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Brücke aus Eetonrertigteilen für Rad-
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fahrzeuge mit spurkranzloser Seitenführung.
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Die Erfindung betrifft eine Brücke für fladfahrzeuge mit spurkranzloser
Seitenführung, insbesondere für Leitflankenfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1. Eine solche Brückenkonstruktion wurde bereits vorgeschlagen (deutsche Patentanmeldung
P 26 49 314.1).
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Radfahrzeuge mit spurkranzloser Seitenführung sind als Universalfahrzeuge
geeignet, da sie die Vorteile frei lenkbarer Straßenfahrzeuge haben, andererseits
aber bei Seitenführung die Spurhaltung von quergeführten Fahrzeugen aufweisen In
bestimmten örtlichen Bereichen ist für solche Fahrzeuge eine eigene Trasse mit leitplanken-vorzusehen.
Wird die Trasse in der Hochlage benötigt, beispielsweise in Stadtkerngebieten mit
hoher Verkehrsdichte, ist eine spezielle Brückenkonstruktion erforderlich.
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Es ist bekannt, bei der Herstellung von Brücken Betonfertigteile zu
verwenden, um die Vorteile industrieller Fertigungsmethoden zu nutzen; So gibt es
Straßen- und Bahnstrecken, bei denen Fahrbahnen bzw. Tragplatten aus Betonfertigteilen
eingebaut wurden.
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Solche Fertigteilbrücken haben meistens einen oder mehrere stabförmige
Hauptträger; es können zwei oder mehr Hauptträger nebeneinanderliegend angeordnet
sein. Diese Bauweise ist für die industrielle Vorfertigung der Teile und den Transport
vom Fertigte ilwerk zur Baustelle besonders wirtschaftlich.
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Es ist üblich, Straßenbrücken dieser Art so herzustellen, daß nach
Verlegen der Hauptträger eine Fahrbahnplatte am Ort aufbetoniert wird. Diese Mischbauweise
befriedigt nicht, da eine Einheitlichkeit der Baumethode fehlt. Der Brückenbau erfordert
daher eine umfangreiche Baustelle mit einer großen Anzahl von Arbeitskraften. Wegen
der notwendigen komplizierten Schalungen ist außerdem der Zeit- und Materialaufwand
erheblich. Auch geht die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens der Vorfertigung stabförmiger
Hauptträger zum Teil wieder verloren, wenn die Hauptträgerachsen von dem vorgegebenen
Höhenverlauf der Fahrbahn abweichen. Da dieser Verlauf, also die Gradiente, met
gekrürnmt ist, sind zusätzliche Aufwendungen an Material, Baustoffen und Arbeitszeit
erforderlich, um die Abweichungen der Hauptträgerachse von der Gradiente auszugleichen.
Ein ;weiterer Nachteil dieser Bauweise besteht darin, daß die Fahrbahnplatte nach
Fertigstellung nicht mehr unabgängig von den Hauptträgern justiert werden kann.
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Es gibt auch Fertigteilbrücken, deren Hauptträger unmittelbar als
Fahrbahn für die Fahrzeuge dienen, wie z.B. bei den Alwegbahnen. Diese Konstruktionsart
erfordert aber viele verschiedene Fertigteiltypen, um jede gewünschte Gradiente
erzeugen zu können. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der industriellen Fertigteilherstellung,
die eigentlich große Serien verlangt, stark beeinträchtigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brücke der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß die Fahrstreifenstücke entsprechend der gewünschten
Gradiente verlegt und justiert werden können. Außerdem soll eine Nachjustierung
fertig verlegter Fahrstreifenstücke möglich sein, um eventuelle Verformungen der
Hauptträger ausgleichen zu können.
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Diese Aurgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
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Die Justierbarkeit und die Dimensionierung nach der Erfindung ermöglichen
es, die Hauptträger und die Fahrstreifenstücke jeweils als einheitliche Betonfertigteile
industriell vorzufertigen und an der Baustelle einfach und schnell zu montieren.
Dadurch ist die Erstellung des Brückenbauwerks sehr wirtschaftlich und ohne wesentliche
Beeinträchtigung der Umgebung möglich.
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Mit Hilre der Justiereinrichtung an den Auflagerungen können die Fahrstreifenstücke
in einfacher Weise unabhängig von der Lage und der Form der Hauptträger der Gradiente
angepaßt werden. Dabei braucht eine gekrümmte Gradiente bei der Konstruktion der
Hauptträger nicht berücksichtigt zu werden; die Haupttrnger können also unabhängig
von der Gradiente gleich ausgebildet und hergestellt werden, was zu einer wesentlichen
Vereinfachung und Verbilligung der industriellen Vorfertigung führt, da auf diese
Weise große Serien gleicher Fertigteile hergestellt werden können.
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Aus fertigungstechnischen Gründen ist es besonders zweckmäßig, wenn
die Fahrstreifenstiicke eben sind. Durch geeignete Wahl der Länge der einzelnen
Fahrstreifenstücke lassen sich dabei die Abweichungen der Längsachse der Fahrstreifenoberfläche
von der Gradiente auch in Bereichen, wo die Gradiente gekrümmt verläuft, beinahe
beliebig gering halten. Damit bei Verwendung ebener Fahrstreifenstücke die Abweichung
der Längsachse der Fahrbahnoberfläche von dem vorgegebenen Fahrbahnverlauf innerhalb
der zulässigen Grenzen liegt, muß folgende Bedingung erfüllt sein:
wobei L = Länge des Fahrstreifenstücks Cm) a = zulässige Maximalabweichung des Abstandes
der Fahrbahnoberfläche von der Gradiente rmj R = Krümmungsradius der Gradiente im
Bereich des Fahrstreifenstückes fm)
Außerdem sind durch richtige
Wahl der Länge der Fahrstreifenstücke die Winkel zwischen den Längs achsen zweier
aureinanderfolgender Fahrstreifenstücke gering zu halten. Hierfür git bei Verwendung
ebener Fajstre ifenstic ke: L = 2 0 R . sin (2.) wobei L = Länge des FahrstreifenstückesEma
R = Krümmungsradius der Gradiente im Bereich des Fahrstreifenstückes [m] α
= zulässiger Winkel zwischen den Längsach en zweier aufeinanderfolgender Fahrstreifenstücke
[Grad (°)] Bei richtiger Wahl der Länge der Fahrstreifenstücke ist es somit möglich,
die Fertigteile für die Fahrstreifen gleich auszubilden, was erhebliche Vorteile
für die Vorfertigung der Fahrstreifenstücke und für den Bau der gesamten Brücke
bringt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüche,
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Hauptträger in Längsrichtung gerade ausgebildet
und der gewünschten Gradiente polygonal anpaßbar sind. Gerade Trager können wesentlich
einfacher und dadurch koste Xünstiger hergestellt werden als gekrümmte Trager. Die
erfindungsgemäß vorgesehene T-förmige Ausbildung des Hauptträgers ist statisch und
herstellungstechnisch sehr vorteilhaft, da einerseits im Druckbereich des auf Biegung
beanspruchten Querschnittes genügend Betonfläche zur Verfügung steht und andererseits
die Schalung sehr einfach gestaltet werden kann. Für die Unterbringung einer Bewehrung
oder einer Spannbewehrung kann es zweckmäßig sein, den Hauptträger mit I-Profil
auszubilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hauptträger im Querscnnitt
U-förmig, so daß die Fahrstreifenstücke zwischen den U-Schenkeln angeordnet werden
können. Diese Anordnung hat zwei wesehtliche Vorteile: die Schenkel des Trägers
wirken als Schalldammung,
und die Gradiente kann tiefer als bei
üblichen Brückenbauwerken verlaufen, bei denen die Fahrstreifenstücke auf den Hauptträgern
angeordnet sind. Der Quersteg des U-Profils kann aus einzelnen Querträgern bestehen,
um freie Durchgänge für Regen und Schnee zu schaffen. Zu diesem Zweck können auch
die Fahrstreifenstücke rostartig ausgebildet sein.
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Diese Ausbildung hat außerdem den Vorteil, daß die Reibung zwischen
den Antriebsrädern des Fahrzeuges und den Fahrstreifen groß ist, insbesondere bei
geneigten Streckenbereichen. Dadurch wird das Anfahren erleichtert, Auch kann bei
Schnee- und Eisglätte infolge der höheren Raddrücke und des Walkens der Reifen auf
dem Rost die Eisschicht zum Schmelzen gebracht werden0 Zweckmäßig sind die Leitflanken,
welche die Seitenführung der Fahrzeuge sichern, in die Fahrstreifenstücke integriert.
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Hierdurch wird die Fertigstellung der Brücke beschleunigt, weil die
Leitflanken nicht am Verlegeort montiert werden müssen.
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Brücke und der hierfür
verwendeten Fertigteile werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Brückenabschnittes,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Seitenansicht nach Fig. 1, Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 2, Fig. 4a die Anordnung aufeinanderfolgender
Fahrstreifen-und 4b stücke unterschiedlicher Länge bei gleichem Krümmungsradius
der Gradiente, Fig. 5 einen Querschnitt der Brücke mit I-förmigen Hauptträgern,
Fig. 6a einen Querschnitt der Brücke mit einem U-förmigen Hauptträger,
Fig.
6b eine schaubildliche Darstellung einer Brücke mit U-förmigem Hauptträger, Fig.
7a eine schaubildliche Darstellung eines rostförmigen Fahrstreifenstückes mit einem
Quersprossen aufweisenden Rahmen, Fig. 7b eine schaubildliche Darstellung eines
rostförmigen Fahrstreifenstückes, mit einem Quer- und Längssprossen aufweisenden
Rahmen und Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Fahrstreifenstück mit integrierter
Leitplanke.
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In Fng. 1 sind in Seitenansicht der Brücke drei aufeinanderfolgende
Hauptträger 2 dargestellt, deren Längsachsen 7 winklig zueinanderigen, und auf denen
Fahrstreifenstücke 1 über justierbare Auflagerkonstruktionen 4 aufgelagert sind.
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Die Oberfläche der Fahrstreifenstücke soll einer Gradienten 3 folgen.
Mit Hilfe der unabhängig von den Hauptträgern 2 justierbaren Auf lagerkonstrukt
ionen 4 kann die Gradiente 3 sehr gut angenähert werden, weil die Fahrstreifenstücke
1 wesentlich kürzer als die Hauptträger 2 sind. Die erhebliche Abweichung der Haupttrtåger-Längsachsen
7 von der Gradiente können also ohne Schwierigkeiten ausgeglichen werden0 Zur Höhenregulierung
der Fahrstreifenstücke 1 bestehen die Auflagerkonstruktionen 4 ganz oder teilweise
aus Platten 9 (Fig. 2 und 3). Durch Herausnehmen oder Zulegen von Platten 9 wird
die Höhe der Auflagerkonstruktion geändert. Die Platenpakete sind durch schematisch
angedeutete Bolzen 14 zusammengehalten.
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Die Hauptträger 2 der Brücke nach Fig. 1 haben T-förmigen Querschnitt
(Fig. )). Die Tragkonstruktion kann auch aus zwei liauptträgern 2a bestehen, auf
denen die Fahrbahnstücke 1 mit ihren Längsrändern aufgelagert sind (Fig. 5). Bei
der dargestellten Ausführungsform haben die Hauptträger 2a I-Form.
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Im Fuß Jedes Hauptträgers 2a können daher zahlreiche Bewehrungsstäbe
8 untergebracht werden Fig. 6steigt einen Hauptträger 2b, der einen Quersteg 10
und zwei senkrechte Schenkel 11 hat und einen U-förmigen Brückenquerschnitt ergibt.
Der Steg 10 ist durch eine die beiden Schenkel 11 verbindende plane Platte gebildet.
Die Fahrstreifenstücke sind bei dieser Ausführung aufgeteilt, so daß jedes Rad einer
Achse des Fahrzeuges auf einem eigenen, durch Fahrstreifenstücke la gebildeten Fahrstreifen
fährt. Infolge dieser Ausbildung des Fahrstreifens kann zusätzlich Baumaterial eingespart
werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 6lD hat die Brücke ebenfalls einen
U-förmigen Hauptträger 2c. Dessen beide Schenkel 11 sind jedoch nicht durch eine
in sich geschlossene Platte 10 (Fig. 6), sondern durch einzelne Querträger 12 verbunden.
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Auf diesen Querträgern sind die Fahrstreifenstücke la aufgelagert.
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Wie die Fig. 7a und 7b zeigen, können die Fahrstreifenstücke auch
nach Art eines Rostes ausgeführt sein. Der Rost nach Fig. 7a besteht als einem Rahmen
20 aus Stahl oder Beton mit Quersprossen 21, welche mit den Längsstegen des Rahmens
20 verbunden sind. Das rostförmige Fahrstreifenstück kann zusätzlich zu den Quersprossen
21 auch mit Längssprossen 22 versehen sein, so daß ein Gitterrost gebildet ist.
Diese rostartigen Fahrstreifenstücke sind vorzugsweise ebenfalls Betonfertigteile,
die monolithisch in Schalungen hergestellt sein können. Die zur Seitenführung der
Fahrzeuge dienenden Leitflanken können in die Fahrstreirenstücke integriert sein.
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Fig. 8 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Fahrstreifenstückes,
das mit einer Leitflanke 25 monolithisch aus Beton hergestellt ist.
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In den Fig. 4a und 4b ist schematisch dargestellt, wie die Maximalabweichungen
5 von der Gradiente 3 und der Winkel 6 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrstreirenstücken
1 beeinflußt werden können. Im dargestellten Fall ist die Abeichung 5a in der Mitte
des Fahrstreifenstückes geringer als die Pl2ximalabazeichung, so daß sie bei Ermittling
der Länge des Fahrstieifenstückes nach der Formel(1) unberücksihtigt bleiben kann.
Bei kleinerer Länge der Fahrstreifenstücke (Fig. 4b) ergibt sich eine bessere Anpassung
an die aradiente 3, und die Winkel 6 zwischen aufeinanderfolgenden Fahrstreifenstücken
sind kleiner.