DE102010025869B4

DE102010025869B4 - Brückenentlastungsgerät und Brückenertüchtigungsgerät

Info

Publication number: DE102010025869B4
Application number: DE102010025869A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Wagner; Daniel Schröder
Original assignee: BDP PROJECT LOGISTICS GmbH
Current assignee: INSTAR PROJECT LOGISTICS GMBH, DE; INSTAR PROJEKCT LOGISTICS GMBH, DE
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2030-07-03
Also published as: DE102010025869A1; DE202010014110U1; WO2012001158A1

Abstract

Brückenentlastungsgerät für Schwertransporte, umfassend eine Tragkonstruktion und eine in der Stützweite stufenlos verstellbare Abstützung der Tragkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion aus zwei gegenüberliegend angeordneten Portalrahmen (2) besteht, die oben beiderseits durch eine obere Trägerkonstruktion (1) in jeweils einem separaten Gelenk schwenkbar miteinander verbunden sind, die gelenkig auf separaten Fußplatten (3) stehen und die Portalrahmen (2) beiderseits zwischen ihren freien Enden beiderseits ein Zugband angeordnet ist, das von einer Fahrbahnplatte (4) und die Fahrbahnplatte (4) beiderseits in waagerechter Richtung verlängernde Zugstäbe (5) gebildet wird, und die Fahrbahnplatte (4) beiderseits in senkrechter Richtung gegenüber der oberen Trägerkonstruktion (1) von senkrecht und diagonal angeordneten Zugstäben (6, 7) aufgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brückenentlastungsgerät zur zeitweisen bedarfsgerechten Entlastung einer Brücke für Schwerlasttransporte und ein Brückenertüchtigungsgerät zur Ertüchtigung von Brücken mit ungenügender Tragfähigkeit.
Zur Entlastung von Brücken und/oder zur Benutzung beschädigter Brücken durch Fahrzeuge ist es aus der Druckschrift CN 201236320 Y bekannt, zwei parallel zueinander angeordnete Träger mit einem kastenförmigen Querschnitt paarweise einzusetzen. Die beiden Träger werden parallel nebeneinander auf die Brückenfahrbahn gelegt. Der Abstand der beiden Träger zueinander ist so groß, dass sich das für die Überfahrt vorgesehene Fahrzeug mit seiner spezifischen Spurweite darauf abstützen kann. Die Last eines Fahrzeuges wird so von den Rädern auf die beiden Träger und von den Trägern über deren Auflageflächen auf die Brückenfahrbahn verteilt. Jeder der beiden Träger besteht zum vereinfachten Transport zur Brücke aus mehreren Segmenten, wobei jeweils am Anfang und am Ende die Segmente schräg als Auf- und Abfahrrampen ausgebildet sind. Die einzelnen Segmente werden für den Einsatz in einfacher Weise miteinander verschraubt. Die Größe der dadurch zusätzlich aufnehmbaren Last hängt von der Tragfähigkeit der beiden Hilfsträger ab.
Damit Brücken zu geringer Tragfähigkeit bei Bedarf für Schwerlasttransporte genutzt werden können, ist es weiterhin bekannt, einen Teil der Belastung durch eine Hilfskonstruktion aufzunehmen. So ist in der Druckschrift DE 20 2004 017 033 U1 eine Lösung offenbart, bei der ein nicht mit voller Last befahrbarer Abschnitt einer Brücke durch eine aus zwei Trägern bestehende Hilfskonstruktion verstärkt wird. Die Träger werden beidseits des Schwerlastfahrzeuges parallel auf die Fahrbahn der Brücke gelegt. Sie bestehen aus mehreren miteinander verschraubbaren Segmenten, die einzeln einfach zu transportieren sind. Sie bilden die Verschubbahnen, auf denen ein das Fahrzeug aufnehmendes Hubsystem mit seinem Fahrwerk abrollen und so die Last über die Brücke bewegt werden kann. Dabei wird das Fahrzeug mit seiner Schwerlast mittels einer Hydraulikeinrichtung angehoben und so teilweise oder vollständig entlastet. Es wird ein Teil oder die gesamte Last auf die beiden Träger übertragen, von diesen Trägern wird die Last über Stützen in die Brückenfundamente oder eigens dazu geschaffene Fundamente geleitet.
Der Abstand zwischen den beiden parallel zueinander angeordneten Trägern kann stufenlos gewählt und so den unterschiedlichen Breiten des Schwerlastfahrzeuges oder der Last angepasst werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brückenentlastungsgerät und ein Brückenertüchtigungsgerät zu schaffen. Erstens soll das eine Gerät zur Entlastung von Brückenbauwerken beitragen, die nicht die erforderliche Tragfähigkeit aufweisen, um das Gewicht von Schwertransporten aufzunehmen. Außerdem soll das zweite Gerät der bedarfsgerechten Ertüchtigung von gering tragfähigen Brücken dienen, das zudem einfach transportiert, aufgebaut und genutzt werden kann. Dabei soll das Gerät so ausgebildet werden, dass es nicht an Stelle der Brücke die gesamte Last des Fahrzeuges, sondern im Wesentlichen nur die über deren maximale Tragfähigkeit hinausgehende Last aufnimmt.
Diese Aufgabe wird durch ein Brückenentlastungsgerät nach Anspruch 1 und durch ein Brückenertüchtigungsgerät nach Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. Das Brückenertüchtigungsgerät bzw. -entlastungsgerät wird auf der Brücke dort eingesetzt, wo bei der Überfahrt mit der Schwerlast für das Tragwerk der Brücke die größten Belastungen auftreten. Damit es schnell und variabel einsetzbar ist, wird es aus leicht transportierbaren und in einfacher Weise montierbaren Einzelteilen zusammen gefügt, die in ihren Abmessungen spezifisch an Brücken unterschiedlicher Abmessungen angepasst werden können.
Das Brückenentlastungsgerät bzw. -ertüchtigungsgerät besteht im Wesentlichen aus einer Träger- oder Rahmenkonstruktion in Verbindung mit schräg angeschlossenen Portalrahmen, die in ihrer Neigung veränderlich sind und so die Anpassung an die Stützweite der zu entlastenden Brücke gewährleisten. Die Stützkräfte der Konstruktion werden günstig über das Brückendeck in die Auflager der Brücke bzw. in Hilfsunterstützungen abgeleitet. Damit die so entstandene Tragkonstruktion stabil ist, muss sie unten mit einem Zugband versehen werden. Durch die Verstellbarkeit und Anpassung an verschiedene Stützweiten können sich auch die Längenmaße der eingesetzten Zugstäbe ändern. Deshalb werden für den Einsatz eines solchen Brückenentlastungsgerätes bzw. -ertüchtigungsgerätes auch technische Möglichkeiten zu einer solchen Längenveränderung vorgesehen.
Um ein Brückenbauwerk zu entlasten, wird an die obere Trägerkonstruktion eine Fahrbahnplatte angehangen. Die Fahrbahnplatte besteht aus zusammengefügten, leicht transportablen Einzelsegmenten und ist gleichzeitig in das Zugband integriert. Diese abgehangene Fahrbahnplatte befindet sich nur in Feldmitte der Brücke und nimmt nur die Räder des Schwerlasttransports auf, die zur Überschreitung der Tragfähigkeit führen würden.
Um der Erhöhung der Tragfähigkeit einer Brücke, gerecht zu werden, wird der Brückenüberbau über geeignete Halterungen und Zugelemente direkt mit der Trägerkonstruktion verbunden. Die Fahrbahnplatte aus den Einzelsegmenten wird dann nicht mehr benötigt. Das Zugband besteht für diesen Anwendungsfall aus Zugstäben.
Da das Brückenentlastungsgerät konstruktiv so ausgebildet ist, dass der Schwerlasttransport bei der Brückenüberfahrung unten durch die Fahrbahnplatte bzw. den Brückenüberbau und seitlich und oben durch die Tragkonstruktion umschlossen wird, muss das Brückenentlastungsgerät solche lichten Abmaße aufweisen, die in Breite und Höhe größer als die maximale Werte des Schwerlasttransports sind. Die Oberfläche der Fahrbahnplatte muss so groß sein, dass die Last des Schwerlasttransports in dem kritischen Überlastbereich der zu befahrenden Brücke vollständig von dem Brückenentlastungsgerät aufgenommen werden kann.
Damit ein solches Brückenentlastungsgerät schnell zu einem Einsatzort transportiert, dort montiert und nach der Benutzung wieder demontiert und abtransportiert werden kann, werden die Baugruppen wie Trägerkonstruktion, Portalrahmen und Fahrbahnplatte aus Einzelsegmenten gebildet. Zwischen den freien Enden der oberen Trägerkonstruktionen) und den oberen Enden der Rahmenstiele der liegenden Portalrahmen werden Eckversteifungen aus Spindeln, Hydraulikzylindern bzw. anderen längenverstellbaren Druck-/Zuggliedern angeordnet. Die Primärfunktion dieser Eckversteifungen ist die Ausbildung einer biegesteifen Rahmenecke in Haupttragrichtung. Außerdem dienen sie der Unterstützung des Montagevorgangs.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
1 ein Brückenentlastungsgerät in einer perspektivischen Ansicht,
2 das Brückenentlastungsgerät in der Draufsicht,
3 das Brückenentlastungsgerät in einer Vorderansicht, wobei in der Darstellung A das Ausführungsbeispiel der Brückenentlastung und in der Darstellung B das Ausführungsbeispiel der Brückenertüchtigung dargestellt ist,
4 das Brückenentlastungsgerät in einer Seitenansicht, wobei in der Darstellung A das Ausführungsbeispiel der Brückenentlastung und in der Darstellung B das Ausführungsbeispiel der Brückenertüchtigung dargestellt ist,
5 das im praktischen Einsatz befindliche Brückenentlastungsgerät in einer perspektivischen Darstellung, Ausführungsbeispiel Brückenentlastung und
6 das im praktischen Einsatz befindliche Brückenentlastungsgerät in einer perspektivischen Darstellung, Ausführungsbeispiel Bauwerksertüchtigung,
7 eine Darstellung der bei einer Brücke in Folge der Belastung durch ein Fahrzeug auftretenden Biegemomente und
8 eine Darstellung der durch den Einsatz eines Brückenentlastungsgerätes erzielbaren reduzierten Biegemomente in der Feldmitte der Brücke.
Das Brückenentlastungsgerät ist nach den 1 und 2 als eine stabile Stahl Rahmen-Konstruktion mit unten liegendem Zugband 5 ausgebildet. Es besteht aus Einzelteilen, die auf Grund ihrer begrenzten Größe und des Gewichts gut transportierbar sind und leicht montiert werden können. Die lichte Durchfahrtshöhe des mobilen Brückenentlastungsgerätes wird durch die Abmessungen und die Schrägstellung der Portalrahmen 2 bestimmt, die Durchfahrtsbreite vom Abstand der Rahmenstiele.
Das mobile Brückenentlastungsgerät wird hinsichtlich der Stützweite, der lichten Durchfahrtsmaße und der maximalen Belastung jeweils an einen bestimmten Anwendungsfall angepasst. Das Gerät besteht im Wesentlichen aus den beiden schräg aufgestellten Portalrahmen 2, die oben beiderseits durch eine waagerechte Trägerkonstruktion 1 miteinander verbunden sind. Das Zugband 5 verbindet die Fußpunkte der schräg aufgestellten Portalrahme 2. Optional kann in dieses Zugband 5 die Fahrbahnplatte integriert werden. Die Zugstäbe 5.1 schließen in diesem Anwendungsfall direkt an die Längsträger 5.2 der Fahrbahnplatte 4 an. Die Fahrbahnplatte 4 wird außen durch die senkrecht und diagonal angeordneten Zugstäbe 6 und 7 an der oberen Trägerkonstruktion 1 angehangen. An der Unterseite der oberen waagerechten Trägerkonstruktion 1 sind Hülsen für die gelenkige Bolzenverbindung mit den Rahmen 2 und Anschlagösen für die Schrägseile 7 befestigt. Die senkrechten Zugstäbe 6 werden durch die Trägerkonstruktion 1 hindurch geführt und auf deren Oberseite mit Ankerplatten befestigt. Die Bauteile Trägerkonstruktion 1, Portalrahmen 2 und Fahrbahnplatte 4 werden aus kleineren, gut zu transportierenden Einzelsegmenten zusammen geschraubt. Da bei unterschiedlichen Stützweiten unterschiedlich lange Zugstäbe 5, 6, 7 benötigt werden, ist es möglich, Zugstäbe 5, 6, 7 in gestuften Längen bereit zu halten oder die Zugstäbe 5, 6, 7 durch Verlängerungsstücke anzupassen.
Unten, an den freien Enden der Portalrahmen 2, wird jeweils eine Fußplatte 3 gelenkig angeordnet. Sie weist unten eine ausreichend große Fläche auf, so dass die Masse des Brückenentlastungsgerätes auf der Brückenoberfläche auf eine ausreichend große Fläche verteilt wird.
1. Ausführungsbeispiel
Der Einsatz eines Brückenentlastungsgerätes ist als erstes Ausführungsbeispiel als eine reine Entlastungskonstruktion in 3A, 4A und 5 dargestellt. Die vorstehend beschriebenen Einzelteile werden zur Brücke gebracht, über die der Schwerlasttransport geführt werden soll, und dort montiert. Die Größe dieser Einzelteile, ihr Gewicht und ihre Verbindungen miteinander sind so ausgelegt, dass eine einfache und schnelle Montage möglich ist. Die Stützweite des Brückenentlastungsgerätes wird so gewählt, dass sich die Füße 3 jeweils über einem Stützpfeiler 12 der Brücke abstützen und so die Stützkraft aus der Konstruktion direkt eingeleitet wird. Die Anpassung an die jeweilige Stützweite kann stufenlos durch eine Veränderung der Winkelstellung der beiden Portalrahmen 2 erreicht werden. Mit Hilfe von Gewindespindeln oder Hydraulikzylindern 8 als zusätzliche Verbindung zwischen der oberen Trägerkonstruktion 1 und den Portalrahmen 2 wird die Montage und das Aufrichten des Brückenentlastungsgerätes erleichtert und zugleich die Ausbildung der erforderlichen biegesteifen Rahmenecken gewährleistet. Durch das Zugband 5, bestehend aus den Längsträgern 5.2 der Fahrbahnplatte 4 und den daran befestigten Zugstäben 5.1, wird gesichert, dass sich der Abstand der gegenüber liegenden Füße 3 zueinander und damit die Stützweite des Brückenentlastungsgerätes nicht verändern. Die Belastung der Fahrbahnplatte 4 des Brückenentlastungsgerätes durch ein Schwerlastfahrzeug wird über die Zugstäbe 6, aufgenommen und in die Rahmenkonstruktion geleitet, die dann die Kräfte über das Brückendeck 10 in die Auflager 11 der Brücke einleitet. Durch die schräg angeordneten Zugstäbe 7 wird die Verkippung der Fahrbahnplatte 4 während des Auffahrvorgangs verhindert. Diese diagonalen Zugstäbe 7 werden nur für diesen Anwendungsfall benötigt. Damit das Schwerlastfahrzeug problemlos auf die Fahrbahnplatte 4 fahren kann, werden Schrägen angesetzt.
Im Diagramm nach 7 sind Biegemomente eines Brückenüberbaus bestimmter Länge eingezeichnet, die beim Überfahren eines Schwerlasttransportes über eine Brücke 10 entstehen würden. Das Diagramm nach 8 zeigt die durch die Verwendung des Brückenentlastungsgerätes reduzierten Biegemomente. In diesem Beispiel beträgt die Biegeentlastung des Brückenüberbaus über 50% wobei nur vier Achsen des Schwerlasttransports durch die Fahrbahnplatte 4 des Brückenentlastungssystems aufgenommen werden.
2. Ausführungsbeispiel
Der Einsatz des Brückenentlastungsgeräts nach dem zweiten Ausführungsbeispiel für die temporäre Brückenertüchtigung ist in 3B, 4B und 6 dargestellt. Für diesen Anwendungsfall ist der Einsatz der Fahrbahnplatte 4 und der schräg angeordneten Zugstäbe 7 nicht erforderlich. Stattdessen werden die vertikalen Zugstäbe 6 direkt durch herzustellende Bohrungen bzw. Öffnungen des Brückenüberbaus 10 geführt und an der Unterkante des Überbaus über ein Querjoch 9 verankert. Das Zugband 5 besteht in diesem Fall nur aus horizontalen Zugstäben 5.1. Die Verkehrsbelastung wird hier vom Brückenüberbau 10 selbst über das Joch 9 in die vertikalen Zugstäbe 6 eingeleitet und von diesen auf die Rahmenkonstruktion weitergeleitet, die die Kräfte wiederum über das Brückendeck 10 in die Auflager 11 der Brücke einleitet.
Bezugszeichenliste

1: Trägerkonstruktion, bestehend aus zusammengeschraubten Stahlträgersegmenten
2: Liegender Portalrahmen, bestehend aus zusammengeschraubten Stahlträgersegmenten
3: Fußplatte, bestehend aus Stahlbeton, Stahl, Kunststoff oder Hartholz
4: Fahrbahnplatte, bestehend aus zusammengeschraubten Einzelsegmenten
5.1: Waagerechter Zugstab
5.2: Längsträger der Fahrbahnplatte
6: Senkrechter Zugstab
7: Diagonaler Zugstab
8: Gewindespindel, Hydraulikzylinder oder ähnliche längenverstellbare Konstruktionen mit oder ohne eigenen Antrieb
9: Querjoch
10: Brückenüberbau
11: Brückenlager
12: Brückenpfeiler

Claims

Brückenentlastungsgerät für Schwertransporte, umfassend eine Tragkonstruktion und eine in der Stützweite stufenlos verstellbare Abstützung der Tragkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion aus zwei gegenüberliegend angeordneten Portalrahmen (2) besteht, die oben beiderseits durch eine obere Trägerkonstruktion (1) in jeweils einem separaten Gelenk schwenkbar miteinander verbunden sind, die gelenkig auf separaten Fußplatten (3) stehen und die Portalrahmen (2) beiderseits zwischen ihren freien Enden beiderseits ein Zugband angeordnet ist, das von einer Fahrbahnplatte (4) und die Fahrbahnplatte (4) beiderseits in waagerechter Richtung verlängernde Zugstäbe (5) gebildet wird, und die Fahrbahnplatte (4) beiderseits in senkrechter Richtung gegenüber der oberen Trägerkonstruktion (1) von senkrecht und diagonal angeordneten Zugstäben (6, 7) aufgenommen wird.
Brückenertüchtigungsgerät für Schwertransporte, umfassend eine Tragkonstruktion und eine in der Stützweite stufenlos verstellbare Abstützung der Tragkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion aus zwei gegenüberliegend angeordneten Portalrahmen (2) besteht, die oben beiderseits durch eine obere Trägerkonstruktion (1) in jeweils einem separaten Gelenk schwenkbar miteinander verbunden sind, die gelenkig auf separaten Fußplatten (3) stehen und die Portalrahmen (2) beiderseits zwischen ihren freien Enden beiderseits ein Zugband angeordnet ist, und der bestehende Brückenüberbau (10) über vertikale Zugstäbe mit der oberen Trägerkonstruktion verbunden ist.
Brückenentlastungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnplatte (4) zwischen das Zugband (5) eingehangen wird und so das Zugband (5) aus den Zugstäben (5.1) und den Längsträgern (5.2) der Fahrbahnplatte (4) besteht.
Brückenertüchtigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Zugstäbe ((6) direkt durch den Brückenüberbau mit einem Querjoch (9) verankert sind.
Brückenentlastungs- oder -ertüchtigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstäbe (5), (6), (7) längenveränderlich sind.
Brückenentlastungs- oder -ertüchtigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen einem freien Ende der oberen Trägerkonstruktion (1) und dem schräg aufgestellten Portalrahmen (2) in einem bestimmten Mindestabstand zur Gelenkachse eine längenverstellbare Konstruktion (8) angeordnet ist.
Brückenentlastungs- oder -ertüchtigungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die längenverstellbare Konstruktion (8) eine Gewindespindel, ein Hydraulikzylinder, ein Zahnstangenantrieb oder dgl. ist.
Brückenentlastungs- oder -ertüchtigungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Trägerkonstruktion (1), die schräg aufgestellten Portalrahmen (2) und die Fahrbahnplatte (4) aus leicht transportier- und montierbaren Einzelteilen (Modulen) bestehen, die am Einsatzort zum einsatzfähigen Brückenentlastungsgerät zusammenbaubar sind.