vor dem Altern und die Stahlteile gegen mögliche Kor-rosion schützen. Die Flüssigkeitseigenschaften sind temperatur-unabhängig, daraus resultiert ein temperaturkompensiertes, mechanisches System.

Temperaturabhängigkeit und Alterung

Im Temperaturbereich von -55°C bis + 80°C zeigt der mageba STU eine konstante Leistung bezüglich der Energie-Dissipation. Die viskose Flüssigkeit zeigt keine Alterungserscheinungen. Die STU‘s wurden unter schwersten äusseren Bedingungen und Einwirkung, auch Feuer, erfolgreich getestet.

Testen der Einheiten

Auf Wunsch des Kunden können beliebige Tests in angesehenen, unab-hängigen Instituten durchgeführt werden. Häufig durchgeführte Tests sind: Testen der Energie Dissipationskapazität über Evaluierung der Dämpfungseffizienz Bestimmung der Dämpfercharakteristik / Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm und Materialgesetze Test der Temperaturunabhängigkeit bei langsamen Bewegungen und Bestimmung der maximalen Lasten bei schnellen Bewegungen

Überwachungssystem

Ein optionales Überwachungssystem ist verfügbar und beinhaltet Messsensoren für Temperatur, Verschiebungen und Öldruck. Die Datenschnittstelle ist mit einem analogen Anschluss mit 4-20 mA und 0-10 V ausgestattet.

Wichtigste Anwendungen

Neubauten:

• STU’s verhindern grosse Bewegungen des Brückendecks bei Erdbeben
• STU’s können Brems- und Kollisionskräfte bei weichen Brücken-konstruktionen weiterleiten und ins Widerlager abtragen
• Bei allen Bauwerksanwendungen können STU’s zur Stabilisierung der Rahmenstrukturen führen

Instandsetzungen:

• Die Nachrüstung von Eisenbahnbrücken führt zu höheren Nutzlasten und Beanspruchungsmöglichkeiten der Struktur (schwerere Züge) ohne Veränderung der Grundstruktur
• STU’s dienen zur Verstärkung von korrosionsgeschädigten Strukturen, ohne die Grundstruktur der Brücke verletzen zu müssen
• STU’s können anliegende Gebäude während des Erdbebens stabilisieren

Unterhaltsarbeiten

Infolge der hohen Qualität aller Komponenten, der Anwendung von fortgeschrittenen Dimensionierungsmethoden und des implementierten Qualitätssicherungsystems sind die RESTON®STU‘s unterhaltsfrei. Trotzdem empfiehlt die mageba mindestens alle drei Jahre eine Inspektion vor Ort, da STU‘s extrem exponierte Bauteile sind. Nach Auslieferung der STU Einheiten übergibt die mageba dem Brückeningenieur ein Inspektions- und Unterhaltshandbuch. Dies erlaubt dem lokalen Unterhalts-Team eine regelmässige Überprüfung und Wartung der STU Einheiten an der Brücke.