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Hanseatische Ideenschmiede


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Messwerte freitragendes Gleis

Praxistest

Die Bilderserien zeigen je einen Belastungstest mit dem schwersten Zug, den ich besitze. Der Zug wiegt 3Kg (gut 500g je Triebkopf, und jeder Zwischen-Wagen ist mit ca. 320g schwerer als so manche Lok).

Das 2,50 m lange Gleis mit Dogbone Profile (E*I ca. 240 Nm²) ist an den Enden waagerecht eingespannt, und auf 205 cm freitragend angeordnet. Das Maßband im Hintergrund ist fest mit dem Boden verbunden, Die Modellbahner stehen auf dem Gleis und dienen als Zeiger und zeigen max. 6 mm Durchbiegung an.

Ich habe bisher mit drei verschiedenen Profiltypen gearbeitet:

Hintergund Biegesteifigkeit

Die Biegesteifigkeit E*I ist das Produkt aus dem Elastizitätsmodul E des Materials und dem Flächenträgheitsmoment I des geometrisch gegebenen Querschnitts. Üblicherweise wird es ohne "*" geschrieben, also nur "EI" , aber das erscheint mir für den Laien etwas verwirrend. Was die Biegesteifigkeit bedeutet? Damit kann der Theoretiker vorab berechnen, wie sich diese Brücke unter welcher Belastung verhält. Oder er berechnet, wieviel Material man einsparen kann, bevor es kritisch wird.

Der Praktiker begnügt sich mit den Bildern zum Praxistest (siehe Kasten).

Belastungstest

Zur Messung der Biegesteifigkeit dient hier (siehe Foto links) übrigens Fritz-Cola. Die ist zwar als Ballastgewicht dem US-amerikanischen Alternativprodukt nicht überlegen, hat aber den höheren Koffeinanteil und stammt aus Hamburg.

In der Praxis macht es Sinn, die langen Gleise an den Enden waagerecht einzuspannen. Denn sind die Gleise auf großer Länge freitragend angeordnet, dann führt auch eine moderate Durchbiegung zu einem Knick am Ende, der ggf. störend sein kann. Bruecke_VorderansichtDas nebenstehende Foto zeigt allerdings, dass bei einer freitragenden Länge von ca. 1,50 m so eine Einspannung nicht nötig ist. Das Gleisende liegt einfach auf dem Tisch auf, und wird durch 2 kurze Gleislängen abgeschlossen, damit sich der Knick verteilt.

Um wirklich große freitragende Weiten der Brücke zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Brücke vorgespannt zu montieren. Eine vorgespannte Brücke kann über 100 Metern freitragend überspannen! Dabei wird dann nicht die Biegesteifigkeit des GFK-Profils, sondern dessen gewaltige Zugfestigkeit ausgenutzt. Das klingt erstmal unvorstellbar - aber wenn man an Hochspannungleitungen denkt, ist das vielleicht auch für den Laien nachvollziehbar.