Was ist eine Expansionsrolle?

Brücken können sich aufgrund verschiedener Faktoren ausdehnen oder zusammenziehen, z. B. Verkehrsbelastung, Baumaterial und Temperatur. Wenn zum Beispiel die Temperatur heiß ist, dehnt sich eine Brücke aus und wenn das Wetter kälter wird, zieht sie sich zusammen. Eine Expansionsrolle lässt eine kleine, starr gebaute Brücke sicher in der Länge expandieren und kontrahieren.

Eine Expansionsrolle ist ein Mechanismus, der in das Trägersystem eines Brückenträgers eingebaut ist. Das Fachwerk ist die dreieckige Struktur der Brücke, wobei alle Teile durch Knotenpunkte miteinander verbunden sind. Die Expansionsrolle besteht aus Gelenken mit Stangen, die sich bewegen, wenn sich die Brücke ausdehnt. Expansionsrollen sind in Brücken mit einer Länge von 24,4 Metern (80 Fuß) und mehr enthalten, um die Sicherheit der Brücke jederzeit zu gewährleisten. Während die Ausdehnung und Kontraktion jedes Brückenabschnitts sehr gering sein kann, wenn die Brücken länger werden, kann dies zu einem ziemlich großen Problem werden.

Bei steigenden Temperaturen können sich die zur Herstellung der Brücke verwendeten Materialien ausdehnen oder verlängern. Je höher die Temperatur, desto mehr werden die Materialien zunehmen. Die Expansionsrollen ermöglichen es den Abschnitten, sich zu bewegen, sodass die Brücke aufgrund der zusätzlichen Länge nicht einknickt und sogar bricht. Wenn die Temperaturen kälter werden, ziehen sich die Brückenbaustoffe zusammen oder schrumpfen. In diesem Fall können sich die Brückenteile mit Expansionsrollen so bewegen, dass sie ineinander greifen und keine Lücken in der Brücke entstehen.

Neben dem Wetter können auch andere Faktoren die Ausdehnung und Kontraktion einer Brücke verursachen. Ausdehnung und Kontraktion können durch den Aushärtungsprozess von Beton, die Erdbewegung und schwere Lasten verursacht werden, die über einen langen Zeitraum die Brücke überqueren. Eine Expansionsrolle ist eine Art Lager, das diese ansonsten schädlichen Faktoren, die für die Brücke nicht schädlich sind, wiedergibt.

Brücken müssen regelmäßig inspiziert und kontrolliert werden, genau wie der Rest der Transport- und Autobahninfrastruktur. Eine Expansionswalze kann durch Streusalz, Staub und Alterung korrodieren und unwirksam werden. Korrosion ist der häufigste Schaden, der die Haltbarkeit und Lebensdauer einer Brücke beeinträchtigt. Beispielsweise brach 2007 die Interstate 35 West Bridge in Minneapolis, Minnesota, wegen gefrorener, korrodierter, 40 Jahre alter Expansionswalzen zusammen, die nicht richtig funktionierten. Die mangelnde Expansionsfähigkeit war auf eine beschädigte Expansionsrolle zurückzuführen und führte zu aufgestauten Spannungen in der Brücke und zum Knicken und Zusammenfallen eines integralen horizontalen Trägers.