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Mehrfeldriges Brückentragwerk od. dgl., insbesondere für Großbrücken
Bei Großbrücken muß man mit erheblichen Verschiebungen der Enden des Brückentragwerks
in Längsrichtung rechnen, die von Längenänderungen aus Temperaturschwankungen herrühren
und/oder durch in gleicher Richtung wirkende Lasten, z. B. Brems- und Windkräfte,
bedingt sind. Außerdem sind noch Verformungen aus vertikalen Lasten, vor allem Verkehrslasten,
zu berücksichtigen. Bremskräfte werden z. B. in bekannter Weise mittels Puffer aufgenommen
oder auf zwei Widerlager oder Auflager verteilt. In jedem Fall sind aber an den
Enden des Brükkentragwerks Fugen von in großem Ausmaß veränderlicher Breite zu überbrücken.
Die hierfür erforderlichen Fugenüberbrückungskonstruktionen erfordern einen dementsprechend
großen baulichen Aufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Aufwand weitgehend
zu verringern. Das wird bei einem mehrfeldrigen Brückentragwerk od. dgl. mit einem
zumindest an beiden Enden in Tragwerkslängsrichtung verschiebbar gelagerten Balken
erreicht durch die Längsbewegung begrenzende Mittel, welche wirksam werden, wenn
etwa die größte temperaturabhängige, der Bemessung zugrunde liegende Längenänderung
entweder in positiver oder negativer Richtung erreicht ist. Bei einem Tragwerk nach
der Erfindung braucht bei der Bemessung der Fugenüberbrückungskonstruktion in der
Hauptsache nur die durch mögliche Temperaturschwankungen bedingte größte Fugenbreite
berücksichtigt zu werden, weil Verschiebungen aus Verkehrslasten und Wind- und Bremskräften
nicht oder nur in ganz geringem Ausmaß auftreten. Diese Kräfte werden dadurch, daß
die die Längsbewegung des Fahrbahntragwerks begrenzenden Mittel wirksam werden,
mit einem veränderten Tragsystem aufgenommen. Unter Umständen sind bei Anwendung
der Erfindung die größten vorkommenden Fugen an den beiden Brückenenden nur halb
so breit wie bisher bei gleichen sonstigen Brückenabmessungen. Demgemäß wird der
bauliche Aufwand für die Fugenüberbrückungskonstruktionen möglicherweise etwa auf
die Hälfte verringert.
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Die Erfindung ist beispielsweise bei Schrägkabelbrücken anwendbar.
Die die Längsbewegungen des Fahnbahntragwerks begrenzenden Mittel bestehen dann
aus vor und hinter dem Pylon oder den Pylonen an dem Versteifungsträger oder der
Fahrbahntafel angeordneten Puffern. Aber auch bei langen Balkenbrücken, z. B. mit
hohen, eingespannten Pfeilern, kann die Erfindung angewendet werden. In diesem Fall
können die die Längsbewegungen des Balkens begrenzenden Mittel aus an den Balkenenden
befestigten Puffern und in beiden Bewegungsrichtungen .an dem betreffenden Brückenwiderlager
angeordneten Anschlägen bestehen. Hiermit ist bei hohen Pfeilern ein zusätzlicher
Vorteil verbunden. Dadurch nämlich, daß die größtmögliche Verschiebung der Balken
auf den mit verschieblichen Lagern versehenen Pfeilern erheblich herabgesetzt wird,
wird die in Rechnung zu stellende exzentrische Belastung dieser Pfeiler kleiner,
wodurch auch der bauliche Aufwand für die Pfeiler gesenkt wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 eine Schrägseilbrücke und F i g. 2 eine Balkenbrücke, jeweils
schematisch in Seitenansicht.
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Nach F i g. 1 ist der Versteifungsträger in bekannter Weise mit Schrägseilen
2 an zwei unten eingespannten Pylonen 3 aufgehängt. An den beiden Enden ist der
Versteifungsträger von Rollenlagern 4 unterstützt. Gegenüber den Pylonen kann er
sich innerhalb gewisser Grenzen frei verschieben. Zur Begrenzung der Längsbewegung
nach beiden Richtungen hin dienen Puffer 5, die an der Fahrbahntafel 1 auf deren
Unterseite vor und hinter den Pylonen mit Abstand von diesen angeordnet sind.
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Die Spalte v zwischen den Puffern 5 und den Pylonen 3 sind mit einer
gewissen Toleranz so bemessen, daß bei der größten in Rechnung zu stellenden Ausdehnung
und Verkürzung des Versteifungsträgers infolge Temperaturschwankungen die betreffenden
Puffer 5 an den Pylonen 3 anliegen. Hierbei verschieben sich die Enden des Versteifungsträgers
auf den Rollenlagern 4 um je eine dem Spalt v entsprechende Strecke. Das ist verbunden
mit einer Verformung des Tragwerks, dessen Tragsystem insbesondere bestimmt ist
durch die Verschiebbarkeit des Versteifungsträgers gegenüber den Pylonen und durch
die Aufnahme der
Verschiebekräfte an den Pylonenspitzen und den
oberen Teilen der Pylonen.
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Wenn dann der Versteifungsträger außerdem, z. B. durch Verkehrslasten,
asymmetrisch belastet wird, etwa durch Lasten, die sich nur auf einer Seite jedes
Pylons über einen Teil des Versteifungsträgers erstrecken, wirkt die hiermit verbundene
Verformung ebenfalls im Sinne einer Verschiebung des Versteifungsträgers. Wenn diese
Wirkung dieselbe Richtung hat wie die durch Temperatureinflüsse verursachte Verschiebung,
werden die entsprechenden Kräfte von einem veränderten Tragsystem aufgenommen. Infolge
der Anlage der betreffenden Puffer an den Pylonen werden nämlich nunmehr zur Aufnahme
der Verschiebekräfte die unteren Teile der Pylonen herangezogen. Wegen des kleineren
Hebelarmes bis zu den eingespannten Pylonfußenden ist das neue Tragsystem erheblich
steifer als das bisherige. Infolgedessen verursachen die Vertikallasten und etwa
in demselben Sinn wirkende Brems- und Windkräfte je nach den vorliegenden Abmessungen
nur geringe oder sogar praktisch keine zusätzlichen Verschiebungen des Versteifungsträgers.
Es können daher die Fugenüberbrückungskonstruktionen an den Brückenenden für entsprechend
geringe Fugenbreiten bemessen werden.
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Die Puffer 5 und/oder die zugehörigen Anschläge an den Pylonen können
entweder starr oder, z. B. mittels vorgespannter Federn, begrenzt nachgiebig an
der Fahrbahntafel 1 bzw. den Pylonen 3 angeschlossen sein.
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Bei der Balkenbrücke nach F i g. 2 ist der Balken 6 etwa in der Mitte
urverschiebbar auf zwei hohen Pfeilern 7 gelagert, die in Längsrichtung der Brücke
eine gewisse elastische Nachgiebigkeit aufweisen. Auf den übrigen Pfeilern 8 ruht
der Balken auf Rollenlagern 9. An den beiden Enden des Balkens 6 sind Puffer 10
angeordnet, von denen jeder von oben her in den Raum zwischen zwei Anschlägen 11
an dem betreffenden Widerlager eingreift. Die Spalte v zwischen dem Puffer
10 und den Anschlägen 11 ist so bemessen, daß bei der durch Temperaturschwankungen
bedingten größten Ausdehnung und Verkürzung des Balkens die Puffer an je einem Anschlag
anliegen. Wenn dann im gleichen Sinne wirkende Verformungen infolge Verkehrslasten,
die in bezug auf die Pfeiler 7 und 8 asymmetrisch am Balken angreifen, oder gleichgerichtete
Brems- oder Windkräfte auftreten, c werden die entsprechenden Kräfte durch die Anschläge
starr oder beschränkt nachgiebig aufgenommen. Auch hierbei tritt ein Tragsystemwechsel
ein mit dem Ergebnis, daß für die Bemessung der Fugenüberbrückungskonstruktionen
an den Brückenenden geringere Fugenbreiten in Rechnung gestellt zu werden brauchen
als bisher.