RESTON®PSD – Vorgespannter Federdämpfer

Medien

Weitere Medien…

Produktbeschreibung

Der Vorgespannte Federdämpfer (PSD) von mageba wurde für den Abbau von seismischer Energie in Brücken konstruiert. Der PSD reduziert beim Erdbeben die Bewegungen der Fahrbahnplatte des Brückenbauwerks.

mageba bietet zwei PSD-Typen an: Der Typ PSD-ZD arbeitet unter Zug und Druck und wird überwiegend quer zwischen Fahrbahnplatte und Brückenpfeiler angebracht. Der Typ PSD-DD arbeitet nur unter Druck und wird üblicherweise längsseitig zwischen Fahrbahnplatte und Brückenpfeiler eingebaut.

Die anfallende seismische Energie wird in der PSD-Baugruppe abgebaut anstatt in der Stahl- oder Betonkonstruktion grosse Folgeschäden zu verursachen. Nach dem Lastfall regeneriert sich das System automatisch. Unter normaler Gebrauchsbelastung funktioniert der PSD als fixe Lagerung. Bis zur vorgespannten Last werden keine Bewegungen zugelassen.

Konstruktionsprinzip

Das Prinzip des PSD basiert auf der Reibung zäher Flüssigkeiten. Beim schnellen Durchfliessen einer viskosen Flüssigkeit durch eine enge Öffnung wird durch den hohen Widerstand und die innere Reibung der Flüssigkeit eine grosse Menge Energie abgebaut.

Der Vorspannwert F0 kann bauwerksspezifisch festgelegt werden. Die PSD-Baugruppe wird erst komprimiert, wenn der Wert F0 erreicht ist. Nach dem dynamischen Lastfall kehrt der PSD in die ursprüngliche Position zurück. Die Rücklaufkraft der Feder muss mindestens die Reibungskräfte der Gleittopflager übersteigen, um die Brücke in die Initialposition bringen zu können. Die Dämpf- und Federfunktion der PSD funktioniert in beide Richtungen.

Verankerung

Der vorgespannte Federdämpfer von mageba kann einschliesslich Verbindungskonstruktion geliefert werden. Je nach Art der Brücke sind Stahl- oder Betonverbindungen erforderlich. Der Anschluss des PSD an die Anschlussgrundplatte erfolgt mittels Schraubenverbindung, wodurch der PSD jederzeit leicht ausgetauscht werden kann.

Werkstoffe

Die folgenden Werkstoffe werden zur Herstellung des PSD verwendet:

• Die äusseren Stahlteile wie Zylinderrohre, Zylinderleitung usw. bestehen aus Stahl der Qualität S355 nach DIN EN 10025-2
• Die Kolbenstange besteht aus Stahl der Qualität 42CrMo4 nach DIN EN 10083-1
• Die hydraulischen Ventile bestehen aus Gussstahl 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.

Abdichtung

Die Abdichtung stellt das wichtigste Element des Hydrauliksystems dar. Aus diesem Grund verwendet mageba hochwertige Dichtungsmaterialien, welche fast keine natürliche Abnutzung aufweisen und eine ideale Kompatibilität mit den verwendeten, viskosen Flüssigkeiten verfügen.

Viskose Flüssigkeiten

Die viskose Flüssigkeit basiert auf einem Silikon-Öl mit speziellen Zusätzen, welche das ÖL vor dem natürlichen Altern schützen. Zusätzlich schützen diese Additive die PSD-Baugruppe vor Korrosion im Dämpfer.

Bezüglich Temperaturschwankungen zeigt die Expansions-Charakteristik der Flüssigkeit nahezu konstante Eigenschaften; die mechanische Einheit ist temperaturkompensiert.

Temperatur und Alterung

Temperaturen im Bereich von -55°C bis + 80°C ändern nicht die Kapazität der abgebauten Energiemenge pro Zyklus. Die Baugruppen von mageba wurden unter praxisorientierten Bedingungen, einschliesslich Feuer, getestet.

Testverfahren

Falls gewünscht kann eine vollständige Testreihe durchgeführt werden. mageba führt alle Tests in einem anerkannten, unabhängigen Prüfinstitut durch. Häufig spezifizierte Tests sind:

• Dämpfungs-Effizienz zur Bewertung der Kapazität des Energieabbaus
• Test bei tiefer Last-Geschwindigkeit zur Bewertung des Normalkraft-widerstands des Dämpfers unter simulierten thermischen Bewegungen
• Materialtests zur Festlegung der Charakteristik des Dämpfers

Auswahl der Baugruppe

Die Wahl der geeigneten Baugruppe muss durch eine dynamische Analyse mit einer entsprechenden Software erfolgen. Die Grundlage ist das Reaktionsgesetz der Baugruppe. Das Reaktionsgesetz eines Vorgespannten Federdämpfers von mageba ist nicht linear und lautet F = F0 + K*x + C*va. Der Wert von Alpha kann Werte zwischen 0,1 und 0,4 annehmen.

Eine Eigenwert-Analyse ist mit einem nicht-linearen Modell nicht möglich, es ist eine "Time-Step-Analysis" erforderlich. mageba kann solche Analysen zur Unterstützung der Kunden durchführen und hierdurch die am besten geeignete Baugruppe bestimmen. Diese Vorauswahl muss danach vom Konstrukteur bestätigt werden. Als Grundlage dieser Analyse dienen die geometrischen Daten der Struktur und die Kennwerte des Baugrunds.

Die Ergebnisse der Analyse liefern die erforderliche Energiekapazität zum Schutz der Struktur sowie die erforderliche Spezifikation der Baugruppe. Alle Informationen, wie z.B. die der Struktur zugeführte Kraft und die Verschiebungen sind ebenso enthalten.

Installation

Vorgespannte Federdämpfer werden mit rostfreien Stahlplatten geliefert, die den PSD während des Betoniervorgangs in der richtigen Position halten. Der PSD muss mit der Fahrbahnplatte verschraubt werden. Danach werden die temporären Halterungen, welche die rostfreien Stahlplatten verbinden, durch Abschneiden entfernt.

Ein vollständiges Installationshandbuch wird zur Verfügung gestellt.

Überwachungsanlage

Als Option wird eine Überwachungsanlage angeboten, die Messelemente wie z.B. Öltemperaturmesser, Fernsteuerungen, Öldrucksensoren usw. enthält. Die Daten-Ausgabe erfolgt über einen Analogausgang 4-20 mA und 0-10 V.

Inspektion & Wartung

Dank der hochwertigen Komponenten, der Anwendung moderner Bemessungsverfahren und einem funktionierenden Qualitätssicherungs-system kann der PSD von mageba als wartungsfrei betrachtet werden. Trotzdem empfiehlt mageba mindestens alle 3 Jahre eine Inspektion. Bei der Lieferung der PSD übergibt mageba dem Ingenieur ein Inspektions- und Wartungshandbuch, das eine regelmässige und angemessene Inspektion durch das Betriebs- und Wartungspersonal ermöglicht.