Nach einer kleineren Sommerpause ist es an der Zeit, sich mal wieder um die technischen Aspekte von unserem Verbauequipment zu kümmern.
Frühere Blogs haben sich auf das Design von Standard-Boxen konzentriert, um das Bild nun zu vervollständigen, werde ich die grundlegenden Konstruktionsprinzipien der immer beliebter werdenden Rollenschlitten und Gleitschienen-Lösungen von Groundforce erläutern.
Stützsysteme mit Rollenschlitten sind entweder in Gleitschienen- oder Grabenkastenform erhältlich und bieten eine Reihe von Vorteilen in Bezug auf Stärke und Funktionalität gegenüber ihren herkömmlichen Standard-Boxen mit fixen Streben.
Das System verwendet eine einzelne (rollende) Strebe an beiden Enden der Platten, die, wie der Name andeutet, in der Lage ist, vertikal zu gleiten oder zu rollen. Auf diese Weise kann eine größere Flexibilität erreicht werden, so dass größere und längere Rohre mit Rollstreben installiert werden können als mit Standard-Grabenkästen.
Das flexible Konzept der Rollenschlitten und Gleitschienen trägt jedoch zu einem erhöhten Komplexitätsgrad bei der Bestimmung der strukturellen Kapazität der Einheit oder des Gesamtwiderstands gegenüber seitlichen Erddrücken bei.
Man kann erkennen, dass die Gesamtkastenkapazität von der Position der Strebe innerhalb des Pfostens abhängt. Es ist daher sicherer, dessen Kapazität zu spezifizieren, wenn die Strebe so positioniert ist, dass sie die meisten belastenden Kräfte in den tragenden Komponenten aufnimmt. Dies ist im Normalfall, wenn die Strebe in oberster Position befestigt ist. Wie bei traditionellen Grabenkästen wird die Kapazität oder der Widerstand üblicherweise in Bezug auf den zulässigen gleichmäßigen Felddruck angegeben. Wenn der Konstrukteur eine Analyse durchführen möchte, bei der die Strebe tiefer zwischen den Pfosten positioniert ist, um insgesamt eine höhere Systemkapazität zu erhalten, raten wir dringend dazu, eine strengere Strukturanalyse durchzuführen, wie sie in den folgenden Abschnitten beschrieben wird.
Was zu Fehlern führen kann
Sowohl Rollenschlitten und Gleitschienen, als auch Standardkästen enthalten drei grundlegende Strukturelemente: Pfosten, Platten und Streben, wobei bei Verbau-Boxen die Pfosten selbst in die Wandpaneele eingebaut sind. Es gibt drei potentielle Fehler- und Gefahrenquellen in einer einfachen Boxen-Einheit:
- Einwärtsbiegen der Kastenplatte zwischen den Streben („Biegemoment“ mit M1 bezeichnet)
- Beugung des Pfostens und der Platte nach innen unterhalb der Streben („Kicking Moment“ mit M3 bezeichnet)
- Schließlich ein Ausfall der kompletten Strebe
Überlegungen beim Design der Boxen-Platten
Die gesamte strukturelle Kapazität der Box oder der Gleitschiene ist am wenigsten relevant bei einem ganzheitlichen Ausfall in den folgenden Fällen:
- Verbiegung der Kasten-Platten (M1): Dies wird durch die Biegefestigkeit der Platte in der Biegeebene bestimmt. Die Paneele sind typischerweise aus einem zellenförmigen Aufbau und ihre Festigkeit ist proportional zu dem Widerstandsmoment der Bauteile in der Ebene der Biegung.
- Nachgeben der Endpfosten (M3). Die Platten selbst haben in dieser (vertikalen) Biegungsebene wenig natürliche Festigkeit. Die Rollenschlitten-Box-Wände sind mit verstärkten Endpfosten ausgestattet, um den am unteren Ende auftretenden Last-Momenten zu widerstehen, während das Gleitschienen-System separate Pfosten verwendet.
Überlegungen beim Design der Rollenschlitten
Sowohl die Rollenschlitten-Box als auch die Gleitschiene verwenden das gleiche Grunddesign der Rollenstrebe in verschiedenen Größen und Kapazitäten. Die Federbeinanordnung umfasst drei Grundkomponenten, nämlich linken und rechten Rollenschlitten, die durch rechteckige vorgefertigte, mit einem Flansch versehene kastenförmige Abstandshalter unterschiedlicher Breite miteinander verbunden sind.
In ihren einfachsten Konfigurationen verwenden sowohl Rollenschlitten-Gleitschienen als auch Kastensysteme eine einzelne Strebe in jedem Pfosten, daher müssen die Streben selbst in der Lage sein, einem großen Biegemoment sowie einer durch seitlichen Druck auf die Paneele induzierten axialen Kompression zu widerstehen
Hinsichtlich der Gesamtkapazität (oder des Widerstands) der Rollenschlitten-Baugruppe es gibt typischerweise drei mögliche Ausfallarten:
- Lokales Versagen durch Überlastung der Rollenkontaktpunkte in Zug oder Druck,
- Kombinierte Biege- und Axialfehler der Verlängerungsstangen des Kastenprofils
- Ausfall der Schraubverbindung
Beachten Sie, dass Rollenschlitten-Streben aufgrund ihres rechteckigen Hohlprofils nicht anfällig für Biegedrillknicke sind.
Rollenschlitten-Design Verifizierung
Sobald die standortspezifischen geotechnischen Berechnungen abgeschlossen sind, ist es relativ einfach, um die auf das System wirkenden Seitenkräfte zu bestimmen, ein einfaches statisches Strukturmodell der Rollenschlitten-Systeme zu erstellen, aus dem die Last-Effekte auf die verschiedenen Komponenten berechnet werden können. Es kommt darauf an, diese mit den angegebenen Widerstandswerten für die verschiedenen Komponenten zu vergleichen, wobei der Grenzwert als Maß für die Gesamtsystemkapazität verwendet wird.
Zusammenfassung
Die Möglichkeit, die Rollenschlitten an verschiedenen Stellen zu positionieren, erhöht die Komplexität bei der Bestimmung der gesamten Rollenschlitten-Systemkapazität oder des Widerstands, verglichen mit herkömmlich verstrebenden Boxensystemen. Die veröffentlichten Werte für die Kapazität beziehen sich darauf, dass die Strebe an ihrer am meisten belasteten Stelle positioniert ist, d.h. wenn sie auf ihren höchsten Punkt angehoben wird. Dies führt zu den größten Ausschlagmomenten in den Stützpfosten und den größten Biegekräften in den Streben. Wenn die Streben weiter unten an den Pfosten positioniert werden sollen, ist es notwendig, eine strengere Überprüfung der einzelnen Systemparameter durchzuführen. Dies führt zu größeren Werten für die Gesamtsystemkapazität.
Ich denke, jetzt kennen Sie alle Aspekte, die Sie über Rollenschlittensysteme wissen müssen. Für weitere Fragen steht Ihnen unser technisches Team gerne Frage und Antwort. Bis zum nächsten BLOG!