Hallo Reiner und andere Interessierte -

ich erklär das gern mit ein paar Bildern - die muss ich aber erst skizzieren (von Hand oder CAD? ... mhm ...). Kurz vorneweg:

- Es geht nur um Gewichtskräfte; Seitenkräfte sind vernachlässigbar.
- Man muss i.w. drei Arten von Brücken unterscheiden: Solche mit durchgehenden Platten (alle modernen Brücken); solche mit Trägern oberhalb der Fahrbahn (wie in dem Beispiel) = Obergurten; und solche mit Trägern unterhalb der Fahrbahn = Untergurten.
- Das Ganze kann man sich mit Hausverstand überlegen; dazu braucht man keine Ingenieursausbildung und -bücher.
- Weichen auf Brücken mit Ober- oder Untergurten wird es nur sehr selten geben - man kann sowas bauen, aber es ist sehr teuer. So einen Fall wie auf der Modellbahn wird niemand zahlen - da verlegt man entweder die Brücke oder die Weiche (auf den zwei alten Tragwerken der Hohenzollernbrücke in Köln liegen allerdings tatsächlich etwa 6 Weichen - aber das ist dort ja eine der weltweit ungünstigsten Lagen eines Bahnhofskopfes überhaupt).

Echte physikalische Überlegungen - alle basierend auf dem Hooke'schen Gesetz - braucht man sowieso nur bei einer richtigen Bemessung - aber die ist bei Modellbahnen immer unkritisch, weil die Querschnitte und damit die Widerstandsmomente und damit die Tragkräfte mit dem Quadrat des Maßstabs fallen, während die Gewichtskräfte mit der dritten Potenz fallen - daher sind z.B. H0-Modellbahnbauten immer um den Faktor 1:87 überdimensioniert [wenn nicht noch mehr, weil man ein Bauteil gar nicht so klein hinkriegt ...]). Und eine Bemessung ist nur bei auf Zug belasteten Bauteilen schwierig = bei Eisen und Stahlbauteilen. Auf Druck belastbare Dinge wie Stein oder (der richtige) Beton halten, wenn man die richtige Gesteinsart nimmt (eine, die nicht zerbröselt), praktisch unendlich viel aus (wie man z.B. an den Alpen sieht; aber auch alle anderen Gebirge stehen ziemlich stabil ...). Daher muss man die auch nicht "bemessen" = irgendwas dafür rechnen. Und deshalb konnten schon die Römer zuverlässig und serienmäßig Brücken mit über 70 Meter Höhe und Dutzenden Kilometern Länge bauen, ohne eine einzige Formel anzuwenden.

Aber auch bei auf Zug belasteten Bauteilen - also dem Großteil von Stahlbrückenkonstruktionen - muss man zuerst gar nichts rechnen, sondern nur die Übertragung der Kräfte designen. Wenn man sie genügend überdimensioniert (was man wegen der mangelnden Werkstoffqualität lange getan hat), dann kommt (oder kam) man hier sogar auf der großen Eisenbahn ohne Rechnung aus - erst, als man doch konsistente Werkstoffqualität hatte und immer weiter bauen wollte, hat man parallel dazu auch zu rechnen begonnen. Aber das interessiert uns hier gar nicht. Wir überlegen uns den Aufbau von Brücken analog zu Küchenmöbeln und Bücherregalen. Mehr ist nicht nötig.

... Fortsetzung in Kürze, wenn ich ein paar Skizzen habe ...

H.M.

Eine Sache muss ich doch noch erwähnen: Schwellen sind keine "Träger" - das heißt, dass man sie nicht auf Biegung beanspruchen darf. Der Grund ist einfach, dass Holz ein zu "unsicherer" Werkstoff ist - ungleichmäßig ("nicht homogen"), die Fasern reißen und brechen zufällig, es wird morsch usw.usf. Holzschwellen kann man daher nur auf Druck beanspruchen, und sie müssen genau unterhalb der Schienen gelagert werden, so dass die Gewichtskräfte (und die Schlagkräfte) senkrecht nach unten durchgeleitet werden.

Das ist eigentlich schon der Hauptgrund, wieso die Konstruktion auf der gezeigten Modellbahnbrücke nicht funktioniert und die Schwellen abbrechen würden, wenn ein Zug in die Ablenkung fährt: Die Schwellen werden auf Biegung beansprucht; und bei der gewählten Konstruktion sind sie nicht einmal beidseitig gelagert, sondern stehen als "Kragarm" über, sodass sie wunderschön abknicken werden (bzw. würden, nämlich in der Realität - auf der Modellbahn mit ihrer 87-fachen Überdimensionierung geht das wunderbar):



Wie geht es richtig? Dazu muss man sich überlegen, was eine Obergurtbrücke (wie die verwendete Blechträgerbrücke) eigentlich tun muss: Irgendwo liegen da seitlich die Hauptträger. die ihre Kräfte an Widerlager und evtl. Pfeiler abführen. Dazwischen gibt es ein Gleis (aus Schienen und Schwellen), auf das ein Zug draufdrückt. Und irgendwie müssen die Kräfte auf die Schienen zu den Hauptträgern kommen:



Eine Idee ist, unter jede(!) Schwelle einen Querträger zu montieren - sozusagen eine kleine "Querbrücke", auf der die Schwelle liegt. Jeder Querträger hat wieder seine eigenen Auflager auf dem Hauptträger, und nun sieht man schön, wie die Kräfte vom Gleis auf die Querträger, dort über die Auflager auf die Hauptträger und von dort in die Widerlager abgeleitet werden:



Aufgabe gelöst? Ja schon - aber so viele Querträger sind teuer. Daher macht man es anders: Man nimmt weniger Querträger und dafür unter jeder Schiene einen niedrigen Längsträger - also eine weitere Längsbrücke auf den Querbrücken. Insgesamt sind wir nun bei einer Konstruktion aus 3 Trägersystemen: Hauptträger, Querträger und Längsträger, und die Kräfte marschieren weiterhin senkrecht von oben nach unten, ohne dass eine Schwelle geknickt wird:



Wenn man nun eine Weiche auf eine solche Brücke legen will, dann muss man ungefähr unter den abzweigenden Schienen weitere Längsträger führen - schon das erhöht die Kosten. Außerdem wird das Ganze dann etwas verwickelt, weil nun jeder Querträger an anderen Stellen Auflager für seine vier Längsträger braucht - man muss lauter einzelne Zeichnungen machen und jeden getrennt fertigen. Das mag die Brückenbauanstalt nicht gern, bzw. sie verrechnet ganz andere Preise als bei immer gleichen Querträgern. Gehen tut es natürlich (siehe Hohenzollernbrücke), aber der Oberingenieur wird sich lange überlegen, ob er das so macht.

Noch was: Die Sache mit den Quer- und Längsträgern kann man sich vollständig ersparen, wenn man die Hauptträger genau unter die Schienen legt - also eine "Untergurtbrücke" baut:



Daher haben Eisenbahnen diese Brücken immer bevorzugt - nur haben sie halt den Nachteil der größeren Bauhöhe unter den Schienen; und wenn dort ein Verkehrsweg führt (Fluss, Straße, andere Eisenbahn), dann muss man bei einer Untergurtbrücke viel höher hinauf - was wiederum die Anfahrtsdämme soviel teurer machen wird, dass man bei Verkehrswegüberbrückungen halt doch die komplizierte Konstruktion mit den Obergurten wählt. Aber im Gebirge, wo man nur Bäche oder sowas überbrückt, sieht man andererseits praktisch nur Untergurtbrücken ... bis zu einer gewissen Größe; darüber müssen die Brücken breiter werden, damit sie seitliche Stabilität haben - daher müssen die Untergurte weiter auseinanderstehen, und man braucht dann eh wieder die Quer- und Längsträger; wenn das aber so ist, kann man sich gleich wieder überlegen, ob einem aus anderen Gründen (z.B. nun, endlich, Ästhetik) doch wieder ein Obergurt besser gefällt.

H.M.

Zitat von Gilpin im Beitrag #3

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Hi HM,
Das Gleis ist auch auf der Brücke eingeschottert, es gibt also eine Platte unter dem Schotter, ...

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Zitat von Gilpin im Beitrag #3

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(Man beachte die Holzschwellen auf der Brücke.)

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Zitat

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Ausnahmsweise sind bei großen und langen Brücken anstatt der Holzschwellen eiserne Querschwellen zur Anwendung gekommen, die den Vorteil der Feuersicherheit bieten, bezüglich der elastischen Milderung der Stöße aber den Holzschwellen nachstehen.

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Tatsächlich baut man das heute auch im Zuge von Betonschwellen noch (manchmal) so - zumindest kenne ich sowas in der Nähe des Münchner Westkreuzes.

Zitat von OOK im Beitrag #4

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Auf Brücken sind Holzschwellen mit quadratischem Querschnitt vorgeschrieben. Habe die Vorschrift nie gesehen, nur die Auswirkung.

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... für was die Waldstraße alles gut ist

Also meine "Auflösung" der diversen "Stangln", die man da sieht, wäre folgende:



- Längsträger unter den Schienen gibt's gar keine, weil wir ja eine Plattenbrücke vor uns haben - da verteilt das Schotterbett die Kräfte "kegelig" auf die Platte.
- Links und rechts außen sieht man die Hauptträger.
- Orange ist einer der Querträger gekennzeichnet.
- Rot laufen drei Längsträger unter den Platten - einer in der Mitte (großes rotes Oval), zwei außen. Wenn man das Gilpins erstes Bild im Thread ansieht, sieht man dort schräg reingehende Platten knapp über dem Schotterbett; ich denke, dass die sich unten auf diese äußeren Längsträger abstützen; auf denen und auf den Querträgern liegen dann die Stahlplatten, auf denen der Schotter liegt.
- Das blaue sind m.E. zwei Wasserrohre, die da unter der Brücke abgehängt sind; die Platten sind im Querschnitt nicht waagerecht, sondern (ganz flach) w-förmig; an den zwei tiefsten Stellen des w sammelt sich das Wasser (das durch den Schotter runterkommt, z.B. bei Regen und Schnee) und fließt dann durch die senkrechten Rohre in diese Längs-Wasserrohre, die es dann zu einem Ende der Brücke bringen, wo's dann in irgendeine Kanalisation fließt.

.. so denk ich mir das ... Wenn jemand was anderes weiß, her damit!

H.M.

Lehrbuchbeispiel!

H.M.

Hat funktioniert Gruß H.

Ebenfalls !

Meinem "Wissen", dass auf Stahlbrücken kürzere Schwellen liegen, wird hier widersprochen - ich weiß auch nicht, wo ich das herhatte. Gern was dazugelernt.

H.M.

Zitat von Gilpin

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Abgesehen von weiterer Aufklärung der physikalischen Zusammenhänge interessiert mich, weil relevant für die Modellbahnplanung, wie oft solche Weichen auf Brücken vorkommen.

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Selten. Mir ist gerade ein einziges Bild einer (nicht mehr existenten Abzweig-)Weiche auf einer Untergurt-Brücke erinnerlich. Ich meine, das in irgendeiner Streckenmonographie aus dem Kenning-Verlag gesehen zu haben, und ich meine, es sei eine Flussquerung gewesen. Einen Eid möchte ich aber nicht darauf schwören.

Sehr schön zu sehen war (bedingt durch das bereits abgebaute abzweigende Gleis) jedenfalls, wie die Träger auch unter dem abzweigenden Gleis durchliefen. Das war schon recht aufwändig.

Ich hatte mich damals[tm] mal mit einem Modellbahnkollegen über Möglichkeiten unterhalten, die Weiche auch im Modell umlegen zu können. Wir sind aber auf keine wirklich brauchbaren Ideen gekommen.

Moin,
ich könnte noch mit dem aufgelassenen und inzwischen
verradwegten Güterbahnhof Kiel West dienen.
Vom Ausziehgleis am Nordkopf zweigte ein Anschlußgleis
zu einer Kartoffellagerhalle ab, die Anschlußweiche
kam auf der Brücke über die Ohlshausenstraße zu liegen.
(Oder eher umgekehrt, die Ohlshausenstraße wurde unter den Gleisen durchgebuddelt.)


https://abload.de/image.php?img=nordkopf...tgoogloqktx.png



https://abload.de/image.php?img=20160412_185510fukt9.jpg

Der Stellhebel kommt noch auf dem Widerlager zu liegen und das Gleis
liegt im Schotter, die meisten hier gestellten Probleme ergeben sich also gar nicht erst...

Wenn also die Geschichte stimmt (erst war die Weiche, dann kam die Brücke),
kann man sich so etwas durchaus plausibilisieren

Schönen Abend noch,
Alex

N'Abend
als ich gestern Nachmittag mit einem Kollegen durch den Basler Rheinhafen Kleinhüningen streifte,
begegneten mir einige weitere Beispiele für dieses doch eher seltene Thema:


https://abload.de/image.php?img=20201114_16152245kxx.jpg


https://abload.de/image.php?img=20201114_163759xzjto.jpg

Das erste Bild zeigt eine Handweiche mit typisch Schweizerischem Stellhebel Bauart Bruchsal G und Weichensignal im Zufahrtsgleis zum Westquai.
Das zweite Bild zeigt eine elektrische Weiche mit Lichtweichensignal im elektrifizierten Streckengleis zur Ein/Ausfahrgruppe des Hafenbahnhofs.

Auf diesem Gleisplan aus dem Jahre 1991, der praktisch bis heute unverändert geblieben ist, findet sich die Situation in den Brücken über den Fluß
Wiese, der den Plan mittig senkrecht durchschneidet.

https://www.flickr.com/photos/47445822@N02/45561138105/

Gruß
Alex

Ich glaub nicht, dass man da was (Spezifisches) sieht: Die Weichenspitze ist so nahe am Ende der Brücke, dass weder die Verbreiterung der Last noch des Lichtraums einen Einfluss auf das Tragwerk haben, meine ich.

H.M.

Moin Reiner,
jap, das sind tatsächlich zwei Weichen auf einer Brücke ;)
Die Schiffe die das Hafenbecken II ansteuern sind wohl schlichtweg sehr niedrig,
die Brücken sind schon noch ein Stück höher, als es auf den Bildern scheint.
Schönen Abend noch,
Alex

Danke, Alex, für die informativen Bilder.

Zitat von Gilpin im Beitrag #21

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Hi Alex,
Ansonsten ist mir jetzt in tiefer Nacht nicht ganz klar, wie Schiffe in das Hafenbecken II gelangen sollen...

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