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Durchbiegungsmesser und -zeichner

[159] Durchbiegungsmesser und -zeichner, Vorrichtungen zur Ermittlung der Durchbiegungen eiserner Brücken unter der Betriebs- oder Probebelastung. Man schafft entweder in der Mitte unter dem Bauwerk, am besten durch Versenken eines schweren Gewichtes, einen festen Punkt und beobachtet die Bewegungen der Mitte gegen diesen Punkt und die Senkungen der Auflager getrennt, oder man spannt zwischen den Auflagern einen Draht aus und befestigt hieran die Meßvorrichtungen zur Bestimmung der Durchbiegung.

Diese Vorrichtungen bestehen in der einfachsten Form aus senkrecht stehenden Latten, sogenannten Setzlatten. Klopsch führt von einem versenkten Gewicht aus (s. Fig. 1) den belasteten Draht über eine an der Brücke befestigte Rolle und liest deren Drehung als Maß für die Durchbiegung an einem feststehenden Zeiger ab [1]. – Pfeuffer legt das obere Ende des schlaff hängenden und unten mit einem versenkten Gewicht verbundenen Drahtes an dem Bauwerk fest und bringt an ihm an einer leicht zugänglichen Stelle mit Hilfe von zwei gelenkartigen Klemmen eine kräftige Schraubenfeder an, die den Draht unter Bildung einer losen Schleife straff anspannt. Die obere Klemme, die sich bei Durchbiegung des Bauwerkes der unteren Klemme nähert, trägt ein mit Papier belegtes Lineal, die untere Klemme einen Schreibstift und die Linealführung. Die Durchbiegung wird somit auf dem Papierbelage des Lineals selbsttätig verzeichnet. Um diese Aufzeichnung im doppelten Maßstabe zu bewirken, wird der Draht nicht an dem Bauwerk befestigt, sondern über eine Rolle nach einem Punkt unterhalb der Spannfeder wieder zurückgeführt [2]. – Brill leitet von einem festen Punkt des einen Endständers einen Draht über eine Rolle am andern Endständer des Trägers, spannt ihn durch ein Gewicht an und bestimmt die Senkungen der einzelnen Vertikalen gegen diesen Draht [3]. Störend auf die Zuverlässigkeit der Messungen wirken bei allen diesen Vorrichtungen die Aenderungen der Drahtlängen infolge von Wärmeschwankungen während des Versuches sowie die Bewegungen des Drahtes durch Wind und durch den Wasserlauf unter dem Bauwerk. – Die Schlauchwage von Seibt besteht aus zwei durch einen Gummischlauch verbundenen Standgläsern, die mit Wasser gefüllt sind und am unteren Ende mit Quecksilber beschwerte [159] Schwimmer aus schwarzem Glase enthalten. An den Hauptträgern der Brücke werden abgedrehte Zylinder wagerecht beteiligt, die Standgläser auf diese Festpunkte gesetzt und der Reihe nach die Höhenunterschiede von immer zwei derselben durch Uebervisieren über die Schwimmer mit Hilfe eines besonderen Kathetometers vor und nach der Belastung bestimmt [4], [5]. Auf Ermittlung der Lage von Festpunkten zueinander, die in einer Geraden an den Trägern des Bauwerkes gekennzeichnet sind, vor und nach der Belastung oder nach einer gewissen Betriebsdauer beruht auch die Anwendung eines neuen Apparates mit Doppelfernrohr von Leuner, der zu den wiederholten Messungen immer wieder in denselben angebohrten Körnerpunkten unmittelbar an die einzelnen Glieder des Bauwerkes angelegt wird. Der wagerechte Tubus des Fernrohres trägt an beiden Enden mittels Trieb und Zahnstange verschiebbare Objektive und in der Mitte zwischen diesen einen senkrecht zur Tubusachse stehenden Rohransatz mit dem Wieder wagerecht stehenden Okularrohr. In dem Tubus sind dem Rohransatz gegenüber zwei sich kreuzende Spiegel und in dem Rohransatz ist dem Okular gegenüber ein schräge stehender Spiegel angebracht. Auf diese Weise werden die durch die Objektive einfallenden Strahlenbündel durch die drei Spiegel nach dem Okular hin so abgelenkt, daß die Bilder der in den beiden Gesichtsfeldern des Fernrohres stehenden Objekte gleichzeitig sichtbar werden. Der Tubushalter ist gegen zwei Maßstäbe senkrecht und wagerecht zu verschieben und seine Stellungen sind an den Maßstäben abzulesen. Beim Gebrauch wird der Apparat nach und nach an den einzelnen Trägern angebracht und beobachtet, welche Stellungen dem Tubushalter gegeben werden müssen, um die Fernrohrachse auf die festen Punkte an zwei andern Trägern einzuteilen. Unterschiede in diesen Stellungen vor und nach der Belastung zeigen die stattgehabten Formänderungen an. Um zwei in verschiedenen Entfernungen stehende Festpunkte gleichzeitig beobachten zu können, ist an Stelle des einfachen Okulars ein Fernrohr mit zwei halben Objektiven anzubringen, die jedes für sich verstellbar sind. Das Winkelmeßinstrument (Klynometer) von Mantel (Fig. 2) dient dazu, durch zwei aufeinander folgende Messungen die Verdrehung von zwei Querschnitten des auf Biegung beanspruchten Stabes im Bauwerk gegeneinander zu messen, um aus dem Ergebnis die Durchbiegung zwischen diesen beiden Querschnitten zu berechnen. Die Messung erfolgt mittels einer Libelle, die nach Fig. 2 in den betreffenden Querschnitten an dem Stabe angebracht wird. Die Bewegungen der Querschnitte im Raum werden zwar mitgemessen, entfallen aber bei der Berechnung der Durchbiegung aus dem Unterschiede der Bewegungen beider Querschnitte. Zur Beteiligung der Libelle dient das Klemmstück mit den Schrauben h und i und der Platte b. An letztere ist die Platte c bei a angelenkt, welche die bei e und f aufgeschraubte und bei g drehbare Libelle trägt und mit der Schraube d an dem mit der Platte b verbundenen Bügel wagerecht festgestellt werden kann. Die Einstellung der Libelle erfolgt mit der Mikrometerschraube k [6]. Zur Aufzeichnung des ganzen Verlaufes der Durchbiegung dient der Durchbiegungszeichner von Fränkel (Fig. 3). Bei ihm wird ein Schreibstift mit dem doppelten Betrage der zu messenden Durchbiegung von einer mit Papier belegten Trommel in deren Längsrichtung fortbewegt, der eine gleichbleibende Umdrehungsgeschwindigkeit erteilt wird. Hierdurch entsteht auf dem Papier eine Schaulinie, deren Koordinaten die doppelte Durchbiegung und die Dauer des Versuches darstellen. Der Apparat wird in der Mitte an dem zu untersuchenden Träger befestigt. Als Festpunkt dient das versenkte Gewicht P, von dem ein angespannter Draht H zu dem kleinen Umfang d einer Stufenscheibe führt, an deren größerem Umfang D ein Stahlband als Träger des Schreibstiftes festgelegt ist. Die beiden Scheibenumfänge verhalten sich wie 2 : 1. Bei der älteren Bauart war der Apparat mit einer besonderen Kompensationsvorrichtung zum Ausgleich des Einflusses der Wärmeschwankungen auf die Länge des Meßdrahtes versehen [7], [8]. Unter Fortlassung der letzteren hat der Apparat neuerdings die in Fig. 3 dargestellte vereinfachte Form erhalten. P ist das an den Leinen A versenkte Gewicht, von dem der Draht H zu der Spannvorrichtung K führt, die durch ein am Umfange der Scheibe d festgelegtes Stahlband getragen wird. Zwischen den Scheiben D und E ist ein zweites Stahlband mit dem Schreibstift G ausgespannt, unter dem sich die durch die Handkurbel c mit Schneckenrad zu drehende Trommel B befindet. Die Anspannung des zweiten Stahlbandes erfolgt durch Drehung der Kurbel L unter Aufziehen einer in E gelegenen Feder [9].

Literatur: [1] Annalen für Gewerbe und Bauwesen 1886, Bd. 1, S. 43. – [2] Zeitschr. des Vereins deutscher Ingenieure 1890, S. 456. – [3] Annalen für Gewerbe und Bauwesen 1894, Bd. 2, S. 15. – [4] Ebend. 1894, Bd. 1, S. 107. – [5] Zentralbl. d. Bauverw. 1894, S. 92. – [6] Schweiz. Bauzeitung 1900, S. 48. – [7] Civilingenieur 1884, S. 466. – [8] Zeitschr. des Vereins deutscher Ingenieure 1885, S. 579. – [9] Zentralbl. d. Bauverw. 1891, S. 270 und 502.

Rudeloff.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.