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Betr.: Patentanmeldung Schrägkabelbrücke mit Seilversteifung Bereits
in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden Sehrägseilbrücken und Schrägkettenbrücken
gebaut [1]. die sich jedoch nicht bewährt haben, weil die Stahlfestigkeiten gering,
die Zugglieder nicht straff gespannt und die Brücken damit zu weich wareri. Mehrere
folgenschwere Einstürze (z.B. E 1 7, S. 374) führten dazu, dass die Schrägseilbrücken
etwa ein J*rhundert lang nicht ausgeführt wurden und in Vergessenheit gerieten.
E2J In den letzten 15 Jahren trat dieses Brückensystem wieder mehr in den Vordergrund.
Die Voraussetzung dafür bildeten die mittlerweile erzielten hohen Stahlfestigkeiten
und die elektronischen Rechenanlagen, die es gestatten, die hochgradig statisch
unbestimmten Systeme exakt zu erfassen ( [2], S. 25 ). Als obere Grenze der Spannweite
wurde bis vor kurzem ca. 400 m angesehen ([3], auch [2]). Die Beschränkung auf diese
Spannweite ist nicht zuletzt dadurch bedingt, dass auch unsere heutigen, hochwertigen
Zugglieder ab einer gewissen Länge infolge des natürlichen Durchhanges zu weich
werden Ihr scheipbarer oder ideeller Elastizitäts-Modul Ei nimmt nach der folgenden
Gleichung mit dem Quadrad der horizontal gemessenen Kabellänge # ab und wird bei
# = 150 m nennenswert kleiner als der tatsächliche E-Modul Ee des ECabelmaterials:
(Gleichung (15) in [4]) Dabei ist: K = spez. Gewicht des Kabels a = Zugspannung
im Kabel
Die Erfindung hat zum Ziel, diese bei grossen Brücken starke
Verminderung von E bzw. der Dehnsteifigkeit zu vermeiden, indem die Kabellänge #
in mehrere etwa gleiche Teillängen #1 (# = n # #1) unterteilt wird (Fig. 3), so
dass in obige Gleichung an die Stelle von # die kleinere Länge #1 treten kann.
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Dies kann man durch Unterstützung der Schrägkabel # erreichen, wie
dies im vergangenen Jahrhundert durch ' stützende Ketten ([1], S. 396) gemacht wurde
(Fig. 1). Man kann die unterstützenden Ketten' (4) durch Aufhängung der Schrägkabel
# an einem darübergeführten Hängeseil # ersetzen, wie das an der Albert-Brücke in
London 1870 ausgeführt wurde ([1]. S: 396)(Fig.2).
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Aufgabe der im vergangenen Jahrhundert bei Schrägkabelbrücken eingeführten
Hilfskonstruktionen (die den erfindungsgemæissen Zuggiiedern oder Hilfsseilen ähneln),
war es also, den durch das Eigengewicht der Schrägkabel bedingten natürlichen Durchhang
zu beseitigen und nieder 'gerade Schrägbänder ' herzustellen ([1], S. 239) oder
einfach nur die Schrägketten untereinander zu verbinden, um 'Schwankungen (Schwingungen)
bei Sturm zu vermeiden ([1], S.256, 374 und 406).
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Entsprechende Tlilfskonstruktionen sind an den Schrägkabelbrücken
unseres Jahrhunderts nicht bekannt.
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Die Verringerung des Durchhanges durch Hilfskonstruktionen ist die
naheliegendste Massnahme, da die Änderung des Durchhanges IJrsache für die Abnahme
des ideellen E-Moduls ist. Die Beseitigung des Durchhanges ist aber konstruktiv
nicht einfach zu bewerkstelligen.
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Daher liegt der Erfindung der neue Gedanke zugrunde. den Durchhang
zu belassen, ja sogar ihn geringfügig zu vergrössern und dafür die Durchhangsänderung
weitgehend zu verhindern. Die erfindungsgemässe Lösung besteht darin, dass ein oder
mehrere auf die Länge #
verteilte Zugglieder Q2 (Fig. 3) an den
durchhängenden Schrägkabelm ) befestigt und an der Fahrbahntafel Qß oder an anderer
geeigneter Stelle mit einer Vorspannkraft verankert werden. Der natürliche Durchhang
f der Schrägkabel # in den Knotenpunkt # wird dabei nicht rückgängig gemacht sondern
durch die Vorspannung künstlich auf f' vergrössert, dann aber durch die Zugglieder
Q2 im wesentlichen auf seiner Grösse f' gehalten. Entsprechende Berechnungen haben
gezeigt, dass das Ziel der Versteifung durch die erfindungsgemässe Anordnung erreicht
wird.
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Die durch das Vorspannen der Zugglieder Q kiinstlich erzeugte Vergrösserung
des Durchhanges f hat auch den Zweck, das Schlaffwerden des Zuggliedes # bei gewissen
Verkehrslaststellungen, die eine Entlastung des Schrägkabels Ol bewirken, zu vermeiden.
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IJntereehiedliche Anwendungsformen der Erfindung eigen die Figuren
4 bis 6.
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In Fig. 4 ist eine der möglichen Anordnungen der Zugglieder # bei
einer Schrägseilbrücke mit Harfenform gezeigt, in Fig. 5 eine Schrägkabelbrücke
mit Büschelform und horizontalen Zuggliedern # und in Fig. 6 eine Büschelform mit
Einzelhilfsseilen # . die besonders dünn sein können und daher bei Betrach@ung der
Brücke aus einiger Engt.
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fernung nicht gesehen terden.
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Die Schrägkabel # können in Form von gebündelten Seilen oder Drähten,
Einzelseilen, Parallelstabbündeln oder auch Stabketten ausgebildet sein.
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Die Zugglieder (!) können in Form von Einzelseilen, Paralleldrahtbündeln,
Einzelstäben oder Stabgruppen oder Stabketten ausgebildet sein. Sie können an den
Knotenpunkten t)- gestossen oder durchgeführt werden.
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Die Vorspannung der Zugglieder Q2 kann mit EIilfe von Spanngeräten
(z. B, Spannpressefl) oder durch überhöhte Montage des Brückenbalkens oder durch
andere Montagemassnahmen erreicht werden.
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Die Ausbildung der Knotenpunkte Q erfolgt in der Regel mit Schellen.
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Eine paarweise Anordnung der Schrägkabel (g oder der Zugglieder )
ist vorteilhaft, um Durchdringungen zu vermeiden.
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Die Erfindung wird einen wesentlichen Beitrag dazu liefern, den -Schrägkabelbrücken
Spannweiten zu erschliessen, die bisher nur den Hängebrücken vorbehalten waren.
Schrägkabelbrücken bieten besonders bei schwierigen Gründungsverhältnis sen wirtschaftliche
Vorteile gegenüber Hängebrücken.