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SYSTEME DE SUSPENSION POUR PONTS. HALLES DE GRANDE PORTEE- TOITS ET ANALO GUES
Les ponts suspendus subissent, sous l'influence de charges dissy- métriques, des modifications plus ou moins grandes de leur suspension d'où peuvent résulter dans certains cas des vibrations de flexion. Pour diminuer les modifications de la suspension ou bien l'on a rendu très lourde, et ain- si rigide, la construction du tablier, ou bien l'on a assuré par des câbles de tension la forme parabolique du câble porteur. On pouvait aussi obtenir des améliorations économiques et statiques; ces solutions ne représentent cependant pas des solutions parfaites.
Le but de l'invention est d'atteindre non seulement une solution économique, mais aussi une solution parfaitement satisfaisante du point de vue technique.
L'idée directrice de l'invention consiste à introduire des forces de traction dans le tablier, la toiture ou autre élément relié aux câbles por- teurs par des tiges de suspension, des câbles ou autres dispositifs. Les axes des câbles supports peuvent être dans la direction de portée soit une droite, ou une courbe parabolique de concavité apposée à celle du câble porteur, ou une ligne brisée dont les sommets sont sur une parabole. Aux extrémités du tablier, de la toiture, etc..., sont affixés des éléments tendeurs qui sont ancrés à des points fixes situés à l'extérieur de l'ensemble suspendu propre- ment dit, de telle façon que, par un raccourcissement donné de ces tendeurs, des forces de tension soient introduites dans les éléments de la construc- tion.
On peut, par exemple, établir sous les pylônes les points fixes dans lesquels sont ancrés ces tendeurso On peut parrexemple lier les éléments tendeurs et le câble porteur à des pylônes en forme de plaque de telle sorte
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que ceux-ci constituent déjà un certain contrepoids pour les forces de ten- sions dans le câble porteur et dans la construction du tablier ou de la toi- ture, etc...,si les forces de traction saisissent les plaques-pylônes en tournant autour de paliers à rouleaux et ainsi déchargent le dispositif de tension du câble porteur aux points fixes.
On peut de plus exécuter la construction de tablier, de toiture, etc..., avec séparations perpendiculaires aux câbles porteurs et maintenir chaque partie de la construction par des éléments de tension tels que des câbles, etc..., saisissant chacune de ses deux extrémités.
Dans chaque cas les câbles porteurs sont conduits par dessus le sommet des pylônes de manière convenable, c'est-à-dire que des poulies qui y sont établies.
Il est particulièrement avantageux de conduire les moyens de ten- sion qui saisissent les portions séparées de la construction de telle manière que les extrémités des câbles de tension de l'un des côtés sont en même temps câble porteur, passent sur la poulie établie au sommet d'un pylône et sont de là conduits à un ancrage en terre, tandis que les extrémités de câble de tension de l'autre côté de cette partie de construction sont conduits par le milieu du pylône situé en face et de là vont à un autre ancrage en terre.
La même chose est à faire avec l'autre moitié de la construction portée. Les parties séparées de surfaces portées sont réunies par une articulation dans le milieu de l'ouvrage suspendu. Entre les câbles peuvent être établis, en outre des tendeurs, des systèmes élastiques, de préférence des rondelles élastiques.
Il est de plus avantageux de tendre l'un par rapport à l'autre les parties de surfaces portées précontraintes et les câbles porteurs à l'ai- de de câbles disposés en laçage, ces câbles de tension étant de préférence conduits sur des poulies. On peut aussi fournir ces câbles de tension de tendeurs et affixer ces tendeurs soit aux câbles porteurs, soit aux câbles de tension de la construction de tablier ou de toiture. Cette tension en lacet peut aussi trouver avec avantage son utilisation dans des constructions sus- pendues pour lesquelles des forces de tension ne sont pas introduites dans le tablier, dans la toiture, etc...
Il n'est pas nécessaire de prévoir des fondations différentes pour l'établissement du pylône et l'ancrage des câbles de tension pour la précon- trainte de la construction portée et l'ancrage du câble porteur. Il est même convenable, quand c'est possible, par exemple pour la construction de halles, d'établir sur un support de fondation unique la base du pylône et les empla- cements de fixation des câbles porteurs et de tension de l'ouvrage suspen- du. On établira alors, parallèlement l'un à l'autre, plusieurs supports de fondation de ce genre, selon lalargeur de l'ouvrage suspendu, lesquels n'ont pas besoin d'être reliés les uns avec les autres.
On peut maintenir ces supports de fondation solidement au sol par leurs extrémités, de préférence par des ancrages au sol, ou bien bétonner ces supports de fondation quand l'ouvrage suspendu doit rester longtemps en place.
Il est avantageux de conduire les câbles à travers les supports de fondation et ceci de telle façon que chaque câble de tension et chaque câble porteur respectivement forme une ligne fermée. Dans ce cas,il est convenable de fa- briquer les supports de fondation ave c des tuyaux aux endroits où les câbles ont à les traverser, tuyaux par lesquels les câbles sont conduits.
Dans les dessins sont représentés des exemples de réalisation de l'idée de l'invention.
, Les figures suivantes montrent:
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Figure 1 : un pont suspendu en vue latérale pour lequel les ancrages pour la construction portée sont à côté de la fondation du pylône.
Figure 2 :un pont suspendu en vue latérale pour lequel les ancrages pour la construction portée sont établis en dessous de l'emplacement d'appui du py- lône.
Figure 3 : une vue latérale d'une halle, pour laquelle les emplacements d'an- crage pour la construction portée sont établis dans les pylônes.
Figure 4 : :une vue latérale d'une halle, pour laquelle les câbles pour la mise en tension de la construction portée sont conduits à travers les pylônes et dont la construction portée est divisée.
Figure 5 : l'articulation, au milieu de l'ouvrage suspendu selon la figure 4, de la construction portée d'une halle ou d'un pont, précontrainte.
Figure 6 :- un élément élastique pour l'égalisation des tensions résultant' dans les câbles des changements de température.
Figure 7 : une vue d'un pont suspendu à tablier divisé, dans lequel le câble porteur et la construction portée sont stabilisés par un câble de tension passé en lacet.
Figure 8 : une vue latérale d'une construction de halle.. dans laquelle les pylônes sont sur un support de fondation unitaire formé par la réunion de plusieurs éléments, et dans lequel les câbles sont accrochés au support de fondation.
Figure 9 une représentation agrandie de l'une des extrémités du support de fondation en direction I - I de la figure 8, avec utilisation de tuyaux à travers lesquels les câbles sont tirés.
Le tablier à pré contraindre 1 peut inclure des câbles qui le tra- versent en long, dont les extrémités 2 et 3 sont tendues et ancrées par des boulons 6 ou bien 7 aux points fixes 4 et 5. Mais on peut aussi attacher aux deux extrémités de la construction du tablier 1 des câbles 2 et 3. Le ta- blier est en relation avec le câble porteur 9 par des tiges de support- ou des câbles 8; le câble porteur 9 est conduit par dessus des rouleaux 10 des pylônes 11 et 12 et ancré dans les blocs de béton 13 et 14. Les extrémités du câble porteur 9 sont convenablement séparées ou liées à d'autres por- tions de câbles, pour obtenir que les câbles soient saisis de façon parfaite dans le béton. Les logements de fixation 4 et 5 se trouvent en avant des ap- puis 1516 des pylônes 11 et 12.
Si l'on serre des boulons, des tendeurs, ou autres 6, 7, on met en tension la construction de tablier, dans laquelle apparaissent des forces, qui de leur côté font naître des forces dans les tiges de support 8, qui à leur tour mettent en tension le câble porteur 9 de telle sorte que sous l'ac- tion des charges de la circulation il ne se produit pas de modifications de la forme parabolique originelle.
Dans l'exemple de la figure 2, les emplacements d'ancrage 17 ou bien 18 des câbles de tension 2 et 3 sont établis sous les appuis 15 et 16 des pylônes 11 et .12,, de sorte que les charges portées par les pylônes 11 et 12 augmentent le poids des fondations 19,20.
La même idée de précontrainte peut naturellement aussi être uti- lisée dans ce qu'on appelle les faux ponts suspendus dans lesquels le câble porteur est ancré dans les extrémités du tablier. Dans ce cas, le câble por- teur et le tablier doivent être tendus en même temps par les éléments de ten- sion.
Par la tension de la construction de tablier et par la précon- trainte qui en résulte du câble porteur d'un pont suspendu., on limite pres- que complètement l'apparition d'oscillations de flexion horizontales comme
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conséquence de poussées latérales du vent.
Le câble porteur 21 de la construction de halle précontrainte représentée dans la figure 3. ainsi que la toiture 22 y sont reliés avec les pylônes en forme de plaque 23, 24, en fer ou en béton arméde telle manière que la toiture 22 est ancrée dans les plaques pylônes 23, 24 aux em- placements 25,26 respectivement par des tendeurs, des boulons ou analogues, tandis que le câble porteur 21 court le long de la tranche courbe des pla- ques-pylônes 23,24, enveloppe donc celles-ci et vient s'ancrer dans les bu- tées 27, 28.
Les plaques-pylônes 23, 24 s'appuient sur les butées 27, 28 avec des appuis à rouleau 29,30 dont les axes sont perpendiculaires aux pla- ques-pylônes 23,24 de telle manière qu'elles peuvent subir une rotation dans certaines limites selon que le câble porteur 21 et la toiture 22 sont plus tendus ou moins tendus par les tendeurs 31, 32. Le rayon de courbure des pylônes à l'emplacement de sa forme cylindrique 29,30 est plus petit que le rayon de courbure de la surface de la bûtée, de sorte que le contact des élé- ments ne se produit autant que possible que suivant une ligne. Que l'on ten- de la toiture elle-même ou qu'on la garnisse de câbles de précontrainte sup- plémentaires est en soi-même indifférent.
Tandis que dans les figures 1 à 3 l'idée utilisatrice a été dé- criteplutôt dans son principe, les figures décrites ci-dessous donnent d'au- très précisions.
Dans la construction de halle suivant la figure 4, le toiture est formée des ouvrages superficiels portés 33, 34. Ils sont exécutés de sorte que des forces de tension puissent être introduites en eux, par exemple en prévoyant des fils 35, 36 dans l'édifice superficiel formant la toiture. On peut bien entendu aussi établir des poutres précontraintes. Ces fils ou bien ces poutres sont unies solidement et fixement avec les câbles porteurs 37, 38 à leurs extrémités qui se trouvent au milieu de l'ouvrage suspendu, tandis qu'à leurs autres extrémités des câbles 39, 40 sont fixés, pour autant que les portions de câble 39, 35, 37 et 40, 36, 38 respectivement ne représentent pas chacun un câble continu.
Les pylônes 40, 42, constitués par exemple de béton armé, sont à construire assez rigides pour être en état dé faire face aux contraintes qui en résultent. Aux emplacements 43, 44, les câbles 39,40 sont couplés avec les pylônes et les câbles d'ancrage 45,46 qui sont eux- mêmes ancrés dans les blocs de béton 51, 52 à travers des tendeurs 47, 48 et des éléments élastiques 49, 50. Les câbles 37, 38 sont, de la manière con- venable,comme il est montré aux figures 1 à 3, conduits par dessus des rou- leaux 10 aux sommets des pylônes 41, 42 et, avec intercalage de tendeurs 53, 54 et d'éléments élastiques 55, 56, sont solidement fixés. Les pylônes sont appuyés à leurs pieds 57, 58 de la même manière qui résulte de la figure 3, de sorte qu'ils puissent rouler sur les éléments de fondation 59, 60.
On établit utilement auxpylônes 41, 42 des consoles 61, 62 sur lesquels les ouvrages de tablier ou bien de toiture reposent par des rouleaux ou cylindres 63, 64. Aussi bien aux câbles porteurs 37, 38 qu'aux ouvrages supportés 33, 34, des rouleaux 65, 66 sont établis sur lesquels les câbles de tension 67, 68 et 69,70 respectivement sont conduits. Ces câbles de ten- sion sont fixés aux emplacements 71, 72, à proximité immédiate du milieu 73.
Les autres extrémités de ces câbles sont attachées respectivement aux câbles porteurs 37, 38 et aux câbles de tension 39, 40 avec intercalation de ten- deurs 74, 75, 76, 77, quoique bien entendu on puisse aussi les fixer d'une autre façon. Les ouvrages portés 33, 34 qui viennent s'appuyer l'un sur l'au- tre au milieu de l'ouvrage suspendu sont par exemple mis en relation par l'in- termédiaire de demi-coquilles 78, 79, un ou plusieurs rouleaux 80 étant éta- bli entre eux et cette partie étant protégée, au moins sur la surface supé- rieure, par une tôle de couverture ou tout autre moyen 81.
La représentation schématique de la figure 5 montre que les fils de précontrainte 39, 40 établis aux ouvrages portés 33,34 sont sensiblement soumis à traction dans la même direction qu'ils sont ancrés dans le béton des
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ouvrages portés 33, 34. Les emplacements d'attache des câbles porteurs 37, 38 avecles câbles ou fils 39, 40 de précontrainte sont indiqués par les cercles 82, 83. Comme moyen de réunion de ces éléments 39, 40 et 37, 38 res- pectivement, on peut utiliser des éléments qui sont en soi connus. Leur choix dépend de la liaison qui doit être assurée;, soit des câbles ensemble:, ou bien le câble porteur avec des poutres précontraintes.
Comme élément élastique pour l'égalisation de tensions supplé- mentaires résultant de variations de température, qui peuvent éventuelle- ment se produire, on utilise utilement des rondelles élastiques 84, 85. Un des côtés du dispositif de ressort s'appuie sur une tôle 86 qui dans le cas présenté a été soudée à l'élément 87 analogue à un cylindre, tandis qu'à l'autre extrémité du dispositif de ressort un câble 89 saisit la tête 88. L'é- lément de traction 90 comprime les rondelles élastiques 84, 85 quand il est tiré sur lui dans le sens de la flèche., de sorte que des variations de ten- sion peuvent être aisément compensées.
On peut de la même manière construire divisés des éléments de con- struction et de pont suspendu. Les ouvrages portés de tablier 91, 92 sont an- crés d'un côté par des morceaux de câble correspondants 1019 102 avec interca- lation de tendeurs 99, 100 dans les blocs de béton 97, 98 à proximité des pieds 93, 94 des pylônes 95y 96. Les autres extrémités des ouvrages portés 91, 92, qui se trouvent au milieu de l'ouvrage suspendu;, sont solidement et fixement liés avec les câbles porteurs 103 et 104. Ces câbles porteurs passent sur des rouleaux 10 des pylônes 95, 96 et sont ancrés dans les blocs de béton 105, lo6 avec intercalation de tendeurs 107, 1080 Les câbles porteurs sont reliés aus- si avec la construction de tablier par des fils de tension disposés en lacet de la même manière que le montre la figure 4.
La construction de halle représentée dans la figure 8 montre une couverture de halle 109 qui est fixée au câble porteur 111 dans le milieu 110 et qui est tendue par les extrémités de câbles 1129 113. Les tendeurs 114, 115 sont reliés aux emplacements 116, 117 avec le support de fondation formé ici par la réunion de quatre unités 118, 1199 1209 121. Les éléments sont solide- ment réunis aux emplacements 122, 123, 124, de façon à former une structure unitaireo Les pylônes 1279 128 s'appuyant sur les portées 125 126 à leur base, portent chacun à leur sommet comme dans les autres exemples, un rou- leau 10 par dessus lequel est conduit le câble porteur 111. Celui=ci peut également être tendu par les tendeurs 129, 130.
Comme dans les autres exemples:, des rouleaux sont fixés de la même manière à la couverture de la halle 109. Au câble porteur 111 aussi,il y a des rouleaux correspondants sur lesquels courent les deux câbles de ten- sion qui assurent la traction réciproque entre le câble 111 et la construc- tion de toiture 1090
Pour que le support de fondation 118, 119, 120, 121 ne puisse fléchir, les deux extrémités latérales 131, 132 sont ancrées solidement au sol respectivement par les ancrages 133, 1340 Les éléments de fondations sont chacun pourvu de barres diagonales 135, 136, 137, 138 pour pouvoir résister aux contraintes qui se produisent.
Là aussi on peut entre les câbles intro- duire des systèmes élastiques;, comme des rondelles élastiques selon la fi- gure 50
Il est efficace de prolonger les câbles ou bien les bouts de câ- bles 111, 112, 113 et de les conduire à travers le support de fondation, de sorte que chaque câble forme une ligne fermée.Dans ce cas,,il n'est pas né- cessaire d'ancrer spécialement les extrémités 131, 132. Le support de fonda- tion est alors construit de sorte que là où un câble doit passer;, des tuyaux 139 soient établis par lesquels le câble est conduit.
Chaque tuyau 139 est courbé en 140 de sorte que le câble porteur 111 puisse, en concordance avec sa principale direction de traction, y entrer librement et être conduit par le tuyau 139 à l'autre extrémité constituée de façon correspondante qui est
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en 141 au support 121 et est recourbé également comme en 140. A la courbure du câble, on peut disposer des poulies de renvoi 142;, 143 si on le désire, de telles poulies de renvoi ne sont pas pratiquement nécessaires.
Par la tension des câbles, le tuyau correspondant est soumis à compression, le support de fondation est donc soumis à compression par les câbles. Le travail de flexion est relativement faible.
A la place de deux câbles mis l'un à côté de l'autre dans les tuyaux de conduite de la fondation, on peut aussi ne mettre qu'un câble et fixer à ce câble les extrémités de câble du câble porteur et des câbles de tension.
Quand les câbles de tension sont conduits à travers la fonda- tion, comme il est représenté aux figures 8 et 9, on peut se passer de moyens élastiques pour compensation des tensions-dues à la température.
Il est bien entendu nécessaire de prévoir pour un pont ou pour une halle plusieurs câbles porteurs et Sables de tension respectivement. Les uns et les autres sont dans des plans parallèles au plan de la figure, dans lequel courant les câbles porteurs et de tension des exemples d'exécution.
On peut mettre le support de fondation dans une rancne et com bler ensuite celle-ci, ou quand la halle doit être établie à demeure, couler du béton. Il est convenable alors de prendre soin de rendre les tuyaux acces- sibles, de sorte qu'on soit en mesure de graisser les câbles, ou bien après un certain temps de les remplacer par d'autres, si ceci devait devenir néces- saire.
Par cette constitution de la fondation, on est en état d'édifier de tels ouvrages suspendus dans le temps le plus réduit, et s'il y a lieu de les redémonter de même.
Bien entendu, on peut aussi constituer les pylônes d'une autre ma- nière, ou bien les articulier autrement.
Il y a lieu de prévoir plusieurs supports de fondation parallèles l'un à l'autre, selon la dimension de la halle; sur chacun d'entre eux deux pylônes sont établis et ils sont équipés des câbles correspondants pour la liaison avec la couverture de la halle.
L'idée de l'invention ne se limite pas aux exemples représentés dans les dessins. D'autres moyens peuvent aussi être employés pour obtenir le même effet dans le cadre de l'invention. Bien entendu, on peut aussi combi- ner les moyens indiqués dans un exemple avec ceux d'un autre exemple.
EMI6.1
R E g E N D I C A T I 0 N S .
1. - Ouvrage suspendu pour ponts, halles de grande portée, toits et autres, caractérisé en ce que des forces de traction sont introduites dans les structures de tablier, de toit et autres qui sont reliées aux câ- bles porteurs.
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SUSPENSION SYSTEM FOR BRIDGES. LARGE DOOR HALLS - ROOFS AND ANALOGUES
Suspension bridges are subject to varying degrees of suspension under the influence of dissymmetric loads, which in some cases may result in bending vibrations. In order to reduce modifications to the suspension, either the construction of the deck has been made very heavy, and thus rigid, or the parabolic shape of the carrier cable has been secured by tension cables. Economic and static improvements could also be obtained; however, these solutions do not represent perfect solutions.
The aim of the invention is to achieve not only an economical solution, but also a perfectly satisfactory solution from a technical point of view.
The guiding idea of the invention consists in introducing tensile forces into the deck, the roof or other element connected to the carrying cables by suspension rods, cables or other devices. The axes of the support cables can be in the direction of span either a straight line, or a parabolic curve of concavity affixed to that of the carrying cable, or a broken line whose vertices are on a parabola. At the ends of the deck, of the roof, etc ..., tensioning elements are affixed which are anchored to fixed points located outside the suspended assembly proper, in such a way that, by a given shortening from these tensioners, tensile forces are introduced into the components of the construction.
One can, for example, establish under the pylons the fixed points in which these tensioners are anchored o One can for example tie the tensioning elements and the supporting cable to pylons in the form of a plate in such a way
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that these already constitute a certain counterweight for the tensile forces in the supporting cable and in the construction of the deck or the roof, etc ..., if the tensile forces seize the pylon plates while turning around roller bearings and thus unload the tensioning device of the supporting cable at the fixed points.
It is also possible to carry out the construction of aprons, roofs, etc ..., with separations perpendicular to the supporting cables and hold each part of the construction by tension elements such as cables, etc ..., gripping each of its two ends.
In each case the supporting cables are routed over the top of the pylons in a suitable manner, that is to say pulleys which are established there.
It is particularly advantageous to conduct the tensioning means which grip the separate portions of the construction in such a way that the ends of the tension cables on one side are at the same time carrying cable, pass over the pulley established at the top. of a pylon and are led from there to an earth anchor, while the tension cable ends on the other side of this construction part are led through the middle of the pylon located in front and from there go to another anchoring in earth.
The same is to be done with the other half of the carried construction. The separated parts of the supported surfaces are joined by a hinge in the middle of the suspended structure. Between the cables can be established, in addition to tensioners, elastic systems, preferably elastic washers.
It is more advantageous to tension the parts of pre-stressed bearing surfaces and the supporting cables with respect to each other with the aid of cables arranged in lacing, these tension cables preferably being carried on pulleys. These tensioner tension cables can also be supplied and these tensioners can be affixed either to the supporting cables or to the tension cables of the deck or roof construction. This yaw tension can also be advantageously used in suspended constructions for which tension forces are not introduced into the deck, into the roof, etc.
It is not necessary to provide different foundations for the pylon establishment and the anchoring of the tension cables for the prestressing of the supported construction and the anchoring of the supporting cable. It is even suitable, when possible, for example for the construction of halls, to establish on a single foundation support the base of the pylon and the locations for fixing the supporting cables and for tensioning the suspended structure. - of. We will then establish, parallel to each other, several foundation supports of this kind, depending on the width of the suspended structure, which do not need to be connected with each other.
These foundation supports can be kept solidly on the ground by their ends, preferably by anchors to the ground, or else these foundation supports can be concreted when the suspended structure must remain in place for a long time.
It is advantageous to lead the cables through the foundation supports and this in such a way that each tension cable and each carrying cable respectively form a closed line. In this case, it is advisable to make the foundation supports with pipes in the places where the cables have to pass through them, pipes by which the cables are led.
In the drawings are shown embodiments of the idea of the invention.
, The following figures show:
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Figure 1: A suspension bridge in side view for which the anchors for the supported construction are next to the pylon foundation.
Figure 2: a suspension bridge in side view for which the anchors for the supported construction are established below the supporting location of the tower.
Figure 3: a side view of a hall, for which the anchor locations for the supported construction are established in the pylons.
Figure 4:: a side view of a hall, for which the cables for the tensioning of the supported construction are led through the pylons and whose supported construction is divided.
Figure 5: the articulation, in the middle of the suspended structure according to Figure 4, of the construction carried by a hall or a bridge, prestressed.
Figure 6: - an elastic element for the equalization of the tensions resulting 'in the cables of the temperature changes.
Figure 7: A view of a split-deck suspension bridge, in which the supporting cable and the supported construction are stabilized by a tension cable passed in a yaw.
Figure 8: a side view of a hall construction .. in which the pylons are on a unitary foundation support formed by the joining of several elements, and in which the cables are hooked to the foundation support.
Figure 9 an enlarged representation of one of the ends of the foundation support in direction I - I of Figure 8, with the use of pipes through which the cables are pulled.
The apron to be pre-stressed 1 can include cables which cross it lengthwise, the ends 2 and 3 of which are tensioned and anchored by bolts 6 or 7 to the fixed points 4 and 5. But it is also possible to attach at both ends of the construction of the apron 1 of the cables 2 and 3. The apron is connected with the carrying cable 9 by support rods or cables 8; the carrier cable 9 is led over the rollers 10 of the pylons 11 and 12 and anchored in the concrete blocks 13 and 14. The ends of the carrier cable 9 are suitably separated or linked to other portions of cables, to obtain that the cables are perfectly gripped in the concrete. The fixing housings 4 and 5 are located in front of the supports 1516 of the pylons 11 and 12.
If bolts, turnbuckles, or the like 6, 7 are tightened, the deck construction is put in tension, in which forces appear, which in turn create forces in the support rods 8, which at their turn tension the carrier cable 9 so that under the action of traffic loads no changes to the original parabolic shape occur.
In the example of Figure 2, the anchoring locations 17 or 18 of the tension cables 2 and 3 are established under the supports 15 and 16 of the pylons 11 and .12 ,, so that the loads carried by the pylons 11 and 12 increase the weight of the foundations 19,20.
The same idea of prestressing can of course also be used in so-called false suspension bridges in which the load-bearing cable is anchored in the ends of the deck. In this case, the supporting cable and the apron must be tensioned at the same time by the tension elements.
By the tension of the deck construction and by the resulting prestressing of the supporting cable of a suspension bridge, the occurrence of horizontal bending oscillations such as
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consequence of lateral wind thrusts.
The supporting cable 21 of the prestressed hall construction shown in figure 3 as well as the roof 22 are connected to it with the plate-shaped pylons 23, 24, made of iron or reinforced concrete in such a way that the roof 22 is anchored in the pylon plates 23, 24 at the locations 25,26 respectively by tensioners, bolts or the like, while the carrier cable 21 runs along the curved edge of the pylon plates 23,24, therefore enveloping them ci and is anchored in stops 27, 28.
The pylon plates 23, 24 are supported on the stops 27, 28 with roller bearings 29,30 whose axes are perpendicular to the pylon plates 23,24 in such a way that they can be rotated in some cases. limits depending on whether the carrier cable 21 and the roof 22 are more stretched or less stretched by the tensioners 31, 32. The radius of curvature of the pylons at the location of its cylindrical shape 29,30 is smaller than the radius of curvature of the surface of the stop, so that the contact of the elements occurs as far as possible only along a line. Whether the roof itself is tightened or lined with additional prestressing cables is in itself immaterial.
While in Figures 1 to 3 the user idea has been described rather in principle, the figures described below give further details.
In the hall construction according to figure 4, the roof is formed of the supported surface structures 33, 34. They are executed so that tensile forces can be introduced into them, for example by providing wires 35, 36 in the superficial building forming the roof. It is of course also possible to establish prestressed beams. These wires or these beams are solidly and fixedly united with the supporting cables 37, 38 at their ends which are in the middle of the suspended structure, while at their other ends cables 39, 40 are fixed, provided that the cable portions 39, 35, 37 and 40, 36, 38 respectively do not each represent a continuous cable.
The pylons 40, 42, made for example of reinforced concrete, are to be constructed rigid enough to be able to cope with the resulting stresses. At locations 43, 44, the cables 39,40 are coupled with the pylons and the anchor cables 45,46 which are themselves anchored in the concrete blocks 51, 52 through turnbuckles 47, 48 and elastic elements 49, 50. The cables 37, 38 are suitably, as shown in Figures 1 to 3, led over the rollers 10 to the tops of the pylons 41, 42 and, with the interposing of turnbuckles 53 , 54 and elastic elements 55, 56, are firmly fixed. The pylons are supported at their feet 57, 58 in the same way which results from figure 3, so that they can roll on the foundation elements 59, 60.
Consoles 61, 62 are usefully established on the pylons 41, 42 on which the deck or roof works rest by rollers or cylinders 63, 64. Both the carrying cables 37, 38 and the supported works 33, 34, rollers 65, 66 are established on which the tension cables 67, 68 and 69,70 respectively are led. These tension cables are fixed at locations 71, 72, in the immediate vicinity of the medium 73.
The other ends of these cables are attached respectively to the carrying cables 37, 38 and to the tension cables 39, 40 with interposed tensioners 74, 75, 76, 77, although of course they can also be fixed in another way. . The supported structures 33, 34 which come to rest one on the other in the middle of the suspended structure are for example put in relation by means of half-shells 78, 79, one or more rollers 80 being established between them and this part being protected, at least on the upper surface, by a cover sheet or any other means 81.
The schematic representation of Figure 5 shows that the prestressing wires 39, 40 established on the supported structures 33, 34 are substantially subjected to traction in the same direction as they are anchored in the concrete of the
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supported structures 33, 34. The locations of attachment of the supporting cables 37, 38 with the cables or wires 39, 40 of prestressing are indicated by the circles 82, 83. As a means of joining these elements 39, 40 and 37, 38 res - pectively, it is possible to use elements which are known per se. Their choice depends on the connection which must be ensured ;, either cables together :, or the supporting cable with prestressed beams.
As an elastic element for the equalization of additional stresses resulting from temperature variations, which may possibly occur, elastic washers 84, 85 are usefully used. One side of the spring device rests on a sheet 86. which in the case presented has been welded to the cylinder-like element 87, while at the other end of the spring device a cable 89 grips the head 88. The traction element 90 compresses the spring washers. 84, 85 when pulled on it in the direction of the arrow, so that variations in voltage can be easily compensated for.
In the same way, construction and suspension bridge elements can be constructed. The supported deck structures 91, 92 are anchored on one side by corresponding pieces of cable 1019 102 with the interposition of tensioners 99, 100 in the concrete blocks 97, 98 near the feet 93, 94 of the pylons 95y 96. The other ends of the supported structures 91, 92, which are located in the middle of the suspended structure ;, are solidly and fixedly linked with the supporting cables 103 and 104. These supporting cables pass over rollers 10 of the pylons 95, 96 and are anchored in concrete blocks 105, lo6 with interposed tensioners 107, 1080 The supporting cables are also connected with the deck construction by tension wires arranged in lace in the same way as shown in figure 4 .
The hall construction shown in figure 8 shows a hall cover 109 which is attached to the carrier cable 111 in the middle 110 and which is tensioned by the ends of cables 1129 113. The turnbuckles 114, 115 are connected to the locations 116, 117 with the foundation support formed here by the union of four units 118, 1199 1209 121. The elements are firmly united at locations 122, 123, 124, so as to form a unitary structure o The pylons 1279 128 resting on the carried 125 126 at their base, each carry at their top as in the other examples, a roller 10 over which the carrying cable 111 is led. This can also be stretched by the tensioners 129, 130.
As in the other examples :, rollers are fixed in the same way to the roof of hall 109. To the carrying cable 111 also there are corresponding rollers on which run the two tension cables which ensure reciprocal traction. between cable 111 and roof construction 1090
So that the foundation support 118, 119, 120, 121 cannot bend, the two lateral ends 131, 132 are anchored firmly to the ground respectively by the anchors 133, 1340 The foundation elements are each provided with diagonal bars 135, 136, 137, 138 in order to be able to withstand the stresses that occur.
Here too elastic systems can be introduced between the cables ;, such as spring washers according to figure 50
It is effective to extend the cables or the ends of cables 111, 112, 113 and lead them through the foundation support, so that each cable forms a closed line. In this case, it is not The ends 131, 132 do not need to be specially anchored. The foundation support is then constructed so that where a cable is to pass, pipes 139 are laid through which the cable is led.
Each pipe 139 is bent at 140 so that the carrier cable 111 can, in accordance with its main direction of pull, enter it freely and be led by the pipe 139 to the other correspondingly constituted end which is
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at 141 to the support 121 and is also curved as at 140. At the curvature of the cable, one can have the idler pulleys 142 ;, 143 if desired, such idler pulleys are not practically necessary.
By the tension of the cables, the corresponding pipe is subjected to compression, the foundation support is thus subjected to compression by the cables. The bending work is relatively low.
Instead of two cables placed next to each other in the foundation conduction pipes, it is also possible to put only one cable and fix to this cable the cable ends of the carrying cable and the supporting cables. voltage.
When the tension cables are led through the foundation, as shown in Figures 8 and 9, resilient means for temperature stress compensation can be dispensed with.
It is of course necessary to provide for a bridge or for a hall several supporting cables and tension sands respectively. Both are in planes parallel to the plane of the figure, in which the carrying cables and tension of the examples of execution run.
We can put the foundation support in a rancid and then fill it, or when the hall must be established permanently, pour concrete. It is then advisable to take care to make the pipes accessible, so that one is able to lubricate the cables, or after a certain time to replace them by others, if this should become necessary.
By this constitution of the foundation, we are able to build such suspended structures in the shortest time, and if necessary to reassemble them in the same way.
Of course, the pylons can also be constructed in another way, or else articulated in another way.
It is necessary to provide several foundation supports parallel to one another, depending on the size of the hall; on each of them two pylons are established and they are equipped with the corresponding cables for the connection with the cover of the hall.
The idea of the invention is not limited to the examples shown in the drawings. Other means can also be used to obtain the same effect within the scope of the invention. Of course, it is also possible to combine the means indicated in one example with those of another example.
EMI6.1
R E g E N D I C A T I 0 N S.
1. - Suspended work for bridges, large-span halls, roofs and others, characterized in that tensile forces are introduced into the deck, roof and other structures which are connected to the supporting cables.