DE1016734B

DE1016734B - Surface support structure, in particular a slab for steel bridges

Info

Publication number: DE1016734B
Application number: DEM12450A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Eberhard
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1952-01-02
Filing date: 1952-01-02
Publication date: 1957-10-03

Description

Flächentragwerk, insbesondere Fahrbahnplatte für stählerne Brücken Es sind unter der Bezeichnung Stahlzellendecken Flächentragwerke bekannt, die aus einem Flachblech und an diesem festgelegten, kreuzweise verlaufenden Scharen von Verstärkungsrippen bestehen. Die Verstärkungsrippen wirken bei solchen Tragwerken als Trägerstege, während das Flachblech für beide Rippenscharen als Flansch wirkt. Stahlzellendecken dieser Art zeichnen sich durch hohe Tragfähigkeit bei verhältnismäßig sehr niedrigem Eigengewicht aus, und sie werden daher als Brückenfahrbahn verwendet, und zwar insbesondere dort, wo auf niedriges Eigengewicht Wert gelegt wird.Two-dimensional structure, especially a deck slab for steel bridges There are known under the designation steel cell ceilings, which consist of a flat sheet and on this fixed, cross-running groups of There are reinforcing ribs. The reinforcement ribs work in such structures as support webs, while the flat sheet acts as a flange for both rib panels. Steel cell ceilings of this type are characterized by their high load-bearing capacity and proportionately very low dead weight, and they are therefore used as bridge decks, especially where low weight is important.

Es ist ferner ein Flächentragwerk für stählerne Drücken bekanntgeworden, bei dem die obere Wand der Röhren durch ein gemeinsames Deckblech und die übrigen Wände der Röhre durch gekailtete Blechstreifen gebildet sind, die mit dem Deckblech fest verbunden sind. Bei diesem Flächentragwerk haben aber die Röhren trapezförmigen Querschnitt. Die Querkräfte in der Fahrbahnplatte sollen nun nicht nur in Längsrichtung der Röhren, sondern auch rechtwinklig hierzu weitergeleitet werden. Bei Trapezröhren wirken solche Ouerkräfte auf die obere horizontaleWand der Trapezröhre verbiegend, bevor sie die nächste steife Schrägwand erreichen. Auch auf der unteren Wand der Trapezröhre treten Biegungsverformungen auf, bevor die Onerkräfte wieder von der dann folgenden steifen Schrägwand aufgenommen werden können. Durch diese dazwischen geschalteten, blegungsweichen Strecken ist die Querkraftübertragung zwischen den Trapezröhren ganz erheblich verschlechtert.It has also become known a planar structure for steel pressures, in which the upper wall of the tubes through a common cover plate and the rest Walls of the tube are formed by kailtete sheet metal strips that are connected to the cover plate are firmly connected. In this two-dimensional structure, however, the tubes are trapezoidal Cross-section. The transverse forces in the deck should not only be in the longitudinal direction of the tubes, but also at right angles to this. With trapezoidal tubes such external forces act by bending the upper horizontal wall of the trapezoidal tube, before they reach the next stiff sloping wall. Also on the lower wall of the Trapezoidal tube bending deformation occurs before the internal forces return from the then the following stiff sloping wall can be added. Through this in between switched, flexible stretching is the transmission of transverse forces between the Trapezoidal tubes deteriorated quite considerably.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Tragwerkes, welches die Vorteile der Stahlzellendecke aufweist und darüber hinaus noch weitere Vorteile bietet. Die Lösung dieser Aufgabe ist gegeben durch ein Flächentragwerk, insbesondere eine Fahrbahnplatte für stählerne Brücken, das aus einem durch Röhren und senkrecht zu diesen verlaufende Verbindungsträger versteiften Flachblech besteht, und bei dem gemäß der Erfindung die Verbindungsträger an den Stirnseiten der Röhren angeordnet und bei dem die Röhren im Ouerschnitt dreieckförmig ausgebildet sind, dicht nebeneinanderliegen und paarweise eine gemeinsame Berührungslinie oder Berührungskante besitzen, an der sie verforinungsschlüssig miteinander verbunden sind, so daß die auftretenden Ouerkräfte auch senkrecht zur Richtung der Röhren eitsprechend ihrer Verdrehungssteifigkeit voll übertragen werden, Die einzelnen so gebildeten Tafeln werden im Bauwerk vorzugsweise kontinuierlich miteinander verbunden, so daß ein über die ganze Grundrißfläche der Brücke oder ihrer Fahrbahn durchlaufendes Flächentragwerk entsteht. Die Schar nebeneinanderliegender dreieckiger Rohre kann bei dem Flächentragwerk gemäß der Erfindung aus einzelnen, an den sich berührenden Kanten miteinander verbundenen Röhren bestehen oder die Oberseite der Röhren kann ein gemeinsames Deckblech sein, an das unten liegende, auf der Spitze stehende winkelförmige Formstücke angeschlossen sind. Die einzelnen. Formstücke können als Winkel gewalzt oder aus Blechstreifen gebogen oder abgekantet sein oder sie können durch Zusammenschweißen aus einzelnen Blechstreifen hergestellt werden, Sie können auch einem gewellten oder gefalteten Blech angehören. Als gewellt sind dabei in erster Linie solche Bleche zu verstehen, deren Wellenform aus der Dreiecksform durch Abrunden aller oder bestimmter Kanten entstanden ist. Dabei ist es zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß der Spitzenwinkel der Versteifungsröhren den Betrag von 90' nicht überschreitet und mit Vorzug kleiner als dieser Winkelbetrag ist. Die Röhren können auch zusätzlich durch besondere Tragglieder, wie Hängewerke, Zugbänder od. dgl., unterstützt sein.The object of the invention is to create a supporting structure which has the advantages of the steel cell ceiling and also offers other advantages. The solution to this problem is given by a two-dimensional structure, in particular a deck for steel bridges, which consists of a flat sheet stiffened by tubes and perpendicular to these connecting beams, and in which, according to the invention, the connecting beams are arranged on the end faces of the tubes and in which the Tubes are triangular in cross-section, lie close to each other and in pairs have a common line of contact or contact edge, at which they are connected to one another in a deformable manner, so that the Ouerkforces that occur are also fully transmitted perpendicular to the direction of the tubes depending on their torsional stiffness, the individual panels thus formed are preferably continuously connected to one another in the structure, so that a two-dimensional structure is created that extends over the entire plan area of the bridge or its carriageway. The group of adjacent triangular tubes in the planar structure according to the invention can consist of individual tubes connected to one another at the touching edges, or the upper side of the tubes can be a common cover plate to which the lower, upturned angular fittings are connected. The single ones. Fittings can be rolled as angles or bent or folded from sheet metal strips or they can be made from individual sheet metal strips by welding together, they can also belong to a corrugated or folded sheet metal. Corrugated sheets are primarily to be understood as those metal sheets whose wave shape has arisen from the triangular shape by rounding off all or certain edges. It is useful to make the arrangement so that the tip angle of the stiffening tubes does not exceed 90 ' and is preferably smaller than this angle. The tubes can also be additionally supported by special support members such as hanging trusses, drawstrings or the like.

Bei einem in dieser Weise ausgestalteten Tragwerk können die an den Enden der Versteifungsröhren angeordneten und dieseEnden verschließendenbiegungssteifen Verbindungsstücke (Trägerstege) zugleich einem Quer-, Längs- oder Hauptträger des Bauwerkes angehören. Durch den unnachgiebigen, vorzugsweise ducrh Verschweißen hergestellten Anschluß der Röhren an die Trägerstege wird ein Gebilde von hoher Verdrehungsfestigkeit erzielt, so daß eine in zwei Richtungen verschieden steife Platte (anisotrope Platte) entsteht. Die hohe Drillsteifigkeit der Platte in Verbindung mit dem verdrehungssteifen Anschluß an Trägerstege sowie der kraftschlüssige Zusammenhang der Versteifungsröhren mit dem Flachblech verleihen der Platte eine große Widerstandsfähigkeit gegen Verformung in eine nicht abwickelbare Fläche. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß gegenüber der Stahlzellendecke durch den Fortfall von Ouerschotten an Werkarbeit erheblich gespart wird. fDie Wandstärke der Versteifungsröhren kann verhältnismäßig gering gehalten werden, weil die Röhren allseitig geschlossen sind und damit für ihre Innenfläche keine Korrosionsgefahr besteht. Auch die Anstrichfläche ist erheblich kleiner als bei Stahlzellendecken. Für Sonderfälle können die Röhren auch kreisförmigen Querschnitt haben.With a structure designed in this way, the can on the Bending stiffeners located at the ends of the stiffening tubes and closing these ends Connecting pieces (support webs) at the same time a transverse, longitudinal or main beam of the Belong to the structure. Manufactured by the unyielding, preferably by welding Connection of the tubes to the support webs creates a structure of high torsional strength achieved, so that a plate with different stiffness in two directions (anisotropic plate) arises. The high torsional rigidity of the plate combined with the torsionally rigid Connection to girder webs as well as the positive connection the Stiffening tubes with the flat sheet give the plate great resistance against deformation into a non-developable surface. Another benefit is in it to see that opposite the steel cell ceiling by the loss of Ouerschotten considerable savings in manual labor. fThe wall thickness of the stiffening tubes can can be kept relatively low because the tubes are closed on all sides and there is therefore no risk of corrosion for their inner surface. Also the paint surface is considerably smaller than with steel cell ceilings. For special cases, the tubes also have a circular cross-section.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele von Flächentragwerken nach der Erfindung.The drawing shows some exemplary embodiments of planar structures according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel in gesch-,veißter Bauart dargestellt. Das Tragwerk besteht aus einem Flachblech b und an seiner Unterseite an ihm festgelegten Winkelstücken a, die an den freien Kanten ihrer Schenkel untereinander und mit dem Flachblech b durch Schweißen verbunden sind (Schweißnähte c). Auf diese Weise entstehen an der Unterseite des Flachbleches b Versteifungsröhren von dreieckigem Querschnitt. Mit ihren Enden sind die Versteifungsröhren an Trägerstegen d angeschlossen, die sich in der Richtung quer zu den Versteifungsröhren erstrecken und zweckmäßig zum Anschluß an ein besonderes Traggerüst, z. B. einen Tragrost, eingerichtet sind. Die Verbindung der Trägerstege d mit den Versteifungsröhren erfolgt zweckmäßig durch Schweißnähte e und mit dem Flachblech b durch Schweißnähte f. Die Trägerstege d können entweder, wie in Fig. 1 dargestellt, selbst als Längs- bzw. Querträger ausgebildet sein (T-, U- oder I-Profil) oder sie können in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise auf besondere Träger i aufgesetzt und an diesen festgelegt werden. Die Vereinigung der einzelnen Flachblechtafeln b zu der gesamten Blechdecke erfolgt durch Schweißnähte g. In Fig. 1 , an embodiment is shown in a welded, welded design. The structure consists of a flat sheet b and angled pieces a fixed to it on its underside, which are connected to one another and to the flat sheet b by welding at the free edges of their legs (welds c). In this way, stiffening tubes of triangular cross-section are formed on the underside of the flat sheet b. With their ends, the stiffening tubes are connected to support webs d , which extend in the direction transverse to the stiffening tubes and expediently for connection to a special supporting structure, for. B. a support grid are set up. The connecting of the support webs d with the stiffening tubes is advantageously carried out by welds e and with the flat sheet b f by welds. The carrier webs d can either, as shown in Fig. 1, even formed as a longitudinal or transverse beam (T, U or I-profile) or they can be placed on special supports i in the manner shown in FIG. 2 and fixed to them. The unification of the individual flat sheet panels b to form the entire sheet metal ceiling is carried out by weld seams g.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erstrecken sich die Versteifungsröhren quer zu dem Unterstützungsträger i. Sie können sich auch, wie in Fig. 3 dargestellt, in der gleichen Richtung erstrecken wie die zur Unterstützung des Flächentragwerkes dienenden Träger i. In diesem Falle wird das Flächentragwerk zweckmäßig mit der freien Kante k einer Versteiftingsröhre auf den Unterstützungsträger i aufgelegt und an diesem durch Schweißen befestigt. Es werden dabei die in der Richtung der Versteifungsröhren sich erstreckenden Stöße der Flachblechplatten b zweckmäßig an eine Stelle gelegt, wo zwei aneinanderstoßende Winkelstücke a miteinander und mit den Flachblechen b durch eine Schweißnaht e verbunden werden können.In the embodiment according to FIG. 2, the stiffening tubes extend transversely to the support beam i. They can also, as shown in FIG. 3 , extend in the same direction as the girders i serving to support the planar structure. In this case, the planar structure is expediently placed with the free edge k of a stiffening tube on the support beam i and fastened to it by welding. The joints of the flat sheet metal plates b extending in the direction of the stiffening tubes are expediently placed at a point where two abutting angle pieces a can be connected to one another and to the flat sheets b by a weld e.

Mehrere in der beschriebenen Weise aufgebaute Flächentragwerke werden beispielsweise vorteilhaft in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise durch Verbinden ihrer einander zugekehrten Trägerstege d zu einem einheitlichen Traggebilde größeren Ausmaßes vereinigt.A plurality of planar support structures constructed in the manner described are, for example, advantageously combined in the manner shown in FIG. 2 by connecting their facing support webs d to form a uniform support structure of a larger size.

Die Versteifungsröhren können durch einzelne, mit den freien Kanten ihrer Schenkel dicht aneinanderstoßende Winkelstücke a gebildet werden, die durch Walzen, Pressen oder Biegen hergestellt sind (Fig. 1 bis 3). Sie können aber auch aus einem zickzackförnlig oder wellenförmig gebogenen Blech 1 in der aus den Fig. 4 und 5 ersichtlichen Weise hergestellt werden. Der Spitzenwinkel der Versteifungsröhren wird zweckmäßig so gewählt, daß er nicht größer als 90' ist und vorzugsweise sogar unter diesem Wert liegt.The stiffening tubes can be formed by individual, with the free edges of their legs tightly abutting angle pieces a, which are produced by rolling, pressing or bending (Fig. 1 to 3). 5 but they can manner shown also be prepared from a zickzackförnlig or wavelike bent plate 1 in the in FIGS. 4 and. The apex angle of the stiffening tubes is expediently chosen so that it is not greater than 90 ' and is preferably even below this value.

Bei größerer Stützweite eines Flächentragwerkes in Richtung der Versteifungsröhren können die Versteifungsröhren an Zwischenstellen durch zusätzliche Tragorlieder, wie Hängewerke, Zugbänder od. dgl., unterstützt werden. Der Anschluß eines solchen Tragwerkes an seine Unterstützungsträger erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß das Tragwerk als Flansch für die Unterstützungsträger wirkt. Das Tragwerk kann aber auch für sich allein, also ohne besondere Unterstützungsträger, beispielsweise als Fahrbahnplatte einer Brücke, Anwendung finden. Das Deckblech kann dabei unmittelbar als Fahrbahn dienen, oder es kann im Bedarfsfalle mit einem Verschleißbelag versehen werden.In the case of a larger span of a planar structure in the direction of the stiffening tubes the stiffening tubes can be replaced at intermediate points with additional support members, such as hanging trusses, drawstrings or the like., Are supported. The connection of such a Structure to its support beams is advantageously carried out in such a way that the Structure acts as a flange for the support beams. But the structure can also on their own, i.e. without special support providers, for example as a Deck slab of a bridge, find application. The cover sheet can directly serve as a roadway, or it can be provided with a wear layer if necessary will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Planar structure, in particular a deck slab for steel bridges, consisting of a flat plate stiffened by tubes and perpendicular to these connecting beams, characterized in that the connecting beams are arranged on the front sides of the dp -r tubes and that the tubes are triangular in cross-section are designed, lie close to each other and in pairs have a common line of contact or contact edge at which they are deformably connected to each other, so that the transverse forces that occur are fully transmitted perpendicular to the direction of the tubes according to their torsional stiffness.

2. A planar structure according to claim 1, characterized in that the top of the tubes is formed by a common cover plate (b) and that the other sides of the tubes are formed by rolled, canted or bent angle pieces (a) which are connected to one another and to the cover plate are firmly connected. 3. A planar structure according to claim 1, characterized in that the top of the tubes are formed by a common cover plate and the other sides of the tubes are formed by a zigzag or undulating sheet (1) which is firmly connected to the cover plate (b) . 4. A planar structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tip angle or tangent angle of the stiffening tubes does not exceed the amount of 90 ' or does not substantially exceed them and is preferably less than 90' . 5. A planar structure according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stiffening tubes are supported by additional support members, such as hanging structures, drawstrings or the like. Documents considered: German Patent No. 533 724; Austrian Patent No. 159 908; USA. Patent Publication No. 1867 433rd; Die Bautechnik, 1940, p. 419.