BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen fest oder schwimmend unterstützten Brückenträger nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Entfernt ähnliche oder in gewissen Aspekten vergleichbare Konstruktionen sind in DE-PS 2 056 100 und DE-PS 1 534435 beschrieben oder aber unter den Namen Medium Girder Bridge, Bailey Bridge, Bridging '80 allgemein bekannt.
Ausschliesslich schwimmend unterstützte Brücken sind unter den Bezeichnungen Heavy Floating Bridge und Ribbon Bridge bekannt. Keine dieser Brücken kombiniert die universelle Verwendbarkeit (fest und schwimmend unterstützt, kleine bis grosse Spannweiten), schnelle und einfache Bauarbeiten und bequeme Verlastbarkeit in ähnlichem Masse, wie dies dank dem Erfindungsgegenstand möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sowohl fest wie auch schwimmend unterstützbare, an viele Geländeformen anpassbare, für grosse Spannweiten geeignete, schnell montierbare, aus möglichst wenigen verschiedenen Teilen aufgebaute, gut verlastbare, bequem und sicher befahrbare und wenige normale Transportfahrzeuge benötigende Brücke zu entwerfen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Brückenträger, welcher die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Ein Beispiel für einen erfindungsgemäss konzipierten Brückenträger ist in den folgenden Figuren dargestellt. Es zeigen
Figur 1: Querschnitt A-A des Brückenträgers in Betriebsstellung und gefaltet.
Figur 2: Längsschitt B-B und Innenansicht eines Einheitselementes.
Figur 3: Querschnitt des Brückenträgers zusammen mit Montageträger.
Figur 4: Übersicht einer schwimmend unterstützten Brücke.
Figur 5 bis 7: Typische Montagephasen für fest unterstützte Brücken.
Figur 5: Montageträger beim Erreichen des Gegenufers.
Figur 6: Einschub des Brückenträgers über den Montageträger.
Figur 7: Übersicht einer fest unterstützten Brücke.
Figur 8: Verlad auf Transportfahrzeug.
Im folgenden werden die Figuren erläutert und ein Konstruktionsbeispiel beschrieben:
Aus Figur 1 ersichtlich ist der für alle Arten von Fahrzeugen günstig befahrbare Trogquerschnitt mit einer niedrigen Fahrbahn 3, die zugleich als Querträger und Windverband dient und auf der Oberfläche eine Gleitschutzverrippung trägt. Die äusseren Teile der Fahrbahnplatte sind den Hauptträgern zuzurechnen, deren Untergurt 4 in Hohlräume der Fahrbahnplatte eingelassen ist. Der Untergurt besteht aus Paketen 4 nur auf Zug beanspruchter Glieder, die beidseitig die für eine Bolzenkupplung 8 nötigen Bohrungen tragen und innerhalb eines Einheitselementes vorgespannt sind. Sie stützen sich dabei ab auf die Fahrbahnplatte 3 z.B. mittels zwei den Verbund mit der Fahrbahnplatte vermittelnden Bolzen 23.
Diese Bauweise stellt einerseits den starren Verbund sicher für die Schubübertragung und andererseits werden die Deformationen der Brücke unter Last günstig beeinflusst, da der nun wirkende Verbundquerschnitt, bestehend aus den Untergurtpaketen und wesentlichen Teilen der Fahrbahnplatte, bedeutend steifer ist. Ausserdem ergibt sich eine für Ermüdung und Korrosion günstige Spannungsverteilung.
Beidseits auf die Fahrbahnplatte aufgesetzt sind die je zwei schräg zueinander verlaufenden, hier als Fachwerk ausgebildeten, schubübertragenden Wände 5 und 6 der Hauptträger.
Je zwei Wände umschliessen dabei einen torsionsübertragenden Kasten 12. Die äussere Wand 5 trägt den Obergurt 7 und ist durch die innere Wand 6 in der oberen Partie seitlich abgestützt und verbunden. Die leicht lösbare Verbindung erfolgt durch mehrere schubübertragende Bolzen. Die Wände weisen in der unteren Partie je ein aufeinander abgestimmtes Gelenk 34 und 35 auf, das es erlaubt, die Wände auf die Fahrbahn hinunterzulegen. Dabei ist die Gelenklage so gewählt, dass das durch das Zusammenfalten entstandene Paket unmittelbar neben dem Gelenk 34 die grösste Höhe aufweist, das heisst, die abgelegte Obergurte 7 eben noch überragt.
Dadurch wird eine für den Transport wichtige, gute Stapelbarkeit der Einheitselemente übereinander erreicht: Figur 8.
Sinnvollerweise reichen die Obergurte 7 im gefalteten Zustand wie in Figuren 1 und 8 gerade bis zur Fahrbahnmitte.
Der durch die Wände umschlossene Kasten 12 verbessert einerseits die Deformationen bei exzentrisch fahrender Last, andererseits die Stabilität der Obergurtes 7. Der Obergurt selber wird hauptsächlich durch Druckkräfte belastet und deshalb den Stabilitätsanforderungen entsprechend ausgebildet mit Kräfteübertragung von Einheitselement zu Einheitselement durch direkten Kontakt. In verschiedenen Montagezuständen oder auch bei Verwendung als schwimmende Fähre, ist auch im Obergurt eine geringe Zugkraftübertragung nötig, wofür in den Gurtenden entsprechende, nur bei Zug wirkende, Bolzenkupplungen eingelassen werden, die zugleich die genaue Zentrierung des Obergurtes übernehmen. Die Leitplanken 11 sind ebenfalls im Einheitselement eingebaut, als Verschleissteil jedoch nicht in weitere Funktionen miteinbezogen. Beim Falten bleiben sie mit der inneren Wand verbunden.
Für die schnelle Montage unerlässliche Führungen sind teils in die Obergurtkupplungen 8 und 9 miteingebaut, teils integriert in die schubübertragenden Blöcke 10 am Fahrbahnplattenrand. Die Einheitselementlänge kann den Transport- und Handhabungserfordernissen angepasst werden, soll jedoch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, der Bauzeit und der Wirksamkeit der Vorspannung am Untergurt möglichst gross sein. Normalerweise wird sie der Breite des für den Transport vorgesehenen Fahrzeuges entsprechen. Einschränkungen bilden die zulässige Ladungsbreite und allenfalls die Kapazität der Hebemittel.
Die Montage der schwimmend unterstützten Brücke erfolgt durch Aneinanderbau von Einheitselementen auf kleinen Montagerollen. Sobald eine genügende Länge gebaut ist, kann das wasserseitige Ende des Brückenträgers 2 auf einen separat ins Wasser gebrachten Schwimmkörper 13 provisorisch aufgelegt werden. Dann geht der Anbau von Einheitselementen kontinuierlich weiter, während weitere Schwimmkörper untergeschoben und in dem der zu tragenden Last und der Grösse der Schwimmkörper entsprechenden Abstand befestigt werden. Mit der kontinuierlichen Verlängerung des Brückenträgers werden auch die Schwimmkörper von Einbauufer 15 weggeschoben. Vor Erreichen des Gegenufers 17 wird der provisorisch verwendete erste Schwimmkörper entfernt und das Ende des Brückenträgers auskragend auf das Gegenufer aufgeschoben.
Zur Erleichterung dieses Vorganges und zur Anpassung an höhere Ufer wird ein gelenkiges Element eingebaut, das mit einer vorzugsweise hydraulischen Verstellvorrichtung ausgerüstet ist und das Brückenende in beliebigem Winkel gegen den Mittelteil des Brückenträgers festhalten kann. In besonderen Fällen, z.B. wechselndem Wasserstand, kann es erwünscht sein, im Betrieb ein frei bewegliches Gelenk zu haben, in dessen Nähe dann allerdings ein bedeutender Auftrieb in Form von zusätzlichen Schwimmkörpern erforderlich ist. Die Auffahrt beziehungsweise die Abfahrt an den Enden des Brückenträgers wird durch eine kurze Rampe 33 erleichtert.
Die Montage der fest unterstützten Brücke erfordert, insbesondere bei grossen Spannweiten einen einen Montageträger (Fig. 3) vergleichbarer Dimensionen wie der Brückenträger. Ein Beispiel dem Patentanspruch entsprechend ist in Figur 3 dargestellt. Der Montageträger 21 besteht aus den Trägerwänden 24, Querträger 25 und dem Windverband 26 sowie den Endstücken 30 mit Auflagern.
Für den Einbau des Montageträgers im Vorschub wird ferner benötigt die leichte Spitze 18 durch Gelenk 29 mit dem Montageträger verbunden, die Einspannung 14 mit Ballast 19 und dem vorderen Auflager 31 in Form eines Vorschubbalkens 20 auf Lagerplatten. Durch die Einspannung mit dem Ballast und dem vorderen Auflager ist es möglich, den Montageträger auskragend über das Hindernis 16 vorzuschieben, bis die Spitze auf dem Gegenufer 17 aufliegt. Die Einspannung kann dann entlastet werden und der Montageträger in die endgültige Stellung gebracht und dort abgesenkt werden.
Mittels Hilfsrollen 32 und wiederum Vorschubbalken 20 kann der nun kontinuierlich angebaute Brückenträger gemäss Figur 6 über das Hindernis vorgeschoben werden. Sobald der Brückenträger auf die volle Länge L gebaut ist, kann er auf den Montageträger abgesenkt werden. Erfindungsgemäss ist der Montageträger und der Brückenträger so ausgebildet, das sie sich in abgesenkter Stellung (Fig. 3) gegenseitig so berühren, dass jede vertikale und horizontale Bewegung des direkt belasteten.Brückenträgers auf den Montageträger übertragen wird, dieser somit mitwirkt und den Brückenträger entlastet.
Nach Hinzufügen von beidseitigen Rampen 33 kann die Brücke ohne weitere Veränderung am Montageträger befahren werden.
DESCRIPTION
The invention relates to a fixed or floating supported bridge girder according to the preamble of claim 1.
Constructions that are remotely similar or comparable in certain aspects are described in DE-PS 2 056 100 and DE-PS 1 534435 or are generally known under the names Medium Girder Bridge, Bailey Bridge, Bridging '80.
Only floating supported bridges are known under the names Heavy Floating Bridge and Ribbon Bridge. None of these bridges combines the universal usability (fixed and floating supports, small to large spans), quick and easy construction work and comfortable loadability to a similar extent as is possible thanks to the subject of the invention.
The invention is based on the object of designing a bridge which is both fixed and floatable, adaptable to many types of terrain, suitable for large spans, quick to assemble, made up of as few different parts as possible, easy to load, easy and safe to drive and requires few normal transport vehicles .
This object is achieved by a bridge girder, which has the characterizing features of claim 1.
An example of a bridge girder designed according to the invention is shown in the following figures. Show it
Figure 1: Cross section A-A of the bridge girder in the operating position and folded.
Figure 2: longitudinal section B-B and inside view of a unit element.
Figure 3: Cross section of the bridge girder together with the assembly girder.
Figure 4: Overview of a floating bridge.
Figure 5 to 7: Typical assembly phases for firmly supported bridges.
Figure 5: Mounting bracket when reaching the opposite bank.
Figure 6: Insertion of the bridge girder over the assembly girder.
Figure 7: Overview of a firmly supported bridge.
Figure 8: Loading onto transport vehicle.
The figures are explained below and a construction example is described:
FIG. 1 shows the trough cross-section, which can be driven on inexpensively for all types of vehicles, with a low carriageway 3, which at the same time serves as a cross member and wind bandage and carries anti-skid ribbing on the surface. The outer parts of the carriageway slab are to be attributed to the main girders, the lower flange 4 of which is embedded in cavities in the carriageway slab. The lower flange consists of packs 4 of elements that are only subjected to tension, which on both sides carry the bores required for a bolt coupling 8 and are prestressed within a unit element. They are supported on the carriageway slab 3 e.g. by means of two bolts 23 which mediate the bond with the roadway plate.
On the one hand, this design ensures the rigid bond for the transmission of thrust and, on the other hand, the deformations of the bridge are favorably influenced under load, since the bonded cross-section, which now consists of the lower flange packs and essential parts of the deck, is significantly stiffer. In addition, there is a stress distribution that is favorable for fatigue and corrosion.
Placed on both sides of the carriageway slab are the two thrust-transmitting walls 5 and 6 of the main girders, which run diagonally to one another and are designed here as trusses.
Two walls each enclose a torsion-transmitting box 12. The outer wall 5 carries the upper flange 7 and is laterally supported and connected by the inner wall 6 in the upper part. The easily detachable connection is made by several shear-transmitting bolts. The walls in the lower part each have a coordinated joint 34 and 35, which allows the walls to be placed on the road. The articulation position is selected such that the package created by the folding has the greatest height directly next to the articulation 34, that is to say that it just extends beyond the stored top chords 7.
As a result, good stackability of the unit elements on top of one another, which is important for transport, is achieved: FIG. 8.
It is sensible for the top belts 7 to extend straight to the middle of the carriageway in the folded state, as in FIGS. 1 and 8.
The box 12 enclosed by the walls on the one hand improves the deformations when the load is moving eccentrically, and on the other hand improves the stability of the upper belt 7. The upper belt itself is mainly loaded by compressive forces and is therefore designed in accordance with the stability requirements with force transmission from unit element to unit element by direct contact. In various assembly states or also when used as a floating ferry, a low transmission of tractive force is also necessary in the top chord, for which purpose corresponding pin couplings that only act when the train is inserted, which at the same time take care of the exact centering of the top chord. The crash barriers 11 are also built into the unit element, but are not included as a wearing part in other functions. When folded, they stay connected to the inner wall.
Guides that are essential for quick assembly are partly built into the upper chord couplings 8 and 9, partly integrated into the thrust-transmitting blocks 10 on the edge of the carriageway slab. The unit element length can be adapted to the transport and handling requirements, but should be as large as possible for reasons of economy, construction time and the effectiveness of the pretension on the lower flange. Usually it will correspond to the width of the vehicle to be transported. The permissible load width and, if necessary, the capacity of the lifting equipment constitute restrictions.
The floating supported bridge is assembled by assembling unit elements on small assembly rollers. As soon as a sufficient length has been built, the water-side end of the bridge girder 2 can be provisionally placed on a floating body 13 which has been brought separately into the water. Then the assembly of unit elements continues, while further floating bodies are pushed in and fastened at the distance corresponding to the load to be carried and the size of the floating bodies. With the continuous extension of the bridge girder, the floating bodies are also pushed away from the installation bank 15. Before the opposite bank 17 is reached, the provisionally used first floating body is removed and the end of the bridge girder is pushed onto the opposite bank in a cantilever manner.
To facilitate this process and to adapt to higher banks, an articulated element is installed, which is equipped with a preferably hydraulic adjustment device and can hold the end of the bridge at any angle against the central part of the bridge girder. In special cases, e.g. changing water level, it may be desirable to have a freely movable joint in operation, but in the vicinity of which a significant buoyancy in the form of additional floating bodies is required. The ascent or descent at the ends of the bridge girder is facilitated by a short ramp 33.
The installation of the firmly supported bridge requires, especially in the case of large spans, a mounting bracket (FIG. 3) of comparable dimensions to the bridge bracket. An example corresponding to the claim is shown in Figure 3. The mounting bracket 21 consists of the support walls 24, cross member 25 and the wind bracing 26 and the end pieces 30 with supports.
For the installation of the mounting bracket in the feed, the light tip 18 is also connected to the mounting bracket by hinge 29, the clamping 14 with ballast 19 and the front support 31 in the form of a feed beam 20 on bearing plates. By clamping with the ballast and the front support, it is possible to advance the mounting bracket over the obstacle 16 until the tip rests on the opposite bank 17. The clamping can then be relieved and the mounting bracket brought into the final position and lowered there.
By means of auxiliary rollers 32 and again feed bars 20, the bridge girder, which is now continuously attached, can be advanced over the obstacle according to FIG. As soon as the bridge girder is built to the full length L, it can be lowered onto the assembly girder. According to the invention, the mounting bracket and the bridge bracket are designed in such a way that they touch each other in the lowered position (FIG. 3) such that every vertical and horizontal movement of the directly loaded bridge bracket is transmitted to the mounting bracket, which thus contributes and relieves the bridge bracket.
After adding ramps 33 on both sides, the bridge can be driven on without further changes to the mounting bracket.