Lager im Bauwesen

3. vollständig überarbeitete Auflage 2013
ISBN: 978-3-433-02921-3
Verlag: Ernst, Wilhelm & Sohn

Buch, Deutsch, 644 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 240 mm, Gewicht: 1531 g

Es werden alle Problemstellungen im Zusammenhang mit der Lagerung von Brücken behandelt und Grundsätze zur Wahl der Lagerung eines Bauwerkes aufgestellt. Die Lagerarten und ihre Anwendungsbereiche werden ausführlich erläutert. Die nationalen und europäischen Regelwerke und Zulassungen werden erläutert, die neue europäische Lagernorm DIN EN 1337 wird kommentiert. Zur Abrundung enthält das Buch ein Glossar mit ca. 350 Stichwörtern in Deutsch und Englisch, welches Definitionen und Erläuterungen enthält und somit den Quereinstieg in dieses Spezialgebiet des Ingenieurbaus erleichtert.
Das Buch wendet sich gleichermaßen an den entwerfenden und den konstruierenden Ingenieur und gibt auch den mit der Bauausführung betrauten Baufirmen Hilfestellung bei allen Problemfällen.

Autoren/Hrsg.

Block, Tobias

Eggert, Helmut

Kauschke, Wolfgang

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Bauingenieurwesen Brückenbau

Inhaltsverzeichnis

VORWORT
EINLEITUNG UND ALLGEMEINER ÜBERBLICK
Entwicklungsgeschichte
Begriffe und Bezeichnungen
Grundsätze zur Wahl der Lagerung
Auflagerbewegungen
Lagersymbole
Verdrehungswiderstand
BAUWERK UND LAGERUNGSPLAN
Allgemeines
Brücken
BAUWERK UND LAGERKRÄFTE
Vom Gelenk zum Lager
Berechnung von Brücken
Einfluss der Lager auf die Stabilität der Bauwerke
Nachweis nach Theorie II. Ordnung
Schwingungsschutzmaßnahmen für Brücken
LAGERARTEN
Grundsätzliches
Werkstoffe: Allgemeine Konstruktions- und Bemessungsregeln
Feste Lager
Gleitlager
Verformungslager
REGELWERKE/NORMEN
Allgemeine Situation
Die europäische Lagernormreihe DIN EN 1337 - Lager im Bauwesen
Weitere Richtlinien
ZULASSUNGEN
Einleitung
Ausstattungszulassungen
ETAs für Lager
Allgemeine baufaufsichtliche Zulassungen (abZ)
Schwingungsisolatoren
WISSENSCHAFT UND FORSCHUNG
Dissertationen
Forschungsberichte
Brückenlagertechnik in Deutschland/Die Geschichte einer technischen Revolution
LITERATUR
GLOSSAR
STICHWORTVERZEICHNIS

1 Einleitung und allgemeiner Überblick 1

11 Entwicklungsgeschichte 1

12 Begriffe und Bezeichnungen 2

121 Lagerung und Lager als Teil des Tragwerks 2

122 Abwälzen, Gleiten, Verformen 4

123 Lager, Gelenk, Pendel 6

124 Lagerbezeichnungen 7

13 Grundsätze zur Wahl der Lagerung 7

14 Auflagerbewegungen 9

141 Allgemeines 9

142 Verschiebungen infolge Temperatur 13

143 Verschiebungen infolge Vorspannen, Kriechen und Schwinden 14

144 Auflagerverschiebungen infolge äußerer Lasten 14

145 Auflagerdrehwinkel 15

15 Lagersymbole 17

16 Verdrehungswiderstand 17

161 Anfangsmoment 17

162 Rückstellmoment und Verdrehung 18

163 Weitere Abhängigkeiten 20

164 Einfluss der Horizontalkräfte 20

165 Auswirkung des Rückstellmomentes auf die Konstruktion 21

2 Bauwerk und Lagerungsplan 23

21 Allgemeines 23

22 Brücken 24

221 Einfluss der Brückenquerschnitte 24

222 Einfluss des Brückengrundrisses 27

2221 Einfeldträger (orthogonal) 27

2222 Einfeldträger (schief) 28

2223 Zweifeldträger (orthogonal) 29

2224 Zweifeldträger (schief) 30

2225 Durchlaufträger (orthogonal) 30

2226 Durchlaufträger (gekrümmt) 31

223 Lagerungsbeispiele 34

2231 Einfeldträger (orthogonal) 34

2232 Zweifeldträger (schief) 35

2233 Durchlaufträger (orthogonal) 35

2234 Durchlaufträger (gekrümmt) 36

224 Einfluss des Baugrundes 45

225 Von der Ausschreibung bis zum Einbau der Lager 46

3 Bauwerk und Lagerkräfte 49

31 Vom Gelenk zum Lager 49

32 Berechnung von Brücken 50

321 Allgemeines 50

322 Abtragung vertikaler Lasten 54

323 Abtragung horizontaler Lasten in Brückenlängsrichtung 56

324 Abtragung horizontaler Lasten in Brückenquerrichtung 58

325 Kräfte in Abhängigkeit von der Lagerart 59

326 Lagerbewegungen 61

327 Lagesicherheit 61

328 Sicherheitsbetrachtungen unter Berücksichtigung der Lagereigenschaften 63

33 Einfluss der Lager auf die Stabilität der Bauwerke 67

331 Allgemeines 67

332 Rand- und Zwischenbedingungen für Lager 68

333 Knicklängen von Pfeilern 72

3331 Allgemeines 72

3332 Einzelpfeiler 73

3333 Gerade Brücken mit beliebigen Pfeilern 73

3334 Gerade Brücken mit nur zwei Pfeilertypen 76

3335 Gerade Brücken mit Kipplagern 78

3336 Gekrümmte Brücken 78

3337 Elastische Einspannung, variable Biegesteifigkeit und Längskraft 79

334 Nachweis der Sicherheit am Gesamtsystem 80

34 Nachweis nach Theorie II Ordnung 80

35 Schwingungsschutzmaßnahmen für Brücken 83

351 Dynamische Einwirkungen 83

3511 Personeninduzierte Schwingungen 84

3512 Dynamische Einwirkungen bei Erdbeben-Anregung 85

3513 Windinduzierte Schwingungen 86

352 Maßnahmen zur Reduzierung von Schwingungen 88

3521 Schwingungsisolierung 89

3522 Konstruktionselemente zur Schwingungsreduzierung 93

353 Projektbeispiel: Elastisches Lagerungssystem zum Schutz vor Schienenverkehrserschütterungen und Körperschall – Xizhimen Brücke, Peking, China 102

354 Projektbeispiel: Elastisches Lagerungssystem zum Schutz vor personeninduzierten Schwingungen – Südbrücke Oberhavel, Berlin, Deutschland 103

355 Projektbeispiel: Applikation diskreter Dämpfungselemente zum Erdbebenschutz – Flughafen-Brücke Sotchi, Russland 104

356 Projektbeispiel: Einbau von Tuned Mass Control Systemen zum Erdbebenschutz – Puente Oriente, Guadalajara, Mexiko 105

357 Projektbeispiel: Applikation von Schwingungstilgern zur Reduktion von wirbelinduzierten Schwingungen – Muiderbrug, Amsterdam, Holland 106

358 Projektbeispiel: Applikation von Schwingungstilgern zur Reduktion von fußgängerinduzierten Schwingungen – Millennium Bridge, London, Großbritannien 107

4 Lagerarten 109

41 Grundsätzliches 109

42 Werkstoffe – Allgemeine Konstruktions- und Bemessungsregeln 110

421 Werkstoffe 110

4211 Stahlsorten für Bauteile 110

4212 Verbindungsmittel für Schraubenverbindungen 111

4213 Schweißen 114

422 Schnittgrößen und Freiheitsgrade 115

423 Bemessungsregeln 116

4231 Lagerplatten 116

4232 Schraubenverbindungen 116

4233 Schweißverbindungen 119

4234 Pressung in den Lagerfugen 120

4235 Nachweis der Lagesicherheit 123

4236 Konstruktive Hinweise zur Aufnahme der Horizontalkräfte in den Lagerfugen 124

4237 Verankerung durch Kopfbolzendübel 126

4238 Korrosionsschutz 128

43 Feste Lager 129

431 Allgemeines 129

432 Stahl-Punktkipplager 133

4321 Werkstoffe und Konstruktion 133

4322 Konstruktions- und Bemessungsregeln 135

433 Topflager 139

434 Kalottenlager 145

435 Feste Verformungslager 148

4351 Vorbemerkung 148

4352 Zapfenlager 148

4353 Topf-Verformungslager 150

44 Gleitlager 152

441 Allgemeines 152

442 Gleitlagersystem 154

443 Bemessung der Lagerplatten 155

4431 Gleitplatte und Gleitwerkstoffaufnahme 155

4432 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 158

444 Punktkippgleitlager 161

4441 Allgemeines 161

4442 Konstruktions- und Bemessungsregeln 161

4443 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 162

4444 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Beanspruchungen in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 164

445 Topfgleitlager 165

4451 Allgemeines 165

4452 Konstruktions- und Bemessungsregeln 166

4453 Grundlagen zur Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 166

4454 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Pressung in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 168

4455 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 169

446 Kalottenlager 169

4461 Allgemeines 169

4462 Konstruktions- und Bemessungsregeln 170

4463 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahmen 171

4464 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Beanspruchungen in den Gleitwerkstoff-Gleitflächen 171

4465 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 172

4466 Beanspruchung der Gleitwerkstoff-Führungsflächen 172

447 Verformungsgleitlager 172

4471 Allgemeines 172

4472 Konstruktions- und Bemessungsregeln 173

4473 Grundlagen zur Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 174

4474 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Pressung in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 176

4475 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 177

448 Elastomer-Gleitlager 177

4481 Allgemeines 177

4482 Konstruktions- und Bemessungsregeln 178

4483 Bemessung der Gleitwerkstoffaufnahme 178

4484 Lastexzentrizitäten für den Nachweis der Pressung in der Gleitwerkstoff-Gleitfläche 179

4485 Lastexzentrizitäten für den Nachweis in der oberen und unteren Lagerfuge 179

45 Verformungslager 179

451 Aufbau und Herstellung 179

452 Physikalische Eigenschaften 180

4521 Allgemeines 180

4522 Gummielastizität 181

4523 Schubmodul 183

4524 Elastizitätsmodul und vertikale Verformung 186

4525 Verdrehwiderstand 187

4526 Mullins-Effekt 189

4527 Stabilität 190

4528 Thermische Eigenschaften 190

4529 Kriechen und Relaxation 193

45210 Haftreibung 194

453 Elastizitätstheoretische Spannungsermittlung 196

4531 Allgemeines 196

4532 Druckverformung 196

4533 Auflagerverdrehung 199

4534 Schubverformungen 201

4535 Aufnahme der Schubspannungen – Beanspruchung der Bewehrung 202

454 Bemessung bewehrter Elastomerlager 203

5 Regelwerke / Normen 207

51 Allgemeine Situation 207

52 Die Europäische Lagernormreihe DIN EN 1337 – Lager im Bauwesen 208

521 DIN EN 1337-1: 2001- 02 Lager im Bauwesen Teil 1: Allgemeine Regelungen 209

522 DIN EN 1337-2: 2004-07 Lager im Bauwesen Teil 2: Gleitteile 235

523 DIN EN 1337-3: 2005-07 Lager im Bauwesen Teil 3: Elastomerlager 255

524 DIN EN 1337-4: 2004-08 Lager im Bauwesen Teil 4: Rollenlager 280

525 DIN EN 1337-5: 2005-07 Lager im Bauwesen Teil 5: Topflager 282

526 DIN EN 1337-6: 2004-08 Lager im Bauwesen Teil 6: Kipplager 297

527 DIN EN 1337-7: 2004-08 Lager im Bauwesen Teil 7: Kalotten-und Zylinderlager mit PTFE 308

528 DIN EN 1337-8: 2008-01 Lager im Bauwesen Teil 8: Führungslager und Festhaltekonstruktionen 320

529 DIN EN 1337-9: 1998-04 Lager im Bauwesen Teil 9: Schutz 331

5210 DIN EN 1337-10: 2003-11 Lager im Bauwesen Teil 10: Inspektion und Instandhaltung 335

5211 DIN EN 1337-11: 1998-04 Lager im Bauwesen Teil 11: Transport, Zwischenlagerung und Einbau 349

53 Weitere Richtlinien 359

531 Allgemeines 359

532 Richtzeichnungen Lag 359

533 ZTV-ING 374

534 DIN-Fachbericht (FB) 101 Anhang O 374

535 Nationaler Anhang von DIN EN 1990:2010-12 Anhang NAE Grundlegende Anforderungen an Lagersysteme von Brückentragwerken 374

6 Zulassungen 375

61 Einleitung 375

611 Vorgeschichte und derzeitige nationale Situation 375

612 Europäische Situation 376

613 Zulassungsbestand / Antragsteller 376

62 Ausstattungszulassungen 378

621 Vorbemerkung 378

622 Tabelle der Ausstattungszulassungen 380

623 Standardtext – Zulassungsgegenstand: Ausstattung von Brückenlagern, Besondere Bestimmungen 382

624 Anlagen 392

63 ETAs für Lager 399

631 Vorbemerkung 399

632 Übersicht 399

633 Standardtext 400

64 Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen (abZ) 405

641 Vorbemerkung 405

642 Verformungsgleitlager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 405

Anlagen 420

643 Führungslager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 424

Anlagen 426

644 Topfgleitlager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 429

Anlagen 431

645 Kalotten- und Zylinderlager – Besondere Bestimmungen (Auszug) 435

Anlagen 442

65 Schwingungsisolatoren 448

651 Vorbemerkung 448

652 Besondere Bestimmungen (Auszug ohne Anlagen 2 bis 8) 448

653 Anlagen 456

7 Wissenschaft und Forschung 459

71 Dissertationen 459

72 Forschungsberichte 482

721 Übersicht 482

722 Gleitlager 483

723 Elastomerlager 492

724 Lagerplatten 499

725 Reibung ohne Gleitwerkstoff 504

726 Bauteile und Bauwerke 508

727 Sonderfragen 514

73 Brückenlagertechnik in Deutschland / Die Geschichte einer technischen Revolution 522

731 Vorbemerkungen 522

732 Alte Technik 523

733 Elastomerlager 528

734 Vielrollenlager (Nadellager) und Kugellager 532

735 Topflager 533

736 Stahl-Beton-Lager 537

737 Ein-Rollen-Lager 539

738 Gleitlager 546

739 Kalottenlager 554

7310 Verformungsgleitlager 557

7311 Festhaltekonstruktionen 558

7312 Die technischen Regeln (Normen und Zulassungen) 559

7313 Zeittafel für die Geschichte 560

8 Literatur 563

81 Kurzkommentare zu einigen Veröffentlichungen 563

811 Allgemeines 563

812 Historisch interessantes Schrifttum 566

813 Versuchsberichte 568

814 Praktische Anwendungen 569

815 Berechnung, Statik 574

82 Zitierte Literaturstellen 579

9 Glossar 593

10 Stichwortverzeichnis 619

Über Autor(innen)

Dr.-Ing. Tobias Block, Jg. 1976, leitet seit mehreren Jahren Forschungsprojekte und experimentelle Untersuchungen zur Beurteilung von Bauprodukten an der Ruhr-Universität Bochum und der Technischen Universität Dortmund. Mit seiner Dissertation leistete er einen wesentlichen Beitrag zur Klärung des Tragverhaltens von bewehrten Elastomerlagern.
 
Dr.- Ing. Helmut Eggert, Jg. 1935, war 31 Jahre Leiter des Referates "Metallbau und Lager" beim Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) und in den ersten neun Ausgaben des "Stahlbau-Kalender" der Kommentator der Stahlbau-Grundnorm. Er ist der Erfinder der Normenreihe DIN 4141 "Lager im Bauwesen", die als Vorbild für die europäische Normenreihe EN 1337 zum gleichen Thema dient.
 
Dipl.-Ing. Wolfgang Kauschke, Jg.1932, war ehrenamtlich über viele Jahre als Sachverständiger des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) für den Bereich Lager und als Mitarbeiter des Arbeitsausschusses "Lager im Bauwesen" des DIN tätig. An zahlreichen Regeln für Bemessung und Konstruktion war er maßgeblich beteiligt. Beim Neubau der Tragkonstruktion der Wuppertaler Schwebebahn war er für deren ungewöhnliche Lagerung verantwortlich.