Lager im Bauwesen nach DIN EN 1337 - · PDF filealle Teile der DIN EN 1337 –...

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LagerimBauwesennachDINEN1337

ARTICLEinSTAHLBAU·NOVEMBER2009

ImpactFactor:0.22·DOI:10.1002/stab.200910101

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ChristianBraun

MAURERAG,Germany,Munich

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849

Sonderdruck

© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 78 (2009), Heft 11

In Deutschland wurden die nationalen Regelungen für Lager nach DIN 4141 und die daraufbasierenden nationalen Zulassungen mittlerweile nahezu vollständig durch das Europäi-sche Regelwerk DIN EN 1337 ersetzt. Diese Norm regelt die Anforderungen an die Be-messung, konstruktive Ausbildung, Herstellung, Transport, Einbau und Inspektion von Lagern im Bauwesen. Geregelt werden Elastomerlager, Rollenlager, Topflager, Kipplager,Kalotten- und Zylinderlager mit PTFE sowie Festhaltekonstruktionen und Führungslager.Moderne, hochfeste Gleitwerkstoffe, die außerhalb des Anwendungsbereiches der DIN EN 1337 liegen, können auf der Grundlage von europäischen Zulassungen (ETA) ein-gesetzt werden. Für die in Deutschland im Brückenbau am häufigsten zum Einsatz kom-menden Lagertypen – Kalottenlager und Elastomerlager – werden die alten und neuen Regelungen hinsichtlich des Sicherheitsniveaus analysiert und bewertet sowie auf wei-tere Punkte hingewiesen, die im Rahmen der geplanten Überarbeitung der NormenreiheDIN EN 1337 nochmals kritisch hinterfragt werden müssen. Die bisherigen nationalenund derzeitigen europäischen Regelwerke gelten nur für Lager, die nicht durch Zugkräftebeansprucht werden. Obwohl die Vermeidung von Lagerzugkräften insbesondere imBrückenbau ein fundamentaler Konstruktionsgrundsatz ist, können in Sonderfällen Zug-kräfte nicht vermieden werden. Da es für Zuglager keine normativen Vorgaben gibt, müssen an den speziellen Anwendungsfall angepasste Bemessungs- und Konstruktions-regeln erarbeitet werden. Anhand von Anwendungsbeispielen wird die besondere Pro-blematik bei der Verwendung von Lagern unter Druck-Zug-Beanspruchungen erläutert.

Structural bearings for bridges and buildings according to DIN EN 1337. In Germany thenational design rules for bearings according to DIN 4141 and corresponding national ap-provals are meanwhile nearly completely replaced by the European Standard DIN EN 1337.This code specifies the requirements for design and manufacturing of structural bearingsfor bridges and buildings. DIN EN 1337 covers elastomeric bearings, roller bearings, potbearings, rocker bear ings and spherical and cylindrical PTFE bearings. Special applicati-ons, e. g. applying modern sliding elements outside the scope of DIN EN 1337 which differfrom the technical rules given in DIN EN 1337, can be used on the basis of European Tech-nical Approvals (ETA). On this background for spherical bearings and elastomeric bearingsthe new rules are analyzed and assessed regarding the necessary safety requirementsand also point to further items that should be inquired critically in the scope of revision ofthe DIN EN 1337. The old National Standards as well as the new European Standards areonly valid for bearings without any uplift forces. Avoiding uplift forces is a fundamental de-sign prin ciple especially within the scope of bearings for bridges. However, in rare andworse cases it cannot be avoided that uplift forces occur. Under these conditions the rulesin DIN 4141 and DIN EN 1337 for the design and the manufacture of bearings do not applyand modified design rules have to be developed. This is shown by means of two ex amples,where specially developed bearings for compression and uplift forces were designed.

Bild 1. Für die gängigen Lagerartengibt es eigene harmonisierte Normen-teile, so dass für die meisten der bis-her in Deutschland über Zulassungengeregelten Lager keine besonderenLagerzulassungen mehr erforderlichsind. In DIN EN 1337-1 wurde das inden Eurocodes verankerte semipro-babilistische Sicherheitskonzept mitTeil sicherheitsbeiwerten umgesetzt,wohingegen DIN 4141 auf dem globa-len Sicherheitskonzept mit zulässigenSpannungen beruht. Im Zuge derUmstellung des Sicherheitskonzepteswird nun in DIN EN 1337 zwischenNachweisen in den Grenzzuständender Tragfähigkeit und Grenzzustän-den der Gebrauchstauglichkeit unter-schieden.

Bei Brückenlagern treten in denFällen, in denen z. B. von den Rege-lungen der DIN EN 1337 „nicht nurunwesentlich“ abgewichen wird [31],an die Stelle der nationalen Zulassun-gen europäische technische Zulassun-gen (ETA – European Technical Ap-proval) als technische Spezifikationen,die zur CE-Kennzeichnung führenkönnen. Eine derartige „nicht nur un-wesentliche“ Abweichung ist z. B. dieVerwendung eines anderen als in DINEN 1337 angegebenen Gleitwerkstof-fes in den Hauptgleitflächen. Nebendem in DIN EN 1337 geregelten Gleit-werkstoff PTFE gibt es mittlerweilemehrere gültige europäische Zulassun-gen für Kalottenlager mit hochfestenGleitwerkstoffen (z. B. den Gleitwerk-stoff MSM der Firma Maurer Söhne[9]). Diese Werkstoffe sind hinsicht-lich ihrer Festigkeit und ihren Ver-schleißeigenschaften dem PTFE deut-lich überlegen.

Die Struktur der DIN EN 1337 imSinne der EU-Bauproduktenrichtlinie

Christian BraunGerhard HanswilleMarkus PorschChristian Schürmann

Lager im Bauwesen nach DIN EN 1337Herrn em. Univ. Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gerhard Sedlacek zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet

DOI: 10.1002/stab.200910101

1 Übersicht über die derzeitigen Regelwerke

1.1 Allgemeine Regelungen

Bauwerkslager sind derzeit in Deutsch-land in der Normenreihe DIN EN 1337

[1] geregelt, die die bisherige Nor-menreihe DIN 4141 [2] und die aufDIN 4141 basierenden Zulassungenfür Brückenlager ersetzt. Eine Über-sicht über die aus 11 Teilen beste-hende Normenreihe findet sich in

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Chr. Braun/G. Hanswille/M. Porsch/Chr. Schürmann · Lager im Bauwesen nach DIN EN 1337

Sonderdruck aus: Stahlbau 78 (2009), Heft 11

ist in Bild 2 dargestellt, die so in ähn-licher Form der Literatur [32] ent-nommen werden kann. Die Teile 3 bis8 gelten als Produktnormen im Sinneder EU-Bauproduktenrichtlinie, dasheißt, diese Lager dürfen zukünftigmit einem CE-Kennzeichen „in Ver-kehr gebracht“ werden. Im Unter-schied zu anderen Sektoren bedeuteteine CE-Kennzeichnung nach derBauproduktenrichtlinie im Bausektor

lediglich, dass das Produkt mit einerharmonisierten technischen Spezifi-kation nach der Bauproduktenrichtli-nie übereinstimmt (hier: z. B. mit ei-nem der Normenteile 3 bis 8 der DINEN 1337 oder mit einer entsprechen-den europäischen Zulassung) unddass die Angaben zur CE-Kennzeich-nung unter Einhaltung der Bestim-mungen der harmonisierten Spezifi-kation erfolgten [31].

Da Gleitteile keine eigenständigenLager sind, sondern stets mit einemLager nach Teil 3 bis Teil 8 zusammenhergestellt werden, gelten Gleitteilenicht als eigenständiges Bauproduktund Teil 2 nicht als Produktnorm [32].In Bild 2 sind auch die Koexistenzpe-rioden für die Teile 3 bis 8 aufgeführt.Eine Koexistenzperiode ist der Zeit-raum, in dem die nationale und dieeuropäische Norm für ein konkretesProdukt gleichrangig angewandt wer-den dürfen und nach deren Ablauf dieAnwendung der europäischen Normverbindlich ist. Für die Teile 3 bis 7sind die Koexistenzperioden bereitsabgelaufen, für Teil 8 hat die Koexi-stenzperiode Anfang 2009 begonnen.Aus diesem Grund gilt derzeit inDeutschland ersatzweise für Teil 8noch DIN V 4141-13 in der derzeiti-gen gültigen Fassung vom November2008 [7]. In dieser Norm ist insbe-sondere die in Deutschland z. B. beiElastomerlagern übliche Stahl-Stahl-Paarung für die Übertragung von Ho-rizontalkräften geregelt.

Nach Bild 2 stellt sich DIN EN 1337 als (äußerlich) formal streng

Teil 1: Allgemeine Regelungen, Februar 2001 (DIN EN 1337-1:2001-02)

Teil 2: Gleitteile, Juli 2004 (DIN EN 1337-2:2004-07)

Teil 3: Elastomerlager, Juli 2005 (DIN EN 1337-3:2005-07)

Teil 4: Rollenlager, August 2004 (DIN EN 1337-4:2004-08)

Teil 4: Rollenlager

Berichtigungen zu DIN EN 1337-4:2004-08, Mai 2007 (DIN EN 1337-4 Ber 1:2007-05)

Teil 5: Topflager, Juli 2005 (DIN EN 1337-5:2005-07)

Teil 6: Kipplager, August 2004 (DIN EN 1337-6:2004-08)

Teil 7: Kalotten- und Zylinderlager mit PTFE, August 2004 (DIN EN 1337-7:2004-08)

Teil 8: Führungslager und Festpunktlager – Baustoffe,

Anforderungen, Prüfungen und Überwachung,

Januar 2008 (DIN EN 1337-8:2008-01)

Teil 9: Schutz, April 1998 (DIN EN 1337-1:1998-09)

Teil 10: Inspektion und Instandhaltung, November 2003 (DIN EN 1337-10:2003-11)

Teil 11: Transport, Zwischenlagerung und Einbau, April 1998 (DIN EN 1337-11:1998-04)

DIN

EN

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Bild 1. Übersicht über DIN EN 1337Fig. 1. Overview of DIN EN 1337

EN 1337-1

Allgemeine Regelungen

EN 1337-9

Schutz

EN 1337-10

Inspektion und Instandhaltung

EN 1337-11

Transport, Zwischenlagerung

und Einbau

EN 1337-2

Gleitteile

Gle

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(hE

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Inhalt sind allgemeingültige Regelungen, die nur durch entsprechende Verweise in den harmonisierten Produktnormen (hEN) Verbindlichkeit erlangen.

Die Konformität von Lagern mit diesen Normen ist Voraussetzung für die CE-Kennzeichnung sowie das Inverkehrbringen und den freien Warenverkehr solcher Bauprodukte im Europäischen Wirtschaftsraum (EWR).

Teil 2 der EN 1337 konnte nicht als harmonisierte Produktnorm konzipiert werden, da lediglich Regelungen zu Lagerkomponenten, die nicht als eigenständige Bauprodukte anwendbar sind, enthalten sind. Die auf-geführten Lagerkomponenten sind dennoch Gegenstand des Konformitätsnachweisverfahrens und der CE-Kennzeichnung, da bei ihrer Kombination mit einem Lager nach den harmonisierten Produktnormen (hEN) in der CE-Kennzeichnung des so entstehenden Gleitlagers auf den Teil 2 ausdrücklich Bezug zu nehmen ist.

EN 1337-Teil 7

Kalotten- und Zylinderlager mit

PTFE

EN 1337-Teil 6

Kipplager

EN 1337-Teil 8

Führungslager und

Festpunktlager

EN 1337-Teil 5

Topflager

EN 1337-Teil 4

Rollenlager

EN 1337-Teil 3

Elastomerlager

(01.01.06 – 01.01.07) (01.02.05 – 01.02.06) (01.01.06 – 01.01.07) (01.02.05 – 01.02.06) (01.12.04 – 01.06.05) (01.01.09 – 01.01.10)

(Koexistenzperioden)

Bild 2. Struktur der DIN EN 1337 im Sinne der EU-Bauproduktenrichtlinie [30], [32] Fig. 2. Structure of DIN EN 1337 in terms of the EU Construction Products Directive (CPD) [30], [32]

851Sonderdruck aus: Stahlbau 78 (2009), Heft 11


hierarchisch strukturiert dar, dies wirdjedoch inhaltlich nicht in allen Fällenunterstützt. Während nach Bild 2 beider Bemessung und Konstruktion vonKalottenlagern mit Festhaltung ledig-lich auf die Teile 1, 2 und 7 Bezug ge-nommen werden müsste, sind tat säch-lich auch die Teile 5 und 8 (bzw. DINV 4141-13) zu berücksichtigen. Dazukommt, dass es zwischen den Nor-menteilen kein einheitlich durchgän-giges und mit den übrigen Eurocodesharmonisiertes Bezeichnungssystemgibt [33]. Zwischen Teil 2 und Teil 7ist keine klare Abgrenzung gegebenund darüber hinaus sind die Normen-teile teilweise nicht widerspruchsfrei.Auf spezielle Punkte wird nachfol-gend noch eingegangen.

Neben DIN EN 1337 gibt es inDeutschland ergänzende Regelungenfür Lager, die in speziell entwickeltenAusstattungszulassungen (z. B. [10])für Brückenlager mit CE-Kennzeich-nung der Lagerhersteller zusammen-gefasst sind. Dabei handelt es sich umRegelungen zu Ausstattungselementen,die bislang maßgeblich in den natio-nalen bauaufsichtlichen Zulassungenund den LAG-Richtzeichnungen ge-fordert wurden, jedoch nicht Gegen-stand der DIN EN 1337 sind, da dieAusstattungen zum Einbau der Lagerunterschiedlich gehandhabt werden.Im Rahmen der alten nationalen Zu-lassungen unterlagen diese Ausstat-tungen einer Überwachung. Der maß -gebliche Inhalt der neuen Ausstat-tungszulassungen ist in Bild 3 grafischdargestellt. Da die Ausstattung eines

nach DIN EN 1337 bemessenen, kon-struierten und ausgeführten Brücken-lagers nicht vollständig in der Nor-menreihe DIN EN 1337 oder in ande-ren Normen geregelt ist, darf einLager, welches ein EC-Konformitäts-zertifikat mit der entsprechenden har-monisierten Produktnorm nach Bild 2besitzt, zwar mit einer CE-Kennzeich-nung versehen und in Verkehr gebrachtwerden, jedoch in Deutschland nichteingebaut werden. Diese Regelungs-lücke wird nunmehr in Deutschlanddurch die zuvor erwähnten Ausstat-tungszulassungen geschlossen [32].

Für den Bereich des BMVBS sindalle Teile der DIN EN 1337 – ausge-nommen Teil 8 – eingeführt. Die der-zeitigen Regelungen sehen vor, dass dieVerwendung von Lagern nach DINEN 1337 bzw. von Lagern, die vonDIN EN 1337 maßgeblich abweichen(z. B. Lager mit besonderem Gleit-werkstoff), deren Verwendbarkeits-nachweis jedoch durch eine allge-meine bauaufsichtliche Zulassung(Ü-Kennzeichnung) oder eine euro -päische technische Zulassung (CE-Kennzeichnung) erbracht wurde [13],an das Vorhandensein einer zugehöri-gen Ausstattungszulassung gebundenist. Letztere führt zu einem Ü-Zei-chen der Ausstattung in Verbindungmit dem CE-Zeichen für die Lager,die durch entsprechende Überein-stimmungszertifikate und EC-Kon-formitätszertifikate der Prüf-, Über-wachungs- und Zertifizierungsstellenbestätigt werden. Formal stehen dieseAnforderungen im Widerspruch zur

Bauproduktenrichtlinie. Für Eisen-bahnbrücken gelten die in [12] und[46] angegebenen Regelungen. Vordiesem Hintergrund lässt sich dieEinbettung der DIN EN 1337 in dasderzeitige nationale Regelwerkskon-zept wie in Bild 4 darstellen.

Nach Einführung der DIN-Fach-berichte war eine Überarbeitung desAnhangs O des DIN-Fachberichtes101 notwendig geworden, da die imAnhang O getroffenen Festlegungenzu den Bewegungen von Lagern undFahrbahnübergängen auf der Grund-lage der charakteristischen Einwir-kungskombination des Grenzzustan-des der Gebrauchstauglichkeit basier-ten und die Lagerkräfte davonabweichend auf der Grundkombina-tion des Grenzzustandes der Trag-fähigkeit. Diese Inkonsistenz wurdezwischenzeitlich durch die 3. Auflagedes DIN-Fachberichtes 101 (Ausgabe2009) [3] beseitigt. Lagerwege undLagerkräfte basieren nach den neuenRegelungen übereinstimmend aufdem Grenzzustand der Tragfähigkeitund sind damit kompatibel zu denRegelungen der DIN EN 1337.

2 Grundlagen für die konstruktive Ausbildung und Bemessung von Kalottenlagern

2.1 Ausführungsvarianten

Bei Kalottenlagern nach Bild 5 handeltes sich um Lager, die aus einer Träger-platte (Lagerunterteil) mit konkav-ku-geliger Oberfläche, einem Verdre-hungselement (Kalotte) mit plan-kon-

Bild 3. Wesentlicher Inhalt der bauaufsichtlichen Ausstattungszulassungen (z. B. [10]) für Brückenlager mit CE-Kennzeichnung Fig. 3. Content of National Approval for the equipment (e. g. [10]) for bridge bearings with CE-marking

Verankerungen

Schutzeinrichtungen

Verschiebungsanzeiger

Beschriftung

Anker- und Futterplatten

Brückenlagerausstattung von Brückenlagern mit CE-Kennzeichnung (z.B. nach der bauaufsichtlichen Zulassung Z-16.7-445)

Voreinstellung

Montagesicherung

Dreistiftmessebenen

Anschlagpunkte

7

9

6

6

8 5

14

3

2

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

852



[26]. Als Gegenwerkstoff hat sich ge-schliffener, hochglanzpolierter aus-teniti scher Stahl 1.4401 (X5 CrNiMo17-12-2) bzw. 1.4404 (X2 CrNiMo 17-12-3) und für gekrümmte Gleit-flächen hartverchromter Stahl bewährt.Zur Schmierung der Gleitflächen wirdlithiumverseiftes Siliconfett in Brücken-lagerqualität verwendet.

Wie Bild 5 zeigt, sind die PTFE-Scheiben der ebenen und der ge-

krümmten Gleitfläche zu diesemZweck mit Schmiertaschen (∅ 8 mm,Tiefe 2 mm) ausgeführt, die auf jedem2. Punkt eines rechtwinkligen Rastersmit 7,5 mm bzw. 13,5 mm Abstandversetzt sind und die bei Zusammen-bau vollständig mit Schmierstoff ge-füllt werden. Zusätzlich werden dieGleitflächen der Gegenkörper mit ei-nem dünnen Schmierfilm versehen.Die im PTFE eingeprägten Schmier-

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Db

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Gleitplatte

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hartverchromte Gegenfläche

Schmiertasche

Schmiertasche

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Hauptbewegungsrichtung(Schmiertaschenüberdeckung)

hG

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(Gleitplatten-Gleitspalt)

hK

hG

(Kalotten-Gleitspalt)

13.5

15.02.0

8.0

[mm]

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t1scharfkantig

scharfkantig

y

Bild 5. Ausführungsbeispiel eines allseits beweglichen PTFE-Kalottenlagers (P2)Fig. 5. Example for a typical spherical bearing (PTFE) with multidirectional sli-ding part (P2)

vexer Oberfläche und einer ebenenGleitplatte bestehen [20] bis [24], [28],[29]. Bei diesem Lagertyp wird eineKippbewegung ausschließlich durchGleiten der oberen Gleitplatte auf derKalotte und durch Gleiten der Kalotteauf dem Lagerunterteil realisiert. Einezwängungsarme Verdrehung wird da-durch erreicht, dass in den beidenGleitflächen Gleit- und Gegenwerk-stoffe mit günstigem Reibungsverhal-ten eingesetzt werden. Zur Gewähr-leistung langjährig günstiger tribolo-gischer Eigenschaften kommt derDauerhaftigkeit der Gleitwerkstoffeund der Abdichtung der Gleitflächengegen Verschmutzung eine besondereBedeutung zu.

Hinsichtlich der Ausführung vonKalottenlagern werden drei Arten un-terschieden:– allseits bewegliches Kalottenlager(KGa) – Typ P2 – Symbol: – einseitig bewegliches Kalottenlager(KGe) – Typ P1 – Symbol: bzw. – allseits festes Kalottenlager (KF) –Typ P – Symbol:

Die Eigenschaften eines Kalot-tenlagers werden maßgeblich von denEigenschaften der Gleitwerkstoffe be-stimmt. Als Gleitwerkstoff hat sich derteilkristalline Thermoplast Polytetra -fluorethylen (PTFE) als besonders ge-eignet erwiesen, da dieser Werkstoffneben chemischer Beständigkeit sichvor allem durch ein günstiges Reibungs-und Tragverhalten auszeichnet [25],

DIN

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VHFL-Richtlinien 1 (05/1994) und 2 (01/2001)

Allgemeine Rundschreiben Straßenbau (ARS)(in: BMVBS, Sammlung Brücken- und Ingenieurbau – Verwaltung ARS (04/2008))

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen (ETA) z.B.: Kalottenlagerzulassung (z.B. ETA-06/0131 –

Kalottenlager mit besonderem Gleitwerkstoff)

Richtzeichnungen Lag1 bis Lag13(in: BMVBS, Sammlung Brücken- und Ingenieurbau – Entwurf RiZ-ING (04/2008)) DIN 18800-7:2008-11

Stahlbauten; Ausführung und Herstellerqualifikation

Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten (ZTV-ING) (12/2007)

DIN-Fachbericht 102 (3/2009) – Betonbrücken

DIN-Fachbericht 103 (3/2009) – Stahlbrücken

DIN-Fachbericht 104 (3/2009) – Verbundbrücken

Eisenbahntechnische Liste Technischer Baube-stimmungen (ELTB) (09/2009)

Richtlinie 804 – Eisenbahnbrücken (und sonstige Ingenieurbauwerke) planen, bauen und instand-halten (05/2003)

DIN V 4141-13: 2008-11Festhaltekonstruktionen und Horizontalkraftlager – Bau-liche Durchbildung und Bemessung (Entwurf)

DIN-Fachbericht 101 (3/2009) - Einwirkungen auf Brücken

Lagerausstattungszulassungen des DIBt für Brückenlager mit CE-Kennzeichnung (AbZ) z.B.: Z–16.7-445- Ausstattung von Maurer-Brückenlagern

mit CE-Kennzeichnung

Bild 4. Einbettung der derzeitig gültigen Fassung der DIN EN 1337 (ohne Teil 8) in das nationale Normen- undRegelwerkskonzeptFig. 4. DIN EN 1337 (without Part 8) within the scope of national design rules



taschen sorgen aufgrund der damitverbundenen Schmierstoffspeicherungdafür, dass der Schmierstoff langzeitigin der Gleitfläche verfügbar ist. Versu-che an PTFE-Modelllagern [20], [22],[24] mit unterschiedlicher Anordnungder Schmiertaschen zeigen, dass dieHöhe der Gleitreibungszahl maßgeb-lich von der Richtung der Gleitbewe-gung zur Anordnung der Schmierta-schen abhängig ist. Die geringstenGleitreibungszahlen werden dann er-zielt, wenn die Schmiertaschen in Be-zug auf die Hauptgleitrichtung so ver-setzt angeordnet sind, dass es zu einerSchmiertaschenüberdeckung kommt.

Durch die Struktur und den Auf-bau der Molekülketten weist der ther-moplastische Werkstoff PTFE unterLast eine relativ hohe Neigung zumKriechen und zum Fließen auf. Inungekammerter Form kann deshalbPTFE (weiß) nur bis zu einer Flächen-belastung von 7 N/mm2 belastet wer-den. Die Formstabilität lässt sich je-doch durch Kammerung des Werk-stoffes so verbessern, dass für PTFE inBrückenlagerqualität in den Haupt-auflagerflächen ein charakteristischerWert der Druckfestigkeit (Fraktilwertder Festigkeit, bei der nach 48 h keineweiteren Kriechverformungen mehrauftreten) fk = 90 N/mm2 bei Bean-spruchungen aus ständigen und ver-änderlichen Lasten in Rechnung ge-stellt werden kann. Zur Erzielungsolch hoher Pressungen müssen diePTFE-Scheiben nahezu spielfrei in

eine scharfkantige Stahlfassung ein-gesenkt werden und für das Verhält-nis der Einsenkung (t1) zur Spalthöhe(hK bzw. hG – PTFE Überstand) istt1/hK ≤ 1,2 bzw. t1/hG ≤ 1,2 einzuhal-ten.

Aus dem in Bild 5 dargestelltenLagertyp wird durch Anordnung zu-sätzlicher paralleler Führungsleisten,durch die die Bewegungsmöglichkeitder Gleitplatte gegenüber dem Lager-unterteil eingeschränkt wird, aus ei-nem allseits beweglichen Kalottenla-ger ein einseitig bewegliches Kalot-tenlager, welches die Übertragungvon Horizontallasten vom Überbau inden Unterbau quer zur freien Bewe-gungsrichtung des Lagers ermöglicht.Ein typisches Beispiel für ein solchesquerfestes Lager zeigt Bild 6. Bei derAusbildung der Seitenführung ist dar-auf zu achten, dass eine Kippbewe-gung des Lageroberteils gegenüberdem Lagerunterteil kinematisch mög-lich ist und dass analog zu den Gleit-bewegungen in der ebenen und dergekrümmten Gleitfläche die Reibungs-widerstände in den Gleitflächen derFührungsleisten dauerhaft niedrig blei-ben. Aufgrund von Fertigungstoleran-zen kommt es in den Seitenführungenzu einem unvermeidlichen Lagerspielx, welches sowohl nach den nationa-len als auch nach den europäischenRegelungen im Auslieferungszustand(Neuzustand) eines Lagers maximaljeweils 1 mm betragen darf. Das La-gerspiel erlaubt geringfügige Verdre-

hungen des Lageroberteils gegenüberdem Lagerunterteil, so dass aus einerkleinen Überbauverdrehung um diez-Achse (Vertikalachse) keine Zwangs-beanspruchungen infolge einer Ein -spannwirkung resultieren. Anderer-seits kann das Lagerspiel jedoch dazuführen, dass sich bei einer Anordnungmehrerer Lager mit gleichgerichteterFesthaltung die Lager nicht mehrgleichzeitig am Horizontallastabtragbeteiligen, so dass es in Abhängigkeitdes Lagerungsschemas zu einer un-gleichmäßigen Verteilung der hori-zontalen Lagerkräfte kommen kann.Bei der Planung des Lagerungssche-mas eines Brückenbauwerkes ist da-her die Wirkung des (unvermeidba-ren) Lagerspiels zu berücksichtigen.Im ungünstigsten Fall, z. B. bei zu-nehmendem Lagerspiel infolge vonVerschleiß und bei einer Anordnungmehrerer längsfester Kalottenlager ineiner Brückenachse sollte auf der si-cheren Seite liegend jede Längsfest-haltung für die volle Horizontallastbemessen werden. Eine Alternativestellen hier justierbare Führungen mitMSM dar. Diese können, falls erfor-derlich, vorgespannt (spielfrei) undnachjustierbar ausgeführt werden.Andernfalls sind genauere Untersu-chungen unter Berücksichtigung desLagerspiels und der Nachgiebigkeitdes Überbaus und der Unterbautenerforderlich. Die Größe des vorhan-denen Lagerspiels sollte daher in denPlanungsunterlagen vorgegeben wer-den und grundsätzlich in dem Lager-protokoll vermerkt werden.

Wird anstatt der parallelen Füh -rungsleisten ein kreisrunder Arretie-rungsring ausgeführt, so entsteht auseinem allseits beweglichen Kalotten-lager ein festes Kalottenlager. Ein ty-pisches Beispiel für ein festes Kalot-tenlager ist in Bild 7 dargestellt. Die-ses Lager überträgt nach Überwindungdes Lagerspiels über die stählerne An-schlagfläche zwischen dem Lagerober-und dem Lagerunterteil Horizontal-kräfte aus beliebiger Richtung und er-möglicht dabei wie bereits das allseitsbewegliche Kalottenlager eine Ver-drehung des Überbaus um alle dreiAchsen x, y (in Blattebene hinein) undz (Vertikalachse).

Die in den Gleitflächen auftre-tenden Relativbewegungen führen zueinem Verschleiß der an den Gleitvor-gängen beteiligten Gleitpartner (z. B.tribologisches System bestehend aus

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Gleitblech

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Trägerplatte (Lagerunterteil)PTFE

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Lageroberteil

Trägerplatte (Lagerunterteil)

Lageroberteil

PTFE-Streifen gekammert in Kippleiste

Trägerplatte mit Kalotte

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Seitenführung mit GleitblechPTFE

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y

Bild 6. Typische Ausführung eines einseitig festen Kalottenlagers (P1)Fig. 6. Example for a typical spherical bearing with restraint for one axis (P1)

854



PTFE – Siliconfett – austenitischesGleitblech), woraus bei PTFE-Lagernu. a. eine Abnahme der Dicke (tp)der PTFE-Scheiben resultiert. Daherkommt bei der Beurteilung der Funk-tionstauglichkeit und der (Rest-)Le-bensdauer von Kalottenlagern denGleitspalthöhen (hG bzw. hK nachBild 5) und den Kippspalthöhen (h1)bei der Überwachung eine besondereBedeutung zu. Die für die Kontrollevorgesehenen Messstellen sind nachden Angaben der RichtzeichnungenLag2 und Lag3 [15] im Kalottenrandoder auf dem Lagerunterteil beson-ders zu kennzeichnen. Bei allseits be-weglichen und bei querfesten Kalot-tenlagern (KGa und KGe) ist es aufGrund der Zugänglichkeit der Gleit -ebenen möglich, mit Hilfe von Fühler-und Teleskoplehren sowohl den Gleit -spalt als auch den Kippspalt zu mes-sen. Bei festen Kalottenlagern mussjedoch beachtet werden, dass der um-

laufende Anschlag eine Inspektion derebenen und der gekrümmten Gleit-fläche verhindert, so dass bei diesemLagertyp nur eine Kippspaltmessungmöglich ist, mit der nur auf den mitt-leren Zustand der beiden Hauptgleit-flächen geschlossen werden kann. Inden derzeitigen Regelwerken sind keineeindeutigen Regelungen zur Berück-sichtigung der Verformungseinschrän-kung (Verdrehkapazität) durch Ab-nutzung des PTFE’s enthalten. Hierzuwerden von den Lagerherstellern teil-weise (auf Erfahrungen basierende)Zuschläge berücksichtigt.

Alle zuvor erwähnten Kalotten-lagertypen können sowohl wie in denBildern 5 bis 7 dargestellt mit obenliegender Gleitplatte oder in umgedreh-ter Lage mit unten liegender Gleit-platte eingebaut werden. Dies ist ins-besondere dann sinnvoll, wenn imÜberbau keine großen Lagerwege auf-genommen werden können. In diesem

Fall ist bei den beweglichen Lagernnoch größerer Wert auf den Schutzder ebenen Gleitfläche gegenüber Ver-schmutzung zu legen.

2.2 Kombination (Paarung) von Gleitwerkstoffen

Nach DIN EN 1337 dürfen die in Ta-belle 1 aufgeführten Werkstoffe kom-biniert werden. Dabei muss bei derWahl der Gleitpartner zwischen derebenen und der gekrümmten Gleit-fläche und zwischen Führungen un-terschieden werden. Während in denebenen Gleitflächen die Gegenflächenausschließlich aus austenitischem Stahlbestehen müssen, darf in den ge-krümmten Gleitflächen darüber hin-aus geschmiertes PTFE mit Hart-chrom und Aluminium kombiniertwerden. In Führungen ist neben derVerwendung von PTFE auch dieVerwendung der Mehrschichtenwerk-stoffe CM1 (DU-B) und CM2 möglich.Da diese jedoch im Gegensatz zuPTFE, welches eine elastoplastischeBettung ermöglicht, nur eine sehrkleine Nachgiebigkeit in Dickenrich-tung besitzen, dürfen diese nur ver-wendet werden, wenn sich die zusam-menwirkenden Lagerbauteile selber indie Verschiebungsrichtung einfluch-ten können. Aufgrund der mit demLagerspiel verbundenen Klaffung derGleitflächen in Führungen und auf-grund der Zwangslage des PTFE(i. d. R. vertikale Anordnung) wird indiesem Fall das PTFE grundsätzlichohne Schmiertaschen ausgeführt. Aufdas Führungsgleitmaterial (d. h. auchauf die Mehrschichtenwerkstoffe) wirdlediglich eine Einlaufschmierung auf-gebracht, in dem die Oberflächen miteiner geringen Menge Schmierstoffeingerieben werden und der Rest ab-gewischt wird. Die in den Zulassungenfür Kalottenlager vorgesehene Ver-wendbarkeit von „Chemisch Nickel“(Nickel-Phosphor-Legierung) als Ge-

Tabelle 1. Zulässige Kombination von Gleitwerkstoffen für die Langzeit-Anwendung von Gleitflächen nach DIN EN 1337-2bzw. DIN EN 1337-8 Table 1. Combination of sliding materials in sliding surfaces according to DIN EN 1337-2 and DIN EN 1337-8

ebene Gleitfläche gekrümmte Gleitfläche Führungen

austenitischer PTFE ohne

PTFE mit austenitischer PTFE mitStahl Schmiertaschen

austenitischerSchmiertaschen Stahl Schmiertaschen Hartchrom CM1 Stahl

Aluminium CM2

RK

D3

Du

D2

bo

c‘

h

cc

r1

DK , DGlbl

DPTFE

Lageroberteil

Gleitblech

PTFEKalotte


Arr

etie

run

g(S

tah

l/Sta

hl)

PTFE



Kalotte - Lageroberteil

Kalotte

PTFE

Anschlagfläche

(c halbe Berührungshöhe)

(jeweils mit Schmiertaschenabdruck der PTFE-Scheiben)

x x

h1

z xy

Bild 7. Typische Ausführung eines festen Kalottenlagers (P)Fig. 7. Example for a typical spherical bearing with restraints for both lateral axes (P)



genwerkstoff in der gekrümmten Gleit-fläche ist nach europäischen Regelun-gen nicht mehr möglich.

Bei der Werkstoffwahl der Ge-genfläche ist zu beachten, dass einehartverchromte Schicht nicht bestän-dig gegen Chlorionen in saurer Lö-sung und gegen Fluorionen ist unddurch feste Partikel in der Luft be-schädigt werden kann. Liegen solcheRandbedingungen, wie z. B. in Indu-striegegenden vor, müssen besondereMaßnahmen zum Schutz der Ober-fläche getroffen werden, da die Funk-tion des Lagers durch Lochfraß beein-trächtigt werden kann. Wie Tabelle 1zeigt, ist die Anwendung einer Hart-chromschicht auf die gekrümmteGleitfläche beschränkt. Zum einen,weil die gekrümmte Gleitfläche beiKalottenlagern nahezu vollständigüberdeckt ist und zum anderen, weilsich die Kalotte selbst bei voller Aus-nutzung der zulässigen PTFE-Pres-sungen nahezu starr verhält.

2.3 Zur Frage der Kraftübertragung überHertzsche Pressung in Stahl-Stahl-Anschlagflächen

Wie Bild 7 zeigt, wird bei festen Ka-lottenlagern die Horizontalkraft vomLageroberteil an das Lagerunterteilunter Ausnutzung Hertzscher Pres-sung über unmittelbaren Kontakt dermechanisch bearbeiteten stählernenAnschlagflächen realisiert. Nach [27]muss in diesem Fall der Abstand vomtheoretischen Berührungspunkt zumfreien Rand etwa das 2 bis 2,5-facheder rechnerischen Berührungshöhe be-tragen. In DIN EN 1337 findet sich zudiesem Randabstand keine Regelung.Zudem ist nicht geregelt, wie beimEingriff des Lagerunterteils in das La-geroberteil (Abstand c‘ nach Bild 7)die in DIN EN 1337-1, 5.4 gefordertenadditiven Verdrehzuschläge berück-sichtigt werden müssen. Obwohl essich bei diesem Lagertyp um einStandardlager handelt, werden in derPraxis aufgrund der unklaren Nor-mensituation an dieser Stelle oft unter-schiedliche Berechnungsansätze ver-wendet, die zu einer deutlichen Über-beanspruchung der Anschläge führenkönnen.

Dass es im Bereich des Stahl-Stahl-Anschlages von Kalottenlagernzu Schäden kommen kann, zeigen dieersten Ergebnisse, die im Rahmen vonzur Zeit durchgeführten Bauwerks-

und Lageruntersuchungen an zwei1999 errichteten Bogenbrücken beiLadbergen im Zuge der A1 über denDortmund-Ems-Kanal gewonnen wur-den [19]. Es handelt sich dabei je-weils um eine schiefwinklige stählerneStabbogenbrücke (Kreuzungswinkel42,57 g) mit einer Spannweite von104 m und einer Breite 20 m, die un-ter den Hauptträgern auf Kalottenla-gern der Typen KGA, KGe und KF ge-lagert ist. Bei diesen Brücken ist zuerwarten, dass bereits im Jahr 2011die ersten Kalottenlager aufgrundhoher Abtragungsraten des PTFE inden Hauptgleitflächen als Folge über-durchschnittlich hoher Gleitwege aus-getauscht werden müssen. Darüberhinaus kommt es an den Festlagern beinahezu jeder LKW-Fahrt zu Geräusch-entwicklungen des Lagers, die durchRelativbewegungen des Lageroberteilsgegenüber dem Lagerunterteil in derstählernen Anschlagfläche hervorge-rufen werden. Nach Entfernen der indem Kippspalt eingelegten Dichtungwurde in dem Bereich der Anschlag-flächen erwartungsgemäß erheblicherAbrieb (d. h. große Mengen an Me-tallpulver) festgestellt. VergleichbareSchäden wurden in den Niederlan-den an hochbeanspruchten Kalotten-lagern an der Brücke Hagestein [47]festgestellt.

Diese Erkenntnisse müssen imZu sammenhang mit den Regelungenzu den Reibungskoeffizienten fürStahl-Stahl-Anschlagflächen gesehenwerden. Anstatt einer einheitlichen Re-gelung variiert der Reibungskoeffizientje nach Lagertyp zwischen 0,2 (für Ka-lottenlager) und 1,0 (für die Stahl-Stahl-Anschlagflächen bei Elastomer-lagern). Angesichts der festgestelltenVerschleißerscheinungen muss vermu-tet werden, dass der für Kalotten- undauch für Topflager in den Regelwerkenverankerte Reibungskoeffizient (μ =0,2) für die Bestimmung der Rückstell-momente infolge der Reibungskräfte inden Anschlagflächen zu niedrig ist. Beieiner Revision der DIN EN 1337 soll-ten darüber hinaus Festlegungen zurHöhe der zulässigen Hertzschen Pres-sungen und zur zu lässigen Größe derLagerverdrehungen unter Gebrauchs-lasten ergänzt werden, um nennens-werten Verschleiß an den Anschlag-flächen zu vermeiden. Vor diesem Hin-tergrund besteht für die Beurteilungvon Stahl-Stahl-Anschlagflächen wei-terer Forschungsbedarf.

2.4 Verwendung moderner hochfesterGleitwerkstoffe

Die modernen hochfesten Gleitwerk-stoffe weisen auch bei hohen Gleit-wegen nur sehr geringe Abtragungsra-ten auf und die Druckfestigkeit desMaterials übersteigt die Druckfestig-keit des in DIN EN 1337 geregeltenWerkstoffes PTFE um nahezu dasZweifache. Diese Eigenschaften ha-ben dazu geführt, dass sich hochfesteGleitwerkstoffe in Deutschland mitt-lerweile zum Standardgleitmaterial inGleitteilen von Brückenlagern ent-wickelt haben.

Die gegenüber dem PTFE erheb-lich höheren Druckfestigkeiten führenbei gleichen Lagereinwirkungen imVergleich zu PTFE-Kalottenlagern zudeutlich geringeren Durchmessernder Gleitwerkstoffscheiben, so dassvor diesem Hintergrund die Außen-abmessungen der Lager kleiner ausge-führt werden können. In diesem Fallist bei der Bemessung der Lager undder angrenzenden Bauteile jedoch zuberücksichtigen, dass kleinere Lager -außenabmessungen zu deutlich grö -ßeren Pressungen in den Lagerfugenund damit zu erheblich höheren Be-anspruchungen und Verformungen derangrenzenden Bauteile im Bereich derLager führen können. Die Erfahrun-gen mit MSM-Kalottenlagern zeigen,dass bei einer vollen Ausnutzung derneuen Gleitwerkstoffgeneration auf-grund der konzentrierteren Übertra-gung der Lasten in vielen Fällenhöhere Betonfestigkeitsklassen erfor-derlich sind. Zudem kommen zur Er-zielung ausreichender Lastverteilungin zunehmendem Maße für die Lager-bauteile Bleche mit Dicken von über100 mm zum Einsatz. Aus diesemGrund kann es aus wirtschaftlichenGründen sinnvoll sein, die hochfestenGleitwerkstoffe nicht voll auszunut-zen. Zur Vermeidung von Lagerschä-den, die nicht aus falscher Konstruk-tion der Lager resultieren, sondern ausfehlerhafter Lastweiterleitung kommtim Rahmen der Bemessung in vielstärkerem Maße als bisher den Nach-weisen der Lasteinleitung der Lager-kräfte in die angrenzenden Bauteileund insbesondere den Nachweisender Verformung der Gleitplatten bzw.der Lagerunterteile zur Wahrung ei-nes funktionsgerechten Gleitspaltesund hinreichend gleichmäßiger Gleit-werkstoffpressungen eine besondere

856



Bedeutung zu. Im Rahmen des Lager-einbaus ist noch stärker als bisher aufeine ordnungsgemäße Herstellungder Fugen zu den an die Lager an-grenzenden Bauteilen zu achten. DieEignung des Herstellungsverfahrensund des für den Einbau der Lager ver-antwortlichen Personals (Qualifika-tionsnachweis: TZEN-Schein) sollteim Zweifel durch entsprechende Bau-stellenvorversuche überprüft werden.

Der Einsatz der modernen hoch-festen Gleitwerkstoffe ist nicht nurbei neuen Lagern vorteilhaft, sondernkann auch bei bereits eingebautenLagern zweckmäßig sein, bei denenein zu hoher Verschleiß in den Haupt-gleitflächen festgestellt wird. Dies zei-gen Beispiele an Kalottenlagern ander Wuppertaler Schwebebahn, beidenen aufgrund zu hoher akkumu-lierter Gleitwege unter Betriebslastenund falsch bestimmter Gleitflächenbe -anspruchungen das verwendete PTFEin den ebenen Hauptgleitflächen be-reits nach einem Jahr nahezu vollstän-dig abgenutzt war. Als Sanierungs-maßnahme wurden die PTFE-Schei-ben vor Ort gegen MSM-Scheiben mit

übereinstimmender Geometrie ausge-tauscht und seitdem kein nennens-werter Verschleiß mehr festgestellt [48].

3 Druck-Zug-Kalottenlager für die Eisenbahnüberführungen Amsinck-straße und Oberhafen in Hamburg

3.1 Allgemeines

Bei den Brücken EÜ Amsinckstraßeund EÜ Oberhafen handelt es sich umneue Eisenbahnüberführungen in un-mittelbarer Nähe zum HamburgerHauptbahnhof, bei denen insgesamt 76Kalottenlager, die mit dem hoch festenGleitwerkstoff MSM (Maurer SlidingMaterial) ausgestattet sind, zum Ein-satz kommen. In 47 Fällen handelt essich dabei um von der Fa. MaurerSöhne speziell entwickelte Druck-Zug-Kalottenlager. Die Anwendung dieseshochfesten Gleitwerkstoffes ist durchnationale [8] und euro päische Zulas-sungen [9] geregelt. Die Ausstattungder Lager richtet sich in allen Fällennach der nationalen Ausstattungszulas-sung der Fa. Maurer Söhne.

Die EÜ Amsinckstraße bestehtaus zwei neuen zweigleisigen Stahl -

überbauten mit einer gemeinsamenLängsfuge und einem durchgehendenSchotterbett. Beide Überbauten sindjeweils ca. 10.0 m breit und als Durch-laufträger über 5 Felder mit Stützwei-ten von 6.4 m – 12.0 m – 12.0 m –12.0 m – 15 m (Gesamtlänge 57.4 m)ausgebildet. Jeder Überbau liegt in je-der Lagerachse (Achsen 10 bis 60)unterhalb der Querträger auf jeweilsvier Kalottenlagern auf, so dass insge-samt 48 Kalottenlager zum Einsatzkommen. Die Unterbauten werdenals Widerlager (Achsen 10 und 60),Stahlrahmen (Achsen 20, 30 und 50)und Stahlbetonrahmen (Achse 40)ausgeführt. Das Lagerschema für dieEÜ Amsinckstraße ist in Bild 8 darge-stellt.

Aufgrund der hohen Anzahl vonLagern in Querrichtung und der kur-zen Spannweite des Endfeldes zwi-schen den Achsen 10 und 20 kommt esje Überbau an 21 Lagern zu Lager-zugkräften. Von den insgesamt 48 La-gern sind 42 Lager speziell entwickelteDruck-Zug-Kalottenlager (Z) und dieübrigen 6 Lager (Druck-)Kalottenla-ger des Typs KGa. Die zugbeanspruch-

Eisenbahnüberführung Amsinckstraße - Hamburg

10

Reihe 8

30

40

20

50

60

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

D

D

D

Reihe 7

Reihe 6

Reihe 5

D: DruckkräfteZ: Druck- und Zugkräfte

6.4 m

12.0 m

12.0 m

12.0 m15.0 m

48 Kalottenlager (42 speziell entwickelte Druck-Zug-Kalottenlager) NSd, max = 1460 kN bis 4667 kN (Druck) / NSd, min = ~0 kN bis 656 kN (Zug)

10.0

mx

y

Bild 8. Eisenbahnüberführung Amsinckstraße/Lagerungssystem (Überbau 2)Fig. 8. Railway bridge Amsinckstraße/bearing system (superstructure 2)



ten Kalottenlager sind in Bild 8 durcheinen zusätzlichen Buchstaben „Z“gekennzeichnet. Betroffen sind alleüblichen Kalottenlagertypen, d. h. all-seits bewegliche Lager (KGa-Z),längs- bzw. querbewegliche Lager(KGe-Z bzw. KGeq-Z) und allseitsfeste Lager (KF-Z). Die ausschließlichdruckbelasteten Kalottenlager sinddurch einen zusätzlichen Buchstaben„D“ gekennzeichnet. Für die Druck-Zug-Kalottenlager betragen die Lager-druckkräfte im Grenzzustand derTragfähigkeit zwischen 1460 kN und4667 kN, die Lagerzugkräfte liegenzwischen ~0 und 656 kN. Aufgrunddes ungünstigen Spannweitenverhält-nisses des Endfeldes zwischen denAchsen 10 und 20 zum benachbartenFeld treten an den Lagern in derAchse 10 unter der häufigen Lastfall-kombination Zugkräfte auf, die zu ei-ner Ermüdungsbeanspruchung derLager führen.

Lager, die zusätzlich zu den übli-chen Druckkräften und den gleich-zeitigen Lagerverdrehungen und La-gerverschiebungen im Betriebszustandnennenswerte Zugkräfte übertragenkönnen, liegen aufgrund der einwir-

kenden Zugkräfte nicht mehr im An-wendungsbereich der DIN 4141 [2]und der DIN EN 1337 [1] und sindbisher auch nicht durch weitere bau-aufsichtliche Zulassungen abgedeckt.Die Verwendung derartiger Lager imAnwendungsbereich der Bahn ist der-zeit nur durch unternehmensinterneGenehmigungen (UiG) der DeutschenBahn und durch Zustimmungen imEinzelfall (ZiE) durch das Eisenbahn-bundesamt [18] möglich.

Bild 9 zeigt einen Schnitt durchein typisches Druck-Zug-Kalottenla-ger des Typs P2-KGa-Z der EÜ Am-sinckstraße. Typisches Konstruktions -element ist die mittig angeordneteZug kalotte (Pos. 4), gegen die sich dieDruckkalotte (Pos. 2) im Fall einerauftretenden Zugkraft in einer ge-krümmten Gleitfläche nach oben ab-stützen kann. Die Zugkalotte ist zudiesem Zweck über ein Futterblech(Pos. 6) gegen das Lagerunterteil(Pos. 1) mittels HV-Schrauben vorge-spannt. Infolge dieser Rückveranke-rung weicht die Druckkalotte erheb-lich von der sonst üblichen Form ab.Sie besitzt eine mittige runde Aus-nehmung und ist im Bereich des Ein-

griffs unter die Zugkalotte nicht mas-siv, sondern konstruktionsbedingt alsdickwandige Schale mit Loch ausge-bildet. Je nach Lage der ebenen zurgekrümmten Gleitfläche kommt es imvorliegenden Fall durch die zusätzli-che Realisierung des Zugkraftabtragszu einer erheblichen Beeinflussung desDruckkraftabtrags. Verglichen mit her-kömmlichen (Druck-)Kalottenlagernmit zwei Gleitflächen besitzt dieserTyp vier Hauptgleitflächen ((a) und(b) für den Drucklastabtrag sowie (c)und (d) für den Zuglastabtrag). DieLager sind seit Dezember 2008 in Be-trieb und werden auf der Grundlageeines eigens dafür entwickelten Inspek-tionskonzeptes überwacht. Wesentli-cher Bestandteil der Überwachung istdie Größe der bei Verkehrsbeanspru-chungen auftretenden vertikalen La-gerverformungen, um darüber auf einen möglichen inneren Lagerver-schleiß schließen zu können.

3.2 Zur Entwicklung von Druck-Zug-Kalottenlagern

Da dieser spezielle Lagertyp nicht mehrdurch die Regelwerke erfasst wird,

Bild 9. Druck-Zug-Kalottenlager (EÜ Amsinckstraße)Fig. 9. Spherical bearings with compression and uplift forces (Railway bridge Amsinckstraße)

858



Vertikalverformungen uy [mm]

Normalspannungen y [N/mm²]

x

y

Druckkalotte

Pos. b): Kontaktspannungen p [N/mm²]

Pos. a): Kontaktspannungen p [N/mm²]

P/2 = 500 kN (Einheitslast) MSM: E = 500 N/mm² - = 0.46 / CM1: E = 80000 N/mm² - = 0.35Baustahl: E = 210000 N/mm² - = 0.30

MSM

CM1

Gleitmaterial a) (MSM)

Gleitmaterial b) (CM1)

MSM: E = 500 N/mm² - = 0.46

CM1: E = 80000 N/mm² - = 0.35

eGl,c

a

b

Variante AairVa

eAtean

airVa

l,cGe Atean

heitP/2 = 500 kN (Ein 210: E =ltahsBauN/m 500 MSM: E =tslast) 0.30=-00 N/mm²00

0.46 / CM1: E = 800=-mm²

0.35=-²m000 N/m

0.46

a) (MSM)

=-N/mm²

6

0.46N/mm

6

0.35

M1)

=-

Druckkalotte

Vertikalverformungen uy [mm]

Normalspannungen y [N/mm²]

x

y

Pos. b): Kontaktspannungen p [N/mm²]

Pos. b):verformt und nicht verformt

Pos. a): Kontaktspannungen p [N/mm²]

mittlere Stauchung des MSM: 0.1 mm

P/2 = 500 kN (Einheitslast)

MSM

MSM

MSM: E = 500 N/mm² - = 0.46 / Baustahl: E = 210000 N/mm² - = 0.30

a

b

Variante B - Modifikation des Gleitmaterials b) (Änderung von CM1 nach MSM)

Gleitmaterial a) (MSM)

Gleitmaterial b) (MSM)

eGl,c

Bild 10. Numerische Untersuchungen zum Lastabtrag von DruckkräftenFig. 10. Numerical investigation to the load transfer in case of compression forces



wurden im Rahmen der Entwicklungauf der Grundlage umfangreicher theo-retischer Untersuchungen mit Hilfevon FE-Berechnungen (vgl. Bilder 10und 11) zunächst Bemessungsregelnund Anforderungen an die Herstel-lung entwickelt [18], um so ein aus-reichendes Sicherheitsniveau und eineausreichende Dauerhaftigkeit zu ge-währleisten. Diese Untersuchungen wa-ren vornehmlich auf die folgendenPunkte gerichtet: – Lastabtrag der Druckkräfte (in Ver-bindung mit Verdrehungen und Rei-bungseinflüssen)– Lastabtrag von Zugkräften (in Ver-bindung mit Verdrehungen und Rei-bungseinflüssen)– Einfluss der Exzentrizität eGL,c zwi-schen den Hauptgleitflächen a) undb) gem. Bild 10 auf die Verteilung derKontaktspannungen in den zugehöri-gen Gleitwerkstoffen– Einfluss der Exzentrizität eGL,u zwi-schen den Hauptgleitflächen c) undd) gem. Bild 11 auf die Verteilung derKontaktspannungen in den zugehöri-gen Gleitwerkstoffen

– Einfluss der Rückstellmomente aufdie Beanspruchung der am Zug last ab-trag beteiligten Lagerbauteile.

In diesem Zusammenhang zeigtBild 10 das Ergebnis der numerischenUntersuchungen für den Lastabtrageiner (Einheits-)Druckkraft. Die Vari-ante A zeigt eine Lagerausbildung miteiner sehr großen Exzentrizität eGL,czwischen den beiden Hauptgleit-flächen a) und b), was zu unverträgli-chen Randspannungen an den Kan-ten des ursprünglich gewählten Gleit-werkstoffes CM1 in der Gleitfläche b)führt, und mit einer Ausbildung derGleitfläche b) mit CM1. Die Untersu-chungen zeigten ferner, dass sich einewesentlich günstigere Verteilung derKontaktpressungen einstellt, wenn inder Gleitfläche b) statt des sehr dehn-steifen Gleitmaterials CM1 der nach-giebigere Werkstoff MSM eingesetztwird. Gleichzeitig zeigten die Unter-suchungen, dass die Stauchung desGleitwerkstoffes MSM in der ge-krümmten Hauptgleitfläche b) unterGebrauchslasten auf verträgliche Maßebeschränkt werden kann, was eine

sehr wichtige Anforderung für die Be-urteilung der Dauerhaftigkeit diesesLagertyps ist.

Das gleiche Verhalten konnte beiden Gleitflächen c) und d) im Fall desLastabtrages einer Zugkraft beobach-tet werden. Dies wird mit Hilfe vonBild 11 deutlich, in dem die Vertei-lung der Kontaktpressungen in derebenen CM1-Gleitfläche d) infolgeeiner (Einheits-)Zugkraft dargestelltist. Die für CM1 (und MSM) in denRegelwerken angegebenen Bemes-sungswerte der Druckfestigkeiten (fd)in Führungen sind nur dann in dervollen Höhe anwendbar, wenn sicher-gestellt ist, dass die Gleitwerkstoffenahezu zentrisch beansprucht wer-den und sich die zugehörigen Lager-bauteile zum Ausgleich von Bean-spruchungen aus Exzentrizitäten sel-ber einfluchten können. Da dies beimLastabtrag einer auftretenden Lager-zugkraft im Fall der Gleitflächen c)und d) nicht möglich ist, sollten fürdie Beanspruchbarkeiten der Gleit-werkstoffe in den Gleitflächen c) undd) nur geringere Werte in Ansatz ge-

P

A)

P/2

C)

B)

P/2

D)

eGL,u

A)B)

Die geringe Biegesteifigkeit der am Zuglastabtrag beteiligten Lagerbauteile führt zu erhöhten Pressungen an den Rändern des Gleitmaterials CM1.

Kontaktspannungen p [N/mm²]

Entwurf

d

c

Anwendung

c d CM1

Bild 11. Numerische Untersuchungen zum Lastabtrag von ZugkräftenFig. 11. Numerical investigation to the load transfer in case of uplift forces

860



bracht werden, um die in Bild 11 dar-gestellte ungleichmäßige Verteilungder Kontaktspannungen in der ebe-nen Gleitfläche d) zu kompensieren.Vor diesem Hintergrund wurden zurVermeidung frühzeitiger Lagerschädenan den am Zuglastabtrag beteiligtenGleitflächen die Bemessungswerte derDruckfestigkeiten (fd) für CM1 (undMSM) auf 2/3 der in den Regelwer-ken festgelegten Werte reduziert.

Bild 12 fasst die maßgeblichen Be-messungsregeln zusammen und zeigtfür ein typisches Druck-Zug-Kalot-tenlager einen Vergleich zwischen derzuvor als Variante A vorgestellten Aus -führung und der zur Ausführung ge-langten Konstruktion. Die wesentli-chen zusätzlichen Maßnahmen um-fassten:

– Reduktion der Exzentrizität eGL,u– Ersetzen des Gleitmaterials CM1in den Gleitflächen b) und d) durchMSM – Einführung eines zusätzlichen Ab-minderungsfaktors von 2/3 für denBemessungswert der Druckfestigkeit(fd) für die Gleitwerkstoffe in denGleitflächen c) und d)– Bemessung der am Zuglastabtragbeteiligten Bauteile (inklusive derGleitwerkstoffe in den Gleitflächenc) und d)) für die Zugkräfte und diedamit korrespondierenden Rückstell-momen te (hervorgerufen durch dieBewegungswiderstände in den Gleit-flächen und durch gleichzeitig auftre-tende Verdrehungen) – Einführung eines unteren Grenz-wertes für die Größe des Reibungs -

koeffizienten μmin von 5 % für dieGleitflächen a) und b) zur Berück-sich tigung der Verschlechterung derSchmierungsbedingungen, wenn kleinevertikale Abhebebewegungen in denHauptgleitflächen auftreten– Begrenzung der minimalen Breiteder MSM-Ringe in den Hauptgleit-flächen a) und b) auf 50 bzw. 75 mm – Herstellung der Lager so, dass un-ter Gebrauchslasten ein möglicherSpalt zwischen den Gleitflächen b)und c) auf 0,5 mm begrenzt wird– Vermeidung scharfkantiger Über-gänge in den stählernen Lagerbautei-len zur Erhöhung der Sprödbruchsi-cherheit

Der Nachweis der am Zuglastab-trag beteiligten Lagerbauteile gelingtaufgrund der hohen Beanspruchung

Bild 12. Maßgebliche Bemessungsregeln für die speziell entwickelten Druck-Zug-Kalottenlager Fig. 12. Main design rules for spherical bearings with compression and uplift forces



und der komplexen Geometrie nurnoch mit Hilfe aufwändiger FE-Be-rechnungen am Gesamtmodell einesDruck-Zug-Kalottenlagers. Da derLastabtrag einer Zugkraft vornehm-lich über Biegung der Lagerbauteilerealisiert wird, unterscheidet sich dasvertikale Verformungsverhalten sol-cher Lager bei einer Zugbeanspru-chung deutlich von dem bei einerDruckbeanspruchung. Dies wird ins-besondere mit Hilfe von Bild 13 deut-lich, in dem die Verformungsfigurenfür die charakteristische Lastfallkom-bination (oben links) und für denGrenzzustand der Tragfähigkeit (obenrechts) eines typischen Druck-Zug-Kalottenlagers der EÜ Amsinckstraßedargestellt sind. Während derartigeLager auf eine Druckbeanspruchungähnlich steif reagieren wie (Druck-)Ka-lottenlager, verhalten sie sich beimZuglastabtrag deutlich weicher. Diesmag von Vorteil sein, wenn, wie imFall der EÜ Amsinckstraße und EÜOberhafen, die Zugbeanspruchungenin vielen Fällen aus Zwangskräftenresultieren, da diese durch Nachgie-bigkeit der Lager abgebaut werden.

Der Einsatz von Zuglagern führtinsbesondere bei Massivbaukonstruk-

tionen zu der Frage nach der geeigne-ten Rückverankerung der Lager. ZurÜbertragung von Horizontalkräftenwerden in der Regel Kopfbolzendübelverwendet, die mit Hilfe der im DIN-Fachbericht 104 festgelegten Schub-tragfähigkeiten für die angreifendenHorizontalkräfte bemessen werden.Dabei bleibt unberücksichtigt, dasssich die Kopfbolzendübel aufgrundihres angestauchten Kopfes ungewolltam Lastabtrag vertikaler Zugkräftebeteiligen und so zusätzlich bean-sprucht werden. Um Schäden an derVerankerung zu vermeiden, müssendie Kopfbolzendübel und der umge-bende Beton die Beanspruchungenaus Zug und Schub mit ausreichenderSicherheit aufnehmen können. Beider Bemessung muss dann beachtetwerden, dass die im DIN-Fachbericht104 [5] für Kopfbolzendübel angege-benen Schubtragfähigkeiten nur gel-ten, wenn keine bzw. nur kleine zu-sätzliche Zugkräfte auf die Dübel ein-wirken [44]. Falls daher auf genauereNachweise verzichtet werden soll, somüssen die Ankerplatten gegen dieUnterbauten ausreichend vorgespanntwerden, damit die Kontaktfuge immerüberdrückt ist. Gleiches gilt für Lager

mit hohen Horizontallasten oder gro -ßen Rückstellmomenten in Kombina-tion mit geringen Auflasten, bei denendie Gefahr einer Klaffung der Lager-fugen besteht.

Grundsätzlich muss bei einbeto-nierten Anbauteilen auf der rückwär-tigen Seite von Ankerplatten davonausgegangen werden, dass sich dieseungewollt am Lastabtrag beteiligen.Dies gilt z. B. für unterseitige Hülsen(Hülsen für Muttern, Ankerhülsen fürGewindestangen), bei denen aufgrundihrer viel höheren Schubsteifigkeit imGegensatz zu den Kopfbolzendübelneine erhebliche Mitwirkung bei Schub-beanspruchungen infolge von Hori-zontallasten unterstellt werden muss.Zur Erzielung eines eindeutigen Kraft-flusses müssen die rückwärtigen An-bauteile so gegen den Beton abgepol-stert werden, dass sich diese nicht amLastabtrag beteiligen können. Zudemsei an dieser Stelle darauf hingewie-sen, dass für diesen AnwendungsfallMuttern, die in den Beton hineinragen,nur mit zusätzlicher Verdrehsicherungund gegen den Beton geschützt ver-wendet werden müssen.

Die Verwendung der Druck-Zug-Kalottenlager in Hamburg führte ins-

PZug

Druck

P

w

vertikale Verformung w (infolge Zugkraft und Rückstellmoment)

w

+w

Bild 13. Unterschiedliches Verformungsverhalten bei Druck- und bei ZugbeanspruchungFig. 13. Different load-deformation-behaviour in case of compression and uplift forces

862



besondere bei Eisenbahnbrücken zueiner weiteren Diskussion in Deutsch-land, die auch die übrigen Lagerartenbetrifft. Bei Lagern mit hohen Zug-kräften oder mit großen Horizontal-kräften werden häufig Bleche in derMaterialgüte S355 J2+N verwendet,die z. T. dicker sind als 100 mm. Fürdiesen Werkstoff beträgt die in derneuesten Ausgabe des DIN-Fachbe-richtes 103 [4] festgelegte zulässigeWerkstoffdicke für Bleche von Stahl-teilen im Zugbereich geschweißterBauteile für Eisenbahnbrücken 55 mm.Zur Beurteilung ausreichender Spröd-bruchsicherheit ist damit ein geson-derter Nachweis der Sprödbruchsi-cherheit auf der Grundlage der DASt-Ri 009 [11] bzw. DIN EN 1993-1-10[6] erforderlich. Neueste Untersuchun-gen für zug- und biegebeanspruchteLagerbauteile [45] zeigen, dass auf-grund der fehlenden Ermüdungsbe-anspruchung und der mechanischen

Oberflächenbehandlung diese Dicken -begrenzung für Lagerbauteile einesehr konservative Abschätzung dar-stellt. Diese Untersuchungen sind der-zeitig noch nicht vollständig abge-schlossen. Die Ergebnisse sollen soaufbereitet werden, dass für typischeLagerdetails zukünftig auf einen rech-nerischen Sprödbruchnachweis ver-zichtet werden kann.

4 Regelungen im Zusammenhang mitElastomerlagern

4.1 Vergleich der Anwendungs -bereiche für bewehrte Elastomer -lager nach DIN 4141-14:1985-09 undDIN EN 1337-3

Eine zentrale Frage bei der Beurteilungdes europäischen Regelwerkes auf derGrundlage des in DIN 4141-14:1985-14verankerten Sicherheitsniveaus ist, obmit dem neuen Regelwerk der bishergeregelte Anwendungsbereich (und da -

mit der bisher vorhandene Erfahrungs-bereich) verlassen wird. Im euro pä i -schen Konzept wird der Anwendungs-bereich bewehrter Elastomerlager maß -geblich durch die in DIN EN 1337, Ka-pitel 5.3.3 vorgestellten Regelungen zurSchubbeanspruchung im Gummi, zumSchubknicken und zur Verdrehungs-begrenzung (Klaffen der Lagerfu ge)bestimmt. Nach DIN 4141-14:1985-09bestand der Anwendungsbereich fürRegellager aus einer beliebigen Bean-spruchungskombination aus Auflastund Verdrehung, deren Einzelwertekleiner gleich den im Regelwerk ta-bellierten maximal zulässigen Pres-sungen und maximal zulässigen Ver-drehungen war. Da es abweichend zuden heutigen europäischen Regelun-gen bei Berücksichtigung der Regella-gergrößen keine Interaktion zwischender Verdrehung und der Auflast gab,entsprach diese Vorgehensweise imGegensatz zur heutigen (aufwändige-

Schubverzerrung: 'b)v'a(t2

'a

T

v

Kt)ß1(3

'aßGF d,x2

i

d,i2

q

d,x

Lm

k,u

id,z

Kriterium:

Anwendungsbereich nachDIN EN 1337-3

f2

f1

zul Fz = 5439 kN

i,d [‰]

Anwendungsbereich nachDIN 4141-14:1985-09

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Fz,d [kN]

0 1 2 3 4 5

zul i = 2.7

0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 0 1 2 3 4 50.5 1.5 2.5 3.5 4.5

f3

i,d [‰]

Vergrößerung des Anwendungsbereiches durchFestlegung einer Mindestpressung von 3 N/mm²

775

(f2)

Verdrehung: )E

1

)t)ß1(2

'aß(G5

1(

ß'a

tF3

b2

i

3id,z

d,i

)'b'a('a

v1

ß1

ß

tT

'aG

3

1F d,x

ie

2

d,zSchubknicken:

(f1)

(f3)

G = 0.9 N/mm²

u,k = 7

m = 1.0KL = 1.0vx,d / Tq = 1.0Kr,d = 3Eb = 2000 N/mm²a‘ = 439 mmb‘ = 589 mmß = 1.342

Elastomerlager: a x b = 450 x 600 mm - Tb = 186 mm – T0 = 146 mm - Te = Tq = 110 mm - r = 5.5 mm ti = 11 mm - tso = 20 mm - n = 10 - ts = 4 mm – vx,d / Te = 1.0

i,d: Drehwinkel je Elastomerschicht

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Fz,d [kN]

= 1.35

Bild 14. Einschränkung des Anwendungsbereiches von Elastomerlagern durch Einführung der DIN EN 1337-3 –Auswirkung der Festlegung einer Mindestpressung von 3 N/mm2 (am Beispiel eines (verankerten) Regellagers450 x 600 mm aus DIN 4141-14:1986-09)Fig. 14. Limitation of the range of application after introducing DIN EN 1337-3 – effect of introducing a minimumpressure of 3 N/mm2 (elastomeric bearing 450 x 600 mm according to DIN 4141-14:1986-09)



ren) Bemessung nach DIN EN 1337eher einer vereinfachten Bemessung.

Bild 14 veranschaulicht anhandeines (verankerten) Regellagers a × b =450 × 600 mm/Tb = 186 mm, dass dasneu eingeführte Kriterium der Ver-drehungsbegrenzung (DIN EN 1337,5.3.3.6) zu einer Einschränkung desAnwendungsbereiches für Elastomer-lager führt, da dadurch die bisherigeEntkopplung zwischen Auflast undVerdrehung aufgehoben wird. Für denVergleich wurde der Fall einer Ver-drehung um die längere Lagerseite inVerbindung mit einer Verschiebung inRichtung der kürzeren Lagerseite un-tersucht. Die maßgeblichen Bemes-sungsgleichungen wurden so umge-formt, dass sich diese unmittelbar alsFunktionen „Lagerlast über Verdre-hung“ beschreiben lassen. Um die un-terschiedlichen Sicherheitskonzeptezu berücksichtigen, wurden die inDIN 4141-14:1985-09 angegebenenWerte für die zulässige Pressung σmund den zulässigen Drehwinkel jeElastomerschicht zul αi jeweils mit γ =1,35 vergrößert.

Der Vergleich zeigt, dass im vor-liegenden Fall der Anwendungsbereich

des untersuchten Elastomerlagersdurch die neuen Regelungen der DIN EN 1337-3 nahezu „halbiert“wird. In der praktischen Auswirkungbedeutet dies jedoch, dass insbeson-dere für Brücken mit geringen Aufla-sten aus Eigengewicht, in denen nachDIN 4141 noch Elastomerlager ein-setzbar waren, mittlerweile Kalotten-lager eingesetzt werden müssen.

Um diese Einschränkung des An -wendungsbereiches wieder aufzuhe-ben, wurde im Rahmen des Rund-schreibens des Bundesverkehrsmini-sters vom 05.12. 2007 [14] eine zu- sätzliche Regelung für den Nachweisder Verdrehungsgrenzbedingung ein-geführt. Danach ist bei der Ermittlungder vertikalen Gesamtverformung fürden Nachweis der Verdrehungsbe-grenzung nach DIN EN 137-5:2005,Abschnitt 5.3.3.6 (erster Spiegelstrich)für verankerte Lager (Lager mit min-destens einseitiger Dübelsicherung)Fz,d/A‘ unabhängig von dem errech-neten Wert der Spannung mit minde-stens 3 N/mm2 anzusetzen. Bild 14macht deutlich, wie diese zusätzlicheRegelung einzustufen ist. Durch dieseFestlegung werden zusätzlich gering-

fügige Verdrehungen bei sehr nie -drigen Auflasten ermöglicht, jedochkeinesfalls die Regelungen der DIN EN 1337-3 so modifiziert, dasswieder der vollständige Anwendungs-bereich DIN 4141-14:1985-09 möglichwird. Aus Bild 14 lässt sich zunächstfolgern, dass die derzeitigen Regelun-gen zur Begrenzung der Fugenklaf-fung in DIN EN 1337-3 in Kombina-tion mit dem Ansatz einer Mindest-pressung von 3 N/mm2 hinsichtlichder Schubbeanspruchung des Elasto-mers im Vergleich zu den früherenRegelungen der DIN 4141 sehr kon-servativ zu sein scheinen. In Amerikadurchgeführte Untersuchungen [49]zeigen jedoch, dass bei großen Ver-drehungen in Kombination mit klei-nen Auflasten ein Zugversagen in derVulkanisationsfläche zwischen Stahl-blech und Elastomer auftreten kann.Dies ist insbesondere bei Lagern un-ter hohen dynamischen Beanspru-chungen und nicht optimalen Vulka-nisationsbedingungen von Bedeutung.Zur Erweiterung des Anwendungsbe-reiches in DIN EN 1337 sind dahernoch weitere systematische experimen-telle Untersuchungen erforderlich.

Anwendungsbereich nachDIN EN 1337-3

f2

f1

i,d [‰]

Anwendungsbereich nach DIN 4141-14:1985-09

0

= 1.35

0 0

Schubknicken nicht maßgebend

i,d [‰]

Vergrößerung des Anwendungsbereiches durchFestlegung einer Mindestpressung von 3 N/mm²

i,d: Drehwinkel je Elastomerschicht

01.0 2.0 3.0 4.01.5 2.5 3.50.5

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

4. 5 5.0 1.0 2.0 3.0 4.01.5 2.5 3.5 4. 5 5.00.5

Nach DIN 4141-14:1985-09 ist eine Erhöhung der zulässigen Pressung um 50 % möglich, wenn keine Beanspruchung parallel zur Lagerebene auftritt. In diesem Fall ist jedoch die zulässige Verdrehung des Elastomerlagers auf 5 ‰ begrenzt.

• 1.5 zul Fz = 1.35 • 1.5 • 900² • 1.5 = 24603 kN

zul i = 1.35 • 5 / n = 1.695000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

2333

Elastomerlager: a x b = 900 x 900 mm - Tb = 127 mm - T0 = 87 mm - Te = Tq = 72 mm - r = 9.0 mm - ti = 18 mmtsa = 20 mm - n = 4 - ts = 5 mm - vx,d / Te = 0.0(keine Beanspruchung parallel zur Lagerebene)

Fz,d [kN] Fz,d [kN]

Bild 15. Vergrößerung des Anwendungsbereiches von Elastomerlagern bei hohen Auflasten durch Einführung der DIN EN 1337-3(am Beispiel eines (verankerten) Regellagers 900 × 900 mm aus DIN 4141-14:1986-09)Fig. 15. Extension of the range of application in case of high loadings after introducing DIN EN 1337-3 (elastomeric bearing900 × 900 mm according to DIN 4141-14:1986-09)

864



Mit den Regelungen der DIN EN1337-3 kann jedoch auch eine erheb-liche Erweiterung des Anwendungs-bereiches für Elastomerlager verbun-den sein, und damit der vorhandeneErfahrungsbereich verlassen werden.Wie Bild 15 zeigt, geschieht dies ge-rade dann, wenn es sich um gedrun-gene Lager unter hohen Auflastenhandelt, bei denen der Nachweis desSchubknickens gegenüber dem Nach-weis der Schubverformungen nichtmaßgebend wird. In diesem Fall wer-den deutlich höhere Pressungen inVerbindung mit deutlich größerenVerdrehungen als in den früheren na-tionalen Regelungen erlaubt [17]. DieAufweitung des Anwendungsberei-ches für hohe Auflasten kann von er-heblicher Größenordnung sein, diedaraus resultierenden Folgen für dieLebensdauer im Vergleich zu den inDeutschland bisher gemachten Er-fahrungen sind jedoch ohne weitereexperimentelle Untersuchungen nichtunmittelbar abschätzbar.

4.2 Versuche im Zusammenhang mitden Druck-Zug-Elastomerlagern der Wuppertaler Schwebebahn,Wuppertal

Im Rahmen der Erneuerung der Trag-konstruktion der Wuppertaler Schwe-bebahn mit über 67 Ankerstützen mitjeweils vier Elastomerlagern wurde imAuftrag der WSW (Wuppertaler Stadt -werke) in den Jahren 2000 bis 2002an der TU München ein umfangrei-ches Versuchsprogramm an rundenElastomerlagern (Sonderlager) [34],[35], [36] durchgeführt, da die Elasto-merlager teilweise durch Druck- so-wie (in seltenen Fällen) auch durchZugkräfte jeweils in Kombination mitgroßen Verdrehungen beanspruchtwerden und für den letztgenanntenFall keine Regelungen in den Nor-men enthalten sind. Untersucht wur-den runde Elastomerlager der Typen∅ 350 × 147 mm/T = 72 mm, ∅ 470 ×193 mm/T = 108 mm und ∅ 500 ×193 mm/T = 108 mm (Ausführung wie

im Fall des Durchmessers ∅ 470 mm)der Firma GLT, von denen die beidenkleineren in Bild 16 dargestellt sind.

Zur Erzielung einer besondershohen Zugtragfähigkeit wurden dieLager der Schwebebahn im Vergleichzu konventionell hergestellten druck-beanspruchten Elastomerlagern einembesonderen Vulkanisationsprozess mitgezielter thermischer Nachbehand-lung unterzogen. Als Gummimischungwurde die Mischung CC 6 AMZ derGummiwerke Kraiburg verwendet. ZurÜbertragung der Zugkräfte wurdendie Elastomerkissen auf beiden Sei-ten mit anvulkanisierten äußeren Be-wehrungsblechen ausgeführt, die mitder angrenzenden Stahlkonstruktionverschraubt wurden. Wegen dieserRückverankerung stimmen diese Ela-stomerlager mit dem Typ C nach DINEN 1337-3 überein.

Angepasst an die besonderen Be-anspruchungskombinationen der La-ger der Wuppertaler Schwebebahn,standen im Rahmen der experimen-

1818

1818

2

0.2

18

0.2

12x30°

Ø200

6x60°

Ø400

Ø470

Rz 63 Rz 63

45°

Ø20

0

Ø250Ø350

Ø470

Ø350

15

x4

5°

147

3030

1818

1818

18

55

55

52

193

M20

M20

28

28 24

24

17.5 Rz 63Rz 63

7.5 7.5

15

x4

5°

55

530

30

17.5

Bild 16. Wuppertaler Schwebebahnlager der Typen ∅ 470 × 193 mm/T = 108 mm (links) und ∅ 350 × 147 mm/T = 72 mm(rechts) [34], [36] Fig. 16. Elastomeric bearings for the “Wuppertaler Schwebebahn” (∅ 470 × 193 mm/T = 108 mm (left) and ∅ 350 × 147 mm/T = 72 mm (right)) [34], [36]



tellen Untersuchungen [34], [36] maß-geblich folgende Fragestellungen imVordergrund: – Größe des Schubmoduls G der ver-wendeten Gummimischung CC 6 AMZin Abhängigkeit von der Temperatur– Abhängigkeit der Rückstellmomentevom Durchmesser, der statischen Auf-last und der Belastungsgeschwindig-keit (Verdrehfrequenz)– Höhe der Zugfestigkeit bewehrterElastomerlager in Abhängigkeit vomDurchmesser, von der Temperatur undvon der Qualität der Vulkanisation

Die Temperaturabhängigkeit desstatischen Schubmoduls G der unter-suchten Elastomerlager ist in Bild 17dargestellt. Der dabei verwendete Ver-suchsaufbau und die Versuchsdurch-führung richteten sich nach dem fürdie Schubmodulprüfung maßgeblichenAnhang F der DIN EN 1337-3. Imvorliegenden Fall stimmt der experi-mentell ermittelte temperaturabhän-gige Verlauf des Schubmoduls mit derin DIN EN 1337 vorgenommenen Ein-grenzung des Schubmoduls überein,wonach der Schubmodul bei tiefen

Temperaturen, d. h. bei T = –25 °C,nicht höher als der dreifache Wert desfür Raumtemperatur geltenden Schub-moduls sein darf. Der deutliche An-stieg des Schubmoduls bei abneh-menden Temperaturen führt zu einerzunehmenden Versteifung bewehrterElastomerlager, was bei den Nach-weisen der angrenzenden Bauteilevon Bedeutung ist. Diese Auswirkungwiderspricht der in DIN EN 1337-3festgelegten Vorgehensweise, wonachbei allen Nachweisen grundsätzlichder für Raumtemperatur geltendeWert des Schubmoduls verwendetwerden darf. Mit Bezug auf die für dieWuppertaler Schwebebahn durchge-führten Versuche wurde daher mitBekanntmachung des o. g. Rund-schreibens des Bundesverkehrsmini-sters vom 05.12.2007 [14] für Stra -ßenbrücken gefordert, die Einflüsseaus dem Verhalten des Elastomers beitiefen Temperaturen zu berücksichti-gen. Sofern kein genauerer Nachweisgeführt wird, dürfen die Rückstell-kräfte und Rückstellmomente vonElastomerlagern aus veränderlichen

Einwirkungen (z. B. Verkehr, Tempe-ratur, Wind) bei Betrachtung derKombination mit der Temperaturein-wirkung ΔTN,neg nach DIN-Fachbe-richt 101, V-6.3.1.3.3 (3)P mit dem Re-chenwert des Schubmoduls GT,d =2.0 N/mm2 ermittelt werden.

Ein weiterer Teil des Versuchs-programms an den Elastomerlagernder Wuppertaler Schwebebahn be-schäftigte sich mit der Frage der Grö -ße der Rückstellmomente der in Bild 16dargestellten Lagertypen. Die Rück-stellmomente wurden in Abhängig-keit von der Lagertemperatur T (T =45/20/–25 °C), der während des Ver-drehvorganges wirkenden zentrischenVorbelastung (Druck) Fz (Fz = 250/1200 kN im Fall des Durchmessers ∅ 350 mm und Fz = 250/1200/2200 kNim Fall des Durchmessers ∅ 470 mm)und der Verdrehfrequenz f (f = 0,03/1,0 Hz) gemessen, da diese Einflüssemit den in den Regelwerken festge-legten Bemessungskonzepten nur un-zureichend bzw. nicht erfasst werdenkönnen.

Der schematische Versuchsaufbauund die maßgeblichen Ergebnisse derVersuche zu den Rückstellmomenten(Angaben jeweils bezogen auf ein La-ger) sind in den Bildern 18 und 19dargestellt. Die Prüfung der Rückstell-momente erfolgte in Übereinstim-mung mit DIN EN 1337-3 in einemVersuchsstand, bei dem jeweils zweiidentische Elastomerlager übereinan-der angeordnet wurden und die ex-zentrische Belastung mit Hilfe einesHebelarms aufgebracht wurde. DieRückstellmomente wurden für Dreh-winkel α von 6/9/12 ‰ (∅ 350 mm)bzw. 3/6/9/12 ‰ (∅ 470 mm) be-stimmt.

Neben den experimentell ermit-telten Rückstellmomenten sind inden Diagrammen (Bild 19) auch die

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

05 10

stat

isch

er S

chu

bm

od

ul

G [N/mm²]

T [°C]15 20 25 30 35

Ø 350x147 mmØ 470x193 mmØ 500x193 mm

langjähriges Mittel der CC 6 AMZ

Lagerabmessungen

Bild 17. Abhängigkeit des statischen Schubmoduls G von der Temperatur für dieGummimischung CC 6 AMZ Fig. 17. Effect of temperature on the shear modulus G for the rubber compoundCC 6 AMZ

Fz

statische Vorlasten: Ø350 mm: Fz = 250 / 1200 kN - Ø470 mm: Fz = 250 / 1200 / 2200 kN

Fz

Bild 18. Versuchsaufbau zur Bestimmung der Rückstellmomente an rückverankerten Elastomerlagern der WuppertalerSchwebebahn (schematisch)Fig. 18. Test set-up for the determination of the restraint moment (schematic)

866



Rückstellmomente angegeben, die sichrechnerisch nach DIN EN 1337-3 fürrunde Lager für den Schubmodul G =0,9 N/mm2 (gültiger Schubmodul fürT = 20 °C) bzw. G = 3 × 0,9 = 2,7 N/mm2 (gültiger Schubmodul fürT = –25 °C) ergeben. Die Versuche be-stätigten den signifikanten Einflussder Vorbelastung und der Lagertem-peratur auf die Größe der Rückstell-momente. Der Frequenzeinfluss äu -ßerte sich nur bei dem kleineren ge-prüften Lagerdurchmesser. Trotz dersehr großen Verdrehungen wurdenbei den Versuchen keine Lagerschä-den festgestellt.

In allen untersuchten Fällen lie-gen die experimentell bestimmtenRückstellmomente erheblich überden rechnerischen Werten, zum Teil

überschreiten diese die rechneri-schen Werte um ein Vielfaches. Diesgilt insbesondere auch dann, wennwie im Fall einer Prüftemperatur T =–25 °C der zu dieser niedrigen Tempe-ratur gehörende normative Wert desSchubmoduls (3-facher Wert desSchubmoduls für T = 20 °C) G = 2,7 N/mm2 gewählt wird.

Das in DIN EN 1337-3 verankerteBemessungskonzept für Elastomerla-ger basiert maßgeblich auf experimen-tellen und theoretischen Untersuchun-gen, die um 1960 herum vom Sach-verständigenausschuss D60 des For-schungs- und Versuchsamtes OREder UIC (Internationaler Eisenbahn-verband) [37] bis [41] sowie von To-paloff [42], [43] durchgeführt wurden.Die dabei verwendeten Versuchskör-

per wiesen Seitenabmessungen von ca.200 mm auf, so dass die Anwendungder damaligen Untersuchungsergeb-nisse auf die heutigen Lagerabmes-sungen streng genommen eine experi-mentell nicht abgesicherte Extrapola-tion von Versuchsergebnissen darstellt.Die für die Wuppertaler Schwebe-bahn durchgeführten Versuche ma-chen deutlich, dass der Maßstabsef-fekt von nicht zu unterschätzenderBedeutung ist und die Bestimmungs-gleichungen in den Regelwerken über-dacht werden müssen. Im Rahmender Bemessung der Elastomerlager derWuppertaler Schwebebahn wurdenaufgrund der unsicheren Vorhersagendurch die Regelwerke unmittelbar dieexperimentell ermittelten Rückstell-momente verwendet.

Bild 19. Rückstellmomente an rückverankerten Elastomerlagern der Wuppertaler Schwebebahn (Gummi-mischung CC 6 AMZ) Fig. 19. Results of the rotation tests (rubber compound CC 6 AMZ)



Die Ergebnisse der ebenfallsdurchgeführten Zugbruchversuchesind in Bild 20 dargestellt. Maßgebli-chen Einfluss auf die Zugbruchspan-nungen hat der Vulkanisationsprozess.Während bei ordnungsgemäßer, einerder Zugbeanspruchung der Elastomer-lager angepassten Vulkanisation beiRaumtemperatur die Zugbruchspan-nung ca. 3 N/mm2 beträgt, sind beinicht ausreichendem Druck währendder Vulkanisation nur noch Werte un-ter 2 N/mm2 ertragbar. In einigen Fäl-len wurden sogar noch geringere Wertegemessen. Bei ordnungsgemäßer Vul-kanisation wiesen die Bruchbilder ei-nen einwandfreien Vulkanisationsver-bund ohne Haftungsfehlstellen in denElastomerschichten oder in der Ela-stomer-/Metallzone auf. Von eher un-tergeordneter Rolle ist hingegen dieOberflächengüte. Es zeigt sich, dassLager mit „normaler Vulkanisations-haut“ nur geringfügig höhere Zugfe-stigkeiten liefern als Lager, bei denendie Oberflächen durch Anrauhen mitSchleifpapier (Korundscheibe Kör-nung 60) bzw. durch kurze Schnittein unregelmäßiger Anordnung mit ei-nem Skalpell künstlich geschädigtwurden.

Die Anwendung der Druck-Zug-Elastomerlager erfolgte über eine Zu-stimmung im Einzelfall, in der festge-legt wurde, die Herstellung eines je-den Lagers fremd zu überwachen unddarüber hinaus jedes Lager im Rah-men der Güteüberwachung einerDruck- und Zugsteifigkeitsprüfung für

das Lastniveau im Gebrauchszustandzu unterziehen.

Schlussbemerkung

In Deutschland wurden die nationalenRegelungen für Lager nach DIN 4141und die darauf basierenden nationa-len Zulassungen mittlerweile nahezuvollständig durch das europäische Re-gelwerk DIN EN 1337 ersetzt. Diezwischenzeitlich gesammelten Erfah-rungen mit dem neuen Regelwerk zei-gen, dass noch einige Fragen für diePraxis nicht ausreichend geklärt sindund einige Regelungen in der zur Zeitstattfindenden Überarbeitungsphasemodifiziert werden sollten.

Literatur

[1] DIN EN 1337-1:2001-02: Lager imBauwesen, Allgemeine Regelungen.

[2] DIN V 4141-1:2003-05: Lager im Bau-wesen, Allgemeine Regelungen.

[3] DIN-Fachbericht 101, 3. Auflage,Ausgabe 09/2003 – Einwirkungen aufBrücken.

[4] DIN-Fachbericht 103, 3. Auflage, Aus-gabe 09/2003 – Stahlbrücken.

[5] DIN-Fachbericht 104, 3. Auflage,Ausgabe 09/2003 – Verbundbrücken.

[6] DIN EN 1993-1-10:2005-07: Euro-code 3: Bemessung und Konstruktionvon Stahlbauten – Teil 1-10: Stahlsor-tenauswahl im Hinblick auf Bruchzähig-keit und Eigenschaften in Dickenrich-tung.

[7] DIN V 4141-13:2008-11: Führungsla-ger und Festhaltekonstruktionen; Be-messung und Herstellung (Entwurf).

[8] Allgemeine bauaufsichtliche ZulassungZ16.4-443 der Firma Maurer SöhneGmbH und Co. KG, Frankfurter Ring193, 80807 München – Zulassungsge-genstand: Maurer-MSM Kalottenlager –Geltungsdauer bis 30. April 2013.

[9] European technical approval ETA-08/0131 of Maurer Söhne GmbH undCo. KG, Frankfurter Ring 193, 80807München – generic type and use ofconstruction product: spherical bea-ring with special sliding material – vali-dity from 19 June 2006 to 19 June 2011.

[10] Allgemeine bauaufsichtliche Zulas-sung Z16.7-445 der Firma MaurerSöhne GmbH und Co. KG, FrankfurterRing 193, 80807 München – Zulassungs-gegenstand: Ausstattung von Maurer-Brückenlagern mit CE-Kennzeichnung– Geltungsdauer bis 30.11.2011 (Aus-gabe 02.08.2007).

[11] DASt-Ri 009:2005-01: Stahlsorten-auswahl für geschweißte Stahlbauten,Deutscher Stahlbau-Verband, StahlbauVerlags- und Service GmbH, Düssel-dorf, 2005-11-23.

[12] Eisenbahnspezifische Liste techni-scher Baubestimmungen (ELTB), Ei-senbahn-Bundesamt (derzeitiger Stand:09.2009).

[13] Bundesministerium für Verkehr,Bau und Stadtentwicklung – AbteilungStraßenbau, Straßenverkehr: Hinweisezu den ZTV-ING Teil 8 Abschnitt 3 –Anwendung von Lagern nach Norm-reihe DIN EN 1337, Stand: 05.12.2007.

[14] Bundesministerium für Verkehr,Bau und Stadtentwicklung – AbteilungStraßenbau, Straßenverkehr: Ermitt-lungen der Bewegungen an Lagern undÜbergangskonstruktionen nach DIN-Fachbericht 101 sowie ergänzende Re-gelungen für die Bemessung von La-gern, Fassung 22. August 2007.

[15] Bundesministerium für Verkehr,Bau und Stadtentwicklung – AbteilungStraßenbau, Straßenverkehr: Samm-lung Brücken- und Ingenieurbau, Ent-wurf, Richtzeichnungen für Ingenieur-bauten – RiZ-ING; Verkehrsblatt-Ver-lag (derzeitiger Stand: April 2008).

[16] Hanswille, G., Porsch, M.: Zur Frageder Vergleichbarkeit der Regelungenfür Kalottenlager nach DIN 4141 undDIN EN 1337 – Beurteilung der Kalot-tengleitlager (KGa) unter dem Schwe-beträger der EisenbahnüberführungHochdonn, Bochum, 19.04.2008.

[17] Hanswille, G., Porsch, M.: Anwen-dung der Normenreihe DIN EN 1337zur Bemessung und konstruktivenDurchbildung von CE-gekennzeichne-ten Elastomerlagern der EÜ Warnow(km 87,495 – Strecke 1122 Lübeck –Strasburg (Meckl.)), Bochum, 05.11.2008.

[18] Hanswille, G., Porsch, M.: Gutach-terliche Stellungnahme zur Frage der

u [N/mm2]

350 400 450 500

Bruchspannung

D

D [mm]

Bruchverformung

u [mm]

20

40

60

80

350 400 450 500D [mm]0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

Lager mit fehlerhafter Vulkanisation (T = 20°C)

6.0

0.0

= 4 F / ( D²)

T = +20°C

T = -25o C

T = -25o C

T = +20°C

T = -25°C

F

F

(Index u: Versagenszustand)

Lager mit künstlich erzeugten Oberflächenfehlern (T = 20°C)

Bild 20. Ergebnisse der Zugbruchversuche Fig. 20. Results of the tensile tests

868



Vergleichbarkeit von 49 Druck-Zug-Ka -lottenlagern bei den Hamburger Bau-vorhaben EÜ Amsinckstraße und EÜOberhafen mit den Druck-Zug-Kalot-tenlagern beim Lehrter Bahnhof (Los1.4) in Berlin“, Bochum, 11.09.2007.

[19] Hanswille, G., Porsch, M., Piel, W.,Hammer, W.: Gutachterliche Stellun-gnahme zur Frage der Lagerschädenan der Stabbogenbrücke im Zuge derBAB A1 über den Dortmund-Ems-Ka-nal bei Ladbergen (Münster), Bochum,2009 (Entwurf, bislang unveröffent-licht).

[20] Eggert, H., Grote, J., Kauschke, W.:Lager im Bauwesen, Band I, EntwurfBerechnung Vorschriften. Berlin: Ernst& Sohn, 1974.

[21] Eggert, H., Hakenjos, V.: Die Wir-kungsweise von Kalottenlagern. DerBauingenieur 49 (1974), S. 93–94.

[22] Eggert, H., Kauschke, W.: Lager imBauwesen, 2. Auflage. Berlin: Ernst &Sohn, 1995.

[23] Eggert, H.: Kalottengleitlager. Bau-technik 79 (2002), H. 2, S. 84–90.

[24] Eggert, H., Kauschke, W.: Structuralbearings. Berlin: Ernst & Sohn, 2002.

[25] Hakenjos, V., Richter, K.: Dauer-gleitreibungsverhalten der GleitpaarungPTFE weiß/Austenitischer Stahl fürLager im Brückenbau, Straße, Brücke,Tunnel 11 (1975), S. 294–297.

[26] Uetz, H., Wiedemeyer, J.: Tribologieder Polymere. München/Wien: CarlHanser Verlag 1985.

[27] Weihprecht, M.: Auflagerung vonBrücken. Sonderdruck aus Elsners Ta-schenbuch für den bautechnischen Ei-senbahndienst, 39. Band 1967, S. 231–277. Frankfurt/M.: Dr. Artur Tetzlaff-Verlag, 1967.

[28] Rahlwes, K., Maurer, R.: Lagerungund Lager von Bauwerken. In: Beton-Kalender 84. Jg. 1995, Teil II, Seite 61ff, Berlin: Ernst & Sohn, 1995.

[29] Braun, Chr., Bergmeister, K.: Brük-kenausstattung. In: Beton-Kalender 93Jg. 2004, Band I, S. 249–307, Berlin:Ernst & Sohn, 2004.

[30] Amtsblatt der Europäischen Union,Mitteilungen der Kommission im Rah-men der Durchführung der Richtlinie89/106/EWG des Rates vom 21. Dezem-ber 1988 zur Angleichung der Rechts-und Verwaltungsvorschriften der Mit-gliedstaaten über Bauprodukte – Ver-öffentlichung der Titel und der Bezugs-daten der harmonisierten Normen imSinne dieser Richtlinie, (2006/C 304/01)13.12.2006.

[31] Springhorn, M.: Inverkehrbringenund Verwendung von Bauprodukten –

die Bauproduktenrichtlinie und ihreUmsetzung, DIBt-Mitteilungen 1/2008.

[32] Buche, H.: Zum Stand der Ein-führung der Normenreihe EN 1337 so-wie deren Auswirkung auf die allgemei-nen bauaufsichtlichen Zulassungen undPrüfzeugnisse und die NormenreiheDIN 4141, DIBt-Mitteilungen 3/2005.

[33] Stolzenburg, U.: Review of EuropeanStandards – EN 1337-1:2000, EN 1337-2:2004, EN 1337-3:2005, EN 1337-4:2004,EN 1337-5:2005, EN 1337-6:2004, EN1337-7:2004, EN 1337-9:1997 – Memberbody replying: DIN, 30.01.2007.

[34] Forschungsbericht über die experi-mentelle Ermittlung der Temperaturab-hängigkeit von Zug-, Druck- Schub-und Verdrehverhalten von Sonderla-gern der Wuppertaler Schwebebahn(WSW-Wuppertal), Bericht Nr. 1932vom 20.02.2002, Technische Univer-sität München, Lehrstuhl und Prüfamtfür Bau von Landesverkehrswegen,Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Leykauf.

[35] Forschungsbericht über die experi-mentelle Ermittlung der Rückstellmo-mente sowie der Zugbeanspruchbar-keit von Sonderlagern für die Wupper-taler Schwebebahn (WSW-Wuppertal),Bericht Nr. 1780 vom 22.04.2001, Tech-nische Universität München, Lehrstuhlund Prüfamt für Bau von Landesver-kehrswegen, Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Ley-kauf.

[36] Prüfzeugnis „Ermittlung der Zug -festigkeit und des Zugbruchverhaltens anWSW-Sonderlagern ∅ 500 × 147/T =72 mm“ vom 24.09.2002, TechnischeUniversität München, Lehrstuhl undPrüfamt für Bau von Landesverkehrs-wegen, Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Leykauf.

[37] ORE – Forschungs- und Versuchs-amt: Frage D 60 – Verwendung vonGummi für Brückenlager, Arbeitser-gebnis Nr. 1: Dauerversuche mit verti-kaler zentrischer Lastpulsierung bei kon-stantem Gleitwinkel und mit Pulsie-rung des Gleitwinkels bei konstantervertikaler Last, Utrecht, Oktober 1962.

[38] ORE – Forschungs- und Versuchs-amt: Frage D 60 – Verwendung vonGummi für Brückenlager, Arbeitser-gebnis Nr. 2 (ohne Anlage C): Dauer-versuche mit vertikaler exzentrischerLastpulsierung – Bruchlasten, Dauer-standversuche, Reibbeiwerte – Vorläu-fige Empfehlungen, Utrecht, März 1964.

[39] ORE – Forschungs- und Versuchs-amt: Frage D 60 – Verwendung vonGummi für Brückenlager, Arbeitser-gebnis Nr. 2 – Anlage C: Dauerversu-che mit vertikaler exzentrischer Last-pulsierung – Bruchlasten, Dauerstand-

versuche, Reibbeiwerte – VorläufigeEmpfehlungen, Utrecht, März 1964.

[40] ORE – Forschungs- und Versuchs-amt: Frage D 60 – Verwendung vonGummi für Brückenlager, Schlussbe-richt (ohne Anlage 2): Versuche bei ex-tremen Temperaturen – Empfehlungen,Utrecht, Oktober 1965.

[41] ORE – Forschungs- und Versuchs-amt: Frage D 60 – Verwendung vonGummi für Brückenlager, Anlage 2 zumSchlussbericht: Empfehlungen, Utrecht,Oktober 1965.

[42] Topaloff, B.: Gummilager für Brük-ken – Berechnung und Anwendung,Der Bauingenieur 39 (1964), S. 50–64.

[43] Topaloff, B.: Gummilager für Brük-ken. Beton- und Stahlbetonbau 54(1959), H. 9, S. 229–230.

[44] Hanswille, G., Porsch, M.: Zur Fest-legung der Tragfähigkeit von Kopfbol-zendübeln in Vollbetonplatten in DIN18000-5 und EN 1994-1-1. In: Schrif-tenreihe des Instituts für konstruktivenIngenieurbau, Ruhr-Universität Bochum,Festschrift Prof. Kindmann, Bochum,Heft 2007-06.

[45] Feldmann, M., Sedlacek, G., Eichler,B.: Nachweis der Materialzähigkeit vonDruck-Zug-Kalottenlagern bei denHamburger Bauvorhaben EÜ Oberha-fen und EÜ Amsinckstraße, Gutachten-Nr. 2008-26-0090, Entwurfsfassung vom21.11.2008 (bisher unveröffentlicht).

[46] Schreiben des Eisenbahn-Bundes-amtes, Postfach 28 61, 53018 Bonn vom14.05.2008 an „SbL 2 der EBA – Ast“zur Verwendung von Lagern im Eisen-bahnbrückenbau.

[47] Leendertz, Han: Rapport Brugopleg-gingen, Rijkswaterstaat, 2002.

[48] Pesch, W.: Lagerprotokolle zur 1.bis 4. Sonderprüfung (2007–2009) fürKalottenlager P2 Typ 4 ±130 mm,Stütze PW 234, Brücke Nr. 235, Wup-pertaler Schwebebahn.

[49] NCHRP Report No. 596: RotationLimits for Elastomeric Bearings, Was-hington, 2008.

Autoren dieses Beitrages:Dr.-Ing. Christian Braun, Maurer Söhne, Frank-furter Ring 193, 80807 München; Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille, Bergische UniversitätWuppertal, Fachbereich D, Fachgebiet Stahl-bau und Verbundkonstruktionen, Pauluskirch-straße 7, 42285 Wuppertal; Dipl.-Ing. MarkusPorsch (SFI, EWE), Ingenieurgesellschaft HRAGmbH, Hauptstraße 17–19, Gebäude 6321,55120 Mainz; Dipl.-Ing. Christian Schürmann,Maurer Söhne, Zum Holzplatz 2, 44536 Lünen

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