DE69005807T2 - Improvements to cable-stayed bridges and especially to their ropes, pillars and roadways. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Halteseilbrücken, umfassend eine Fahrbahneinheit, wenigstens einen Haltemast und mehrsträngige Halteseile, von denen jedes zwischen einem Haltemast und der Fahrbahneinheit gespannt ist, und sie betrifft insbesondere die Raltemaste und Fahrbahneinheiten dieser Brücken, sowie ihre Halteseile und die Verankerungsmittel dieser Halteseile an den Haltemasten und Fahrbahneinheiten.The invention relates to tether bridges comprising a roadway unit, at least one tether mast and multi-strand tethers, each of which is stretched between a tether mast and the roadway unit, and it particularly relates to the tether masts and roadway units of these bridges, as well as their tethers and the anchoring means of these tethers to the tether masts and roadway units.
Im allgemeinen ist bei den bekannten Ausführungsformen dieser Brücken jedes Halteseil als starkes Seil ausgebildet, welches sich von einem Ende zum anderen als schräg verlaufendes geradliniges Segment erstreckt, dessen unteres Ende in der Fahrbahneinheit verankert ist und dessen oberes Ende einen Haltemast durchdringt und an der vertikalen Fläche des Haltemasts verankert ist, welche vom Seil am weitesten entfernt ist.In general, in the known designs of these bridges, each tether is designed as a strong cable extending from one end to the other as an inclined straight segment, the lower end of which is anchored in the deck unit and the upper end of which penetrates a tether mast and is anchored to the vertical surface of the tether mast which is furthest from the cable.
Eine solche Konstruktion weist gleichzeitig erste Nachteile in bezug auf die obere Verankerung jedes Halteseils an seinem Haltemast und zweite Nachteile in bezug auf die untere Verankerung jedes Halteseils an der Fahrbahneinheit auf.Such a construction simultaneously has first disadvantages with regard to the upper anchoring of each retaining cable to its retaining mast and second disadvantages with regard to the lower anchoring of each retaining cable to the track unit.
Was die ersten Nachteile betrifft, kann angeführt werden, daß dies wenig ästhetisch ist, daß es zahlreiche Durchbrüche des Haltemasts erforderlich macht und daß auf diesen Haltemast asymmetrische Zug- oder "Torsions"-Belastungen ausgeübt werden, da es ja nicht möglich ist, zwei zueinander schräg verlaufende, symmetrische und sich in einer gleichen vertikalen Longitudinalebene erstreckende Halteseile in einer gleichen Höhe an dem Haltemast zu verankern.As regards the first disadvantages, it can be said that this is not very aesthetic, that it requires numerous openings in the support mast and that asymmetrical tensile or "torsion" loads are exerted on this support mast, since it is not possible to have two symmetrical pylons that are inclined to each other and move in the same direction. vertical longitudinal plane shall be anchored to the support mast at the same height.
Es gibt eine diese ersten Nachteile beseitigende Lösung: Diese Lösung beruht auf einem "Sattel" oder gekrümmter Auflagefläche, welche auf dem Haltemast angeordnet ist und dazu geeignet ist, einen Zwischenabschnitt des zu tragenden Halteseils aufzunehmen, wobei das Halteseil also einem umgedrehten V entsprechend, beidseits dieses Sattels zur Fahrbahneinheit schräg nach unten verläuft und wobei die den Zwischenabschnitt bildenden Strangabschnitte durch mechanische Abstandhalter quer zueinander auf Abstand gehalten werden, welche Abstandhalter bevorzugterweise wenigstens zum größten Teil von einer erhärteten Masse gebildet sind.There is a solution that eliminates these first disadvantages: This solution is based on a "saddle" or curved support surface, which is arranged on the support mast and is suitable for receiving an intermediate section of the support cable to be supported, whereby the support cable thus runs diagonally downwards on both sides of this saddle to the roadway unit, corresponding to an inverted V, and whereby the strand sections forming the intermediate section are kept at a distance from one another by mechanical spacers transversely, which spacers are preferably formed at least for the most part from a hardened mass.
Die bis zu diesem Tag für diese Lösung vorgeschlagenen Ausführungsformen weisen aber immer noch eine bestimmte Anzahl von Nachteilen auf und insbesondere die folgenden:However, the embodiments proposed to date for this solution still have a number of drawbacks, in particular the following:
- entweder bildet der auf dem Sattel aufliegende, gekrümmte Abschnitt des mehrsträngigen Halteseils ein zwischen dessen beiden Enden vorkomprimiertes, autonomes Zwischenverbindungsstück, woraus sich bestimmte Probleme für das Spannen dieses Verbindungsstücks und für die Verbindung zwischen dem Verbindungsstück und den schräg verlaufenden geradlinigen Abschnitten des Balteseils ergeben (siehe die Druckschrift EP-A-0 073 170)- either the curved section of the multi-strand tether resting on the saddle forms an autonomous intermediate connector pre-compressed between its two ends, which gives rise to certain problems for the tensioning of this connector and for the connection between the connector and the oblique straight sections of the Balte cable (see document EP-A-0 073 170)
- oder die Stränge sind bei ihrer individuellen Kopplung in der Mitte des Sattels im wesentlichen zur Ausübung symmetrischer Belastungen beiderseits des diesen Sattel tragenden Haltemasts ausgebildet und sind für auf diesen Haltemast ausgeübte stark assymmetrische Belastungen nicht geeignet, z.B. solche, welche beim totalen interdrücken des einen der beiden, auf einer Seite des Haltemasts angeordneten, schrägen Abschnitte des Halteseils auftreten, insbesondere in Hinblick auf dessen Austausih, wobei der andere schräge Abschnitt unter Spannung gehalten wird.- or the strands, when individually coupled in the middle of the saddle, are designed essentially to exert symmetrical loads on both sides of the support mast supporting this saddle and are not suitable for strongly asymmetrical loads exerted on this support mast, e.g. those which occur when one of the two inclined sections of the support cable arranged on one side of the support mast is completely compressed, in particular with regard to its replacement, whereby the other inclined section is kept under tension.
Unter den zweiten im vorhergehenden angesprochenen Nachteilen ist der Zwang zum soliden Festmachen des unteren Halteseilverankerungsblocks in der Fahrbahneinheit anzuführen, derjenige, zum Verstärken dieser Fahrbahneinheit auf andere Mittel als das betreffende Halteseil zurückzugreifen und derjenige, dem obigen Verankerungsblock eine Stelle und eine Orientierung zu geben, weiche den Zugang von Spanneinrichtungen zu diesem Block erschweren.Among the second disadvantages mentioned above, the need to firmly fix the lower tether anchoring block in the carriageway unit, the need to use means other than the tether in question to reinforce that carriageway unit and the need to give the upper anchoring block a position and an orientation which make it difficult for tensioning devices to access that block.
Aufgabe der Erfindung ist es v.a. die ersten und/oder die zweiten obigen Nachteile zu beseitigen.The object of the invention is primarily to eliminate the first and/or second disadvantages mentioned above.
Zu diesem Zweck sind die Halteseilbrücken des betreffenden Typs erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß jeder der das wenigstens eine ihrer Halteseile bildenden Stränge umfaßt, in der gegenseitigen Verlängerung einzeln miteinander verbunden, einen ersten, schrägen, geradlinigen Abschnitt, welcher sich von der Fahrbahnefnheit zu dem betreffenden Tragemast frei erstreckt, und einen zweiten, nicht geradlinigen Abschnitt, welcher im Inneren eines die Fahrbahneinheit oder den Tragemast bildenden massiven Betonkörpers aufgenommen ist,For this purpose, the tether bridges of the type in question are essentially characterized according to the invention in that each of the strands forming at least one of their tethers comprises, individually connected to one another in the mutual extension, a first, oblique, rectilinear section which extends freely from the roadway unit to the support mast in question, and a second, non-rectilinear section which is accommodated inside a solid concrete body forming the roadway unit or the support mast,
und daß eine von dem Strang durchdrungene Zwischenverankerungseinrichtung vorgesehen ist, welche sich an dem massiven Körper abstützt und derart ausgebildet ist, daß sie den in dem massiven Körper aufgenommenen, nicht geradlinigen Strangabschnitt nach Spannen der gesamten Länge des Strangs durch Ausübung eines maximalen Zugs zwischen dessen beiden Enden und anschließender Verankerung dieser Enden unter Spannung halten kann, wobei jede Zwischenverankerungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß der sie durchdringende Strang in der Richtung bewegbar ist, in der er sich von dem massiven Körper entfernt in der umgekehrten Richtung aber automatisch blockiert wird.and that an intermediate anchoring device penetrated by the strand is provided, which is supported on the solid body and is designed in such a way that it can keep the non-rectilinear strand section received in the solid body under tension after tensioning the entire length of the strand by exerting a maximum tension between its two ends and then anchoring these ends, each intermediate anchoring device being designed in such a way that the strand penetrating it is movable in the direction in which it moves away from the solid body but is automatically blocked in the opposite direction.
In bevorzugten Ausführungsformen wird im übrigen die eine und/oder die andere der folgenden Anordnungen verwendet:In preferred embodiments, one and/or the other of the following arrangements is used:
- Mittel zum Neutralisieren der Blockierung jedes Strangs während des anfänglichen Spannens des Strangs sind vorgesehen,- Means for neutralising the blocking of each strand during the initial tensioning of the strand are provided,
- jeder Strang umfaßt wenigstens zwei aufeinanderfolgende, miteinander durch einen Koppler verbundene Segmente, nämlich ein erstes Segment, welches den nicht geradlinigen Abschnitt umfaßt und dessen eines Ende die Zwischenverankerungseinrichtung durchdringt, und ein zweites Segment, welches den größten Teil des geradlinigen Abschnitts umfaßt,- each strand comprises at least two consecutive segments connected to one another by a coupler, namely a first segment which comprises the non-rectilinear section and one end of which penetrates the intermediate anchoring device, and a second segment which comprises most of the rectilinear section,
- bei einer Brücke gemäß dem vorhergehenden Absatz gehört das erste Segment des Strangs dem Typ der geschmierten und ummantelten Stränge an, d.h. ist nackt und in einem Mantel mit dazwischen vorgesehenem Schmiermittel angeordnet, und das zweite Segment gehört dem Typ der einzeln durch einen extrudierten Mantel geschützten Stränge an,- in the case of a bridge as referred to in the previous paragraph, the first segment of the strand is of the lubricated and sheathed type, i.e. is bare and arranged in a sheath with lubricant provided between them, and the second segment is of the type of strands individually protected by an extruded sheath,
- bei der betrachteten Halteseilbrücke, umfasssend wenigstens einen Sattel der oben definierten Art, erstreckt sich jeder das wenigstens eine der Halteseile dieser Brücke bildende und mit einem derartigen Sattel zusammenwirkende Strang individuell von einem Fuß zum anderen des dieses Halteseil definierenden, umgekehrten V, der nicht geradlinige Abschnitt des Strangs ist dessen gekrümmter, auf dem Sattel ruhender Abschnitt und zum Gespannthalten dieses Strangs sind vorgesehen einerseits zwei Endverankerungseinrichtungen, welche an den zwei unteren Enden des Strangs angeordnet sind und jeweils dazu geeignet sind, das eine dieser Enden in der Fahrbahneinheit der Brücke oder in einem analogen, massiven Körper zu verankern, und andererseits zusätzlich zur Zwischenverankerungseinrichtung, welche von dem betrachteten Strang durchdrungen wird und sich an der einen der zwei vertikalen, gegenüberliegenden Flächen des den Sattel umfassenden Tragemasts abstützt, eine zweite Zwischenverankerungseinrichtung, welche gleichfalls von dem Strang durchdrungen wird und sich an der anderen vertikalen Fläche des Tragemasts in der zur ersteren umgekehrten Richtung abstützt,- in the tether bridge in question, comprising at least one saddle of the type defined above, each strand forming at least one of the tethers of this bridge and cooperating with such a saddle extends individually from one foot to the other of the inverted V defining this tether, the non-rectilinear portion of the strand is its curved portion resting on the saddle and, in order to keep this strand taut, there are provided, on the one hand, two end anchoring devices arranged at the two lower ends of the strand and each suitable for anchoring one of these ends in the deck unit of the bridge or in an analogous solid body, and, on the other hand, in addition to the intermediate anchoring device penetrated by the strand in question and extending on one of the two vertical opposite surfaces of the support mast comprising the saddle, a second intermediate anchoring device which is also penetrated by the strand and is supported on the other vertical surface of the support mast in the opposite direction to the first,
- der nicht geradlinige Abschnitt jedes Strangs des Halteseils ist in einem die Fahrbahneinheit der Brücke bildenden massiven Betonkörper aufgenommen und dieser Abschnitt ist zwischen der Zwischenverankerungseinrichtung, welche er durchdringt, und einer Endverankerungseinrichtung gespannt, welche sich an dem massiven Körper in der zur vorhergehenden umgekehrten Richtung abstützt.- the non-rectilinear section of each strand of the tether is housed in a solid concrete body forming the deck unit of the bridge and this section is tensioned between the intermediate anchorage device which it penetrates and a terminal anchorage device which bears against the solid body in the opposite direction to the previous one.
Abgesehen von diesen prinzipiellen Anordnungen umfaßt die Erfindung bestimmte andere Anordnungen, welche bevorzugterweise gleichzeitig verwendet werden und im folgenden genauer angeführt werden.Apart from these basic arrangements, the invention includes certain other arrangements which are preferably used simultaneously and are set out in more detail below.
Im folgenden werden bevorzugte, erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben, welche sich auf die in einer selbstverständlich nicht einschränkenden Weise beigefügten Zeichnungen beziehen. Preferred embodiments of the invention are described below, referring to the accompanying drawings, which are of course not limitative.
Figur 1 dieser Zeichnungen zeigt schematisch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Abschnitt einer Halteseilbrücke.Figure 1 of these drawings shows schematically a section of a tether bridge designed according to the invention.
Figur 2 zeigt noch schematisch, aber detaillierter als Figur 1 die Abschnitte der obigen Brücke, welche die erfindungsgemäße Verankerung eines ihrer Halteseile betreffen.Figure 2 shows, still schematically but in more detail than Figure 1, the sections of the above bridge which relate to the anchoring according to the invention of one of its retaining cables.
Figur 3 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Abschnitt des Halteseils und des dieses tragenden Haltemasts im Vertikalschnitt.Figure 3 shows, on an enlarged scale, a section of the holding cable and the mast supporting it in a vertical section.
Figur 4 zeigt schematisch und in einer Teilansicht eine Variante der erfindungsgemäßen Halteseilbrücke. Figure 4 shows schematically and in a partial view a variant of the tether bridge according to the invention.
In bekannter Weise umfaßt die auszustattende Brücke eine Fahrbahneinheit 1, welche an wenigstens einem Haltemast oder Pfeiler 2 aus Beton mittels an diesem Haltemast und an dieser Fahrbahneinheit verankerter Halteseile 3 hängt.In a known manner, the bridge to be equipped comprises a roadway unit 1 which hangs from at least one support mast or pillar 2 made of concrete by means of support cables 3 anchored to this support mast and to this roadway unit.
Bei den ersten in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen sind die Halteseile 3 beidseits des Haltemasts 2 relativ zu dessen Quermittelebene T symmetrisch in der Form von umgekehrten V's verteilt. Sie sind entsprechend einer in einer vertikalen Längsmittelebene der Brücke enthaltenen einzigen Fläche angeordnet oder gemäß mehrerer solcher parallelen Flächen, wobei deren Anzahl insbesondere zwei beträgt und sie in diesem Fall die Fahrbahneinheit 1 einfassen.In the first embodiments shown in Figures 1 to 3, the support cables 3 are distributed symmetrically in the form of inverted Vs on both sides of the support mast 2 relative to its transverse median plane T. They are arranged according to a single surface contained in a vertical longitudinal median plane of the bridge or according to several such parallel surfaces, the number of which is in particular two and in this case they enclose the roadway unit 1.
Jedes Halteseil 3 wird von einer Mehrzahl vor Strängen 4 gebildet, welche unabhängig sind, d.h. unabhängig voneinander angebracht und gespannt werden können und in bestimmten Fällen sogar einzeln ausgetauscht werden können.Each holding cable 3 is formed by a plurality of strands 4 which are independent, i.e. can be attached and tensioned independently of each other and in certain cases can even be replaced individually.
Jeder Strang kann von einem starken Draht gebildet sein, weist aber bevorzugterweise eine zentrale Seele auf, welche von einer Mehrzahl nebeneinanderliegender, wendelförmig um die Seele gewickelter Drähte, deren Anzahl im allgemeinen sechs ist, umgeben ist.Each strand can be formed from a strong wire, but preferably has a central core which is surrounded by a plurality of adjacent wires wound helically around the core, the number of which is generally six.
Die Möglichkeit des individuellen Strangaustauschs kann sich in der Praxis als sehr vorteilhaft herausstellen, da dadurch ein Austausch ermöglicht wird, ohne den Verkehr über die Brücke unterbrechen zu müssen: Wenn jede sich auf einer Seite eines Haltemasts erstreckende Halteseilfläche zwanzig Halteseile umfaßt und jedes Halteseil von zwanzig Strängen gebildet wird, ist die von jedem Strang getragene Last tatsächlich nur 1/400-stel der Gesamtlast, ein Anteil, der bei weitem geringer ist als die beim Brückenbau geltenden Toleranzen oder Sicherheitsfaktoren.The possibility of individual strand replacement can prove to be very advantageous in practice, as it allows replacement without having to interrupt traffic across the bridge: If each tether area extending on one side of a mast comprises twenty tethers and each tether is formed by twenty strands, the load carried by each strand is in fact only 1/400th of the total load, a proportion that is far lower than the tolerances or safety factors applicable in bridge construction.
Jedes Halteseil 3 bildet ein umgekehrtes V, welches einen Haltemast oder wenigstens einen Bereich dieses Haltemasts überdeckt, wobei sein oberer, die Spitze des umgekehrten V bildender Bereich abgerundet ist und auf einer einen "Sattel" bildenden, gekrümmten Auflagefläche 5 des Haltemasts ruht.Each support cable 3 forms an inverted V which covers a support mast or at least a portion of this support mast, with its upper portion, forming the tip of the inverted V, being rounded and resting on a curved support surface 5 of the support mast forming a "saddle".
Dieser Sattel wird hier von der Sohle eines in dem Haltemast 2 ausgenommenen, gekrümmten Tunnels 6 gebildet und erstreckt sich einem gekrümmten Bogen folgend nach unten, wobei die unteren Enden des Tunnels jeweils in die zwei transversalen Flächen F bzw. g des Haltemasts einmünden und schräg nach unten ausgerichtet sind.This saddle is formed here by the base of a curved tunnel 6 cut out of the support mast 2 and extends downwards following a curved arc, with the lower ends of the tunnel each opening into the two transverse surfaces F and g of the support mast and being oriented obliquely downwards.
Die zwei Füße des Halteseils 3 sind an zwei Blöcken 7,8 verankert, welche einen Teil der Tragkonstruktion der Fahrbahneinheit 1 bilden oder Teile von geeigneten massiven Körpern bilden, welche mit dem Erdboden verbunden sind, der die durch die Brücke verbundenen Ufer bildet.The two feet of the support cable 3 are anchored to two blocks 7,8 which form part of the supporting structure of the carriageway unit 1 or form parts of suitable massive bodies which are connected to the ground forming the banks connected by the bridge.
Jeder der ein Falteseil 3 konstituierenden Stränge 4 erstreckt sich von einem Block 7 zum anderen 8 und durchdringt aufeinanderfolgend zwei dazwischenliegende Verankerungsblöcke 9,10, welche jeweils in der Nähe der beiden Enden des Tunnels 6 angeordnet sind.Each of the strands 4 constituting a folding rope 3 extends from one block 7 to the other 8 and successively penetrates two intermediate anchoring blocks 9, 10, which are each arranged near the two ends of the tunnel 6.
Im Inneren des Tunnels 6, dessen Innenwandung bevorzugterweise mit einem Schalungsmantel 11 ausgekleidet ist, werden die Stränge 4 derart geführt, daß sie zueinander parallel bleiben und relativ zueinander etwas gleiten können.Inside the tunnel 6, the inner wall of which is preferably lined with a formwork casing 11, the strands 4 are guided in such a way that they remain parallel to each other and can slide slightly relative to each other.
Zu diesem Zweck sind sie vorteilhafterweise mit dazwischen vorgesehenem Schmiermittel in Mänteln 12, z.B. aus Polyethylen, aufgenommen, welche voneinander durch eine erhärtete Zementmasse 13 und eventuell durch spezielle zusätzliche Elemente auf Abstand gehalten werden.For this purpose, they are advantageously provided with lubricant in between in sleeves 12, e.g. made of Polyethylene, which are kept at a distance from each other by a hardened cement mass 13 and possibly by special additional elements.
Jeder der beiden Zwischenverankerungsblöcke 9,10 ist derart angeordnet, daß er eine unidirektionale Verankerung in dem Sinne garantiert, daß sich die den Block durchdringenden Stränge 4 bei Entfernung vom Haltemast 2 bewegen können, aber nicht in umgekehrter Richtung.Each of the two intermediate anchoring blocks 9, 10 is arranged in such a way that it guarantees unidirectional anchoring in the sense that the strands 4 penetrating the block can move when moving away from the support mast 2, but not in the opposite direction.
Zu diesem Zweck z.B. erfolgt jede Durchdringung eines Blocks 9,10 von einem Strang 4 durch eine in diesem Block ausgenommene, kegelstumpfförmige Aufnahme, welche in Richtung auf den Haltemast zusammenläuft.For this purpose, for example, each penetration of a block 9,10 by a strand 4 takes place through a truncated cone-shaped recess in this block, which converges in the direction of the support mast.
Diese Aufnahme wirkt mit einem geschlitzten, kegelstumpfförmigen Element 14 (Figur 2) zusammen, welches den betreffenden Strang an der vom Haltemast entfernten Seite des Blocks umgibt, wobei das Element bevorzugterweise durch eine Feder 15 in die Vertiefung in seiner Aufnahme hinein belastet ist, und wobei die Feder zwischen dem Element und einer wiederum selbst von den Strängen 4 durchdrungenen Halteplatte 16 angeordnet ist, welche durch Distanzsäulen 17 mit dem Block in geringem Abstand von diesem, z.B. in der Größenordnung Zentimeter, verbunden ist.This receptacle interacts with a slotted, frustoconical element 14 (Figure 2) which surrounds the relevant strand on the side of the block remote from the support mast, the element preferably being loaded into the recess in its receptacle by a spring 15, and the spring being arranged between the element and a retaining plate 16, which in turn is itself penetrated by the strands 4 and which is connected to the block by spacer columns 17 at a small distance from it, e.g. in the order of magnitude of centimeters.
Um damit ein solches Halteseil zu spannen wird jeder der dieses bildenden Stränge 4 angebracht, indem er aufeinanderfolgend durch die zwei Blöcke 9 und 10 gebracht wird, von denen wenigstens einer noch nicht unidirektional gemacht wurde: bei der beispielhaft beschriebenen Ausführungsform genügt es zu diesem Zweck, daß das betroffene Element 14 ein wenig von seiner Aufnahme in dem entsprechenden Block auf Abstand gehalten wird, indem die diesem zugeordnete Feder 15 komprimiert wird, wenn eine solche Feder existiert.In order to tension such a tether, each of the strands 4 constituting it is applied by passing it successively through the two blocks 9 and 10, at least one of which has not yet been made unidirectional: in the embodiment described by way of example, it is sufficient for this purpose that the element 14 in question is kept slightly spaced from its housing in the corresponding block by compressing the spring 15 associated with it, if such a spring exists.
Dann werden die unterschiedlichen Stränge 4 von ihren beiden jeweils die zwei Blöcke 7 und 8 durchquerenden Enden aus in irgendeiner geeigneten Weise gespannt, bis die normale Betriebsspannung in jedem Strang erreicht ist. Then the different strands 4 are tensioned in any suitable manner from their two ends each passing through the two blocks 7 and 8 until the normal operating tension is reached in each strand.
Dann werden die Durchdringungen der beiden Biöcke 9 und 10 von den gespannten Strängen unidirektional gemacht, indem insbesondere die Federn 15 im obigen Beispiel gelockert werden.Then the penetrations of the two blocks 9 and 10 by the tensioned strands are made unidirectional by loosening in particular the springs 15 in the above example.
Folglich bleibt der zwischen den zwei Blöcken 9 und 10 angeordnete gekrümmte Abschnitt jedes Strangs 4 mit einem Wert gespannt, welcher wenigstens sein Anfangswert ist und welcher irreversibel bis zu einem Maximalwert zunehmend vergrößert werden kann.Consequently, the curved portion of each strand 4 arranged between the two blocks 9 and 10 remains tensioned to a value which is at least its initial value and which can be increased irreversibly up to a maximum value.
Diese Spannung besteht selbst dann fort, wenn während der in Dienst Stellung des den betrachteten Strang umfassenden Halteseils die Spannung in einem der beiden geradlinigen schrägen Abschnitte dieses Halteseils verringert wird, welche jeweils zwischen den Blöcken 7 und 9 und zwischen den Blöcken 8 und 10 angeordnet sind.This tension persists even if, during the service of the tether comprising the strand in question, the tension is reduced in one of the two straight inclined sections of this tether, which are respectively located between blocks 7 and 9 and between blocks 8 and 10.
Derartige vorübergehende Spannungsverringerungen sind geläufig und eine der Hauptursachen von Ermüdung und deshalb von Verschleiß der Halteseile.Such temporary tension reductions are common and are one of the main causes of fatigue and therefore wear of the tethers.
Sie sind z.B. auf die Überquerungen der Halteseilbrücke von schweren Fahrzeugen neben den Füßen der betrachteten Halteseile zurückzuführen oder auch auf Windstöße auf diese Halteseile, welche sich häufig durch Oszillationen und deshalb durch Zustandsänderungen zwischen gespannten und entspannten Zuständen der Halteseile außern.They can be attributed, for example, to heavy vehicles crossing the tether bridge next to the feet of the tethers in question or to gusts of wind on these tethers, which often manifest themselves as oscillations and therefore as changes in state between tensioned and relaxed states of the tethers.
Im vorliegenden Fall wird der auf dem Sattel 5 aufliegende gekrümmte Abschnitt des Halteseils vor diesen Materialermüdung erzeugenden Zustandsveränderungen geschützt, da er permanent unter Spannung gehalten wird.In the present case, the curved section of the holding cable resting on the saddle 5 is protected from these changes in condition that cause material fatigue, since it is permanently kept under tension.
Da der gekrümmte Abschnitt jedes Strangs sein schwächster Abschnitt ist, weil er nicht nur durch Zug, sondern auch durch Biegung und eventuell durch Reibung mit seiner Auflagefläche belastet ist, äußert sich der Schutz dieses gekrümmten Abschnitts vor der Ermüdung also in einer beträchtlich verlängerten Lebensdauer des Halteseils. Since the curved section of each strand is its weakest section, because it is subjected not only to tension but also to bending and possibly friction with its supporting surface, protecting this curved section from fatigue results in a considerably extended service life of the tether.
In den bevorzugten Ausführungsformen besteht jeder Strang 4 aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Segmenten, nämlich:In the preferred embodiments, each strand 4 consists of at least two interconnected segments, namely:
- einem ersten Segment A, welches den gesamten, auf dem Sattel ruhenden, gekrümmten Abschnitt umfaßt, wobei dessen beide geradlinige Enden, jeweils die zwei Blöcke 9 bzw. 10 mit ihren Halteplatten durchqueren,- a first segment A, which comprises the entire curved section resting on the saddle, the two straight ends of which pass through the two blocks 9 and 10 with their retaining plates, respectively,
- und wenigstens einem anderen geradlinigen Segment B, welches sich von einem der Enden zu dem ersten Segment A erstreckt und aus dem Block 9 oder 10 an dessen vom Haltemast entfernten Seite heraustritt und bis zu einem der zwei Blöcke 7 und 8 verläuft.- and at least one other straight segment B which extends from one of the ends to the first segment A and emerges from the block 9 or 10 on its side remote from the support mast and runs to one of the two blocks 7 and 8.
Die Verbindung zwischen diesen beiden Segmenten A und B wird mittels eines einzelnen Kopplers 18 in unmittelbarer Nachbarschaft des entsprechenden Blocks 9 oder 10 bewerkstelligt.The connection between these two segments A and B is accomplished by means of a single coupler 18 in the immediate vicinity of the corresponding block 9 or 10.
Diese Verbindung als auch das in Höhe des betroffenen Blocks 9 oder 10 durchgeführte unidirektionale Einspannen wird an nackten Strangabschnitten durchgeführt, wobei hier angenommen sei, daß Block 9 der entsprechende Bloch ist.This connection as well as the unidirectional clamping carried out at the level of the affected block 9 or 10 is carried out on bare strand sections, whereby it is assumed here that block 9 is the corresponding block.
Um sie zu schützen und insbesondere ihre Korrosion zu vermeiden, sind diese nackten Abschnitte in einem mit Schmiermittel 20 ausgefülltem Gehäuse 19 eingeschlossen, welches direkt an dem Block 9 angebracht istIn order to protect them and in particular to prevent corrosion, these bare sections are enclosed in a housing 19 filled with lubricant 20, which is attached directly to the block 9
An seiner dem Gehäuse 19 entgegengesetzten Seite wird der Block 9 von einer kurzen Hülse 21 verlängert und die beiden axialen Enden des von dem Gehäuse 19 und der Hülse 21 gebildeten rohrförmigen Ensembles werden von Stopfbuchsen 22, 23 gebildet, welche in abgedichteter Weise von ummantelten Strangabschnitten durchdrungen werden.On its side opposite the housing 19, the block 9 is extended by a short sleeve 21 and the two axial ends of the tubular assembly formed by the housing 19 and the sleeve 21 are formed by stuffing boxes 22, 23, which are penetrated in a sealed manner by sheathed strand sections.
Im vorliegenden Beispiel ist der das Strangsegment A umhüllende Mantel derjenige, der vorher mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet wurde, in welchem der betroffene Strang mit dazwischen vorgesehenem Schmiermittel aufgenommen ist und der das Strangsegment B betreffende Mantel ist direkt mit diesem extrudiert, wobei möglicherweise eine Wachsschicht oder dergleichen dazwischen angeordnet sein dann und der Mantel insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, z.B. Polyethylen oder einem Polyamid, bestehen kann.In the present example, the sheath enveloping the strand segment A is the one previously designated with the reference numeral 12, in which the strand in question is accommodated with lubricant provided between them, and the sheath relating to the strand segment B is extruded directly with it, with a layer of wax or the like possibly being arranged between them and the sheath being able to consist in particular of a plastic material, e.g. polyethylene or a polyamide.
Um den transversalen Platzbedarf der von den verschiedenen Kopplern 18 gebildeten Einheit zu verringern werden diese bevorzugterweise einem Netzwerk nach Art gleichseitiger Dreiecke gemäß verteilt, welche sich über mehrere Ebenen und bevorzugterweise über drei Ebenen erstreckt.In order to reduce the transverse space requirement of the unit formed by the various couplers 18, these are preferably distributed according to a network in the form of equilateral triangles, which extends over several levels and preferably over three levels.
Bei einer solchen Verteilung ist jeder einzelne Koppler 18 von einer Mehrzahl gewöhnlicher Strangabschnitte umgeben, welche in äußeren Vertiefungen dieses Kopplers aufgenommen sind, wobei die Anzahl dieser Vertiefungen im allgemeinen sechs beträgt.In such a distribution, each individual coupler 18 is surrounded by a plurality of ordinary strand sections which are received in outer recesses of this coupler, the number of these recesses generally being six.
Die einzelnen an sich bekannten Koppler 18 können einem einfach demontierbaren Typ angehören: Der vorgeschlagene Aufbau eignet sich also zur Demontage der unterschiedlichen Strangsegmente A, welche die schrägen, geradlinigen Halteseilabschnitte bilden.The individual couplers 18 known per se can be of an easily removable type: The proposed The structure is therefore suitable for dismantling the different strand segments A, which form the inclined, straight tether sections.
Auf diese Weise kann der eine dieser schrägen Abschnitte wenigstens teilweise ersetzt werden, wobei der andere an Ort und Stelle bleibt, ohne daß die an dem gekrümmten Abschnitt B angelegte Spannung auf Null reduziert wurde: Dies ist ein wichtiger Vorteil dieser Erfindung.In this way, one of these oblique sections can be at least partially replaced, leaving the other in place, without the stress applied to the curved section B being reduced to zero: this is an important advantage of this invention.
In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform liegt der Block 9 nicht direkt an der entsprechenden Querfläche F des Haltemasts 2 an.In the embodiment shown in Figure 3, the block 9 does not lie directly on the corresponding transverse surface F of the support mast 2.
Dieser Block 9 liegt hier axial an einem Ende der das Innere des in dem Beton des Haltemasts ausgenommenen Tunnels 6 bedeckenden Hülle 11. Diese Hülle 11 muß also derart ausgebildet sein, daß sie auf den Haltemast eine gewisse axiale Last übertragen kann. This block 9 is located axially at one end of the casing 11 covering the interior of the tunnel 6 cut out of the concrete of the support mast. This casing 11 must therefore be designed in such a way that it can transfer a certain axial load to the support mast.
Diese Übertragung wird dadurch begünstigt, daß die äußere Oberfläche der Hülle 11 innerhalb des Haltemasts versteift wird, wobei sogar geeignete erhabene Strukturen außerhalb derselben angebracht werden können, z.B. ein wendelartig gewickelter Draht 25.This transmission is facilitated by stiffening the outer surface of the casing 11 within the support mast, and even suitable raised structures can be provided outside of it, e.g. a helically wound wire 25.
Es ist zu beachten, daß der Maximalwert der Axiallast, welche die Hülle 11 auf den Haltemast 2 übertragen können muß, reiativ gering sein Kann.It should be noted that the maximum value of the axial load which the casing 11 must be able to transfer to the support mast 2 can be relatively small.
Tatsächlich ist diese Last bei der Spannung der unterschiedlichen Stränge bis zu ihrem Maximalwert in der im vorhergehenden beschriebenen Art praktisch Null, wenn man berücksichtigt, daß die dann auf die unterschiedlichen Stränge beidseits des Blocks 9 in jeweiliger Richtung der zwei Blöcke 7 und 8 ausgeübten Spannungen identisch sind.In fact, this load is practically zero when the different strands are tensioned to their maximum value in the manner described above, taking into account that the tension then distributed on the different strands The stresses exerted on both sides of block 9 in the respective directions of the two blocks 7 and 8 are identical.
Der in Frage kommende Maximalwert entspräche dem Fall, in dem die Gesamtheit der schrägen, mit dem Block 9 verbundenen Halteseilabschnitte demontiert würden: Bei dieser Hypothese also würde die dann auf den Block 9 in Richtung auf den Haltemast ausgeübte Maximalspannung nicht nur auf die Hülle 11, sondern auch auf die Gesamtheit des Kerns aus erhärteter Masse 13 ausgeübt, welche die Abschnitte des Innenvolumens der Hülle ausfüllt, die nicht von den mit Schmiermitteln behandelten, ummantelten Stränge 12 eingenommen werden, wobei der Kern selbst stark an der Innenwandung der Hülle 11 anhaftet.The maximum value in question would correspond to the case in which all the inclined sections of the tether connected to block 9 were dismantled: in this hypothesis, thus, the maximum stress then exerted on block 9 in the direction of the tether would be exerted not only on the casing 11, but also on the whole of the core of hardened mass 13 which fills the sections of the internal volume of the casing not occupied by the coated strands 12 treated with lubricants, the core itself being strongly adhered to the internal wall of the casing 11.
Die in Figur 3 dargestellte Variante, gemäß welcher der Block 9 nicht direkt am Haltemast anliegt, weist aso den Nachteil auf, daß eine etwas zu strenge Anforderung an die Widerstandsfähigkeit der Hükle 11 gegen Kompression erhoben wird.The variant shown in Figure 3, according to which the block 9 does not lie directly on the support mast, has the disadvantage that a somewhat too strict requirement is imposed on the resistance of the sleeve 11 to compression.
Sie vermeidet es aber, auf Höhe der Querfläche des Haltemasts entweder einen im allgemeinen wenig ästhetischen Wulst oder eine die Betonarmierungsprobleme etwas komplizierende Verstärkung vorsehen zu müssen.However, it avoids having to provide either a generally unattractive bulge or a reinforcement at the level of the transverse surface of the support mast, which somewhat complicates the concrete reinforcement problems.
Es ist gleichfalls zu beachten, daß bei der Ansführungsform nach Figur 3 die oben beschriebene Hülse 21 direkt durch eine Außenfläche der Hülle 1 selbst gebildet wird, wobei die Außenfläche an einen Endring 26 geschweißt ist. Der Umfang dieses Rings 26 ist in den Block 9 eingepaßt und wird von den obigen Distanzsäulen 17 durchdrungen und von Zwickeln 27 verlängert, welche sich entlang der Hülle 21 erstrecken.It should also be noted that in the embodiment according to Figure 3, the sleeve 21 described above is formed directly by an outer surface of the casing 1 itself, the outer surface being welded to an end ring 26. The circumference of this ring 26 is fitted into the block 9 and is penetrated by the above spacer columns 17 and extended by gussets 27 which extend along the casing 21.
In der in Figur 4 dargestellten Variante sind die Elemente, welche mit vorher beschriebenen identisch sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the variant shown in Figure 4, the elements which are identical to those previously described are designated by the same reference numerals.
Zur Verdeutlichung ist in Figur 4 nur ein einziger, zur Ausbildung des Halteseils 3 beitragender Strang 4 dargestellt, wobei dieser Strang aber selbstverständlich einer Mehrzahl weiterer paralleler Stränge zugeordnet ist, um das Halteseil 3 zu bilden.For clarity, only a single strand 4 is shown in Figure 4, which contributes to the formation of the holding cable 3, although this strand is of course associated with a plurality of other parallel strands in order to form the holding cable 3.
Der Strang 4 umfaßt einen zwischen der Fahrbahneinheit 1 der betrachteten Brücke und der Spitze des Haltemasts 2 gespannten, schrägen, geradlinigen Abschnitt 4&sub1; und einen zweiten Abschnitt 4&sub2;, welcher nicht geradlinig ist und in dem Beton eingebettet ist. Diese zwei Abschnitte sind endwelse auf Höhe einer Zwischenverankerungseinrichtung 28 verbunden, welche sich an dem Betonabschnitt abstützt, in welchem der Abschnitt 4&sub2; eingebettet ist.The strand 4 comprises an inclined, rectilinear section 4₁ stretched between the deck unit 1 of the bridge in question and the top of the support mast 2, and a second section 4₂ which is not rectilinear and is embedded in the concrete. These two sections are connected at the end at the level of an intermediate anchoring device 28 which rests on the concrete section in which the section 4₂ is embedded.
Anstatt, wie im vorhergehenden, in dem Haltemast 2 entlang eines Sattels eingebettet zu sein, ist dieser zweite Abschnitt 4&sub2; in einen Teilbereich der Fahrbahneinheit 3 eingebettet.Instead of being embedded in the support mast 2 along a saddle, as in the previous one, this second section 42 is embedded in a partial area of the roadway unit 3.
Genauer umfaßt dieser Abschnitt 4&sub2; ein kreisbogenförmig gekrümmtes Segment, welches in Verlängerung des schrägen geradlinigen Abschnitts 4&sub1; angeordnet ist und selbst wiederum durch ein horizontales, geradliniges Segment verlängert wird, welches sich in Längsrichtung der Brücke erstreckt.More precisely, this section 4₂ comprises a circular arc-shaped curved segment which is arranged in extension of the oblique straight section 4₁ and is itself extended by a horizontal straight segment which extends in the longitudinal direction of the bridge.
Dieses horizontale Segment wird selbst wiederum von einer Verankerungseinrichtung 29 des gewöhnlichen Typs begrenzt, welche sich horizontal an der Fahrbahneinheit 1 abstützt.This horizontal segment is itself delimited by an anchoring device 29 of the usual type, which is supported horizontally on the roadway unit 1.
Das andere Ende des betrachteten Strangs 4, nämlich das obere Ende des Abschnitts 4 stützt sich durch eine Verankerungseinrichtung 31 des herkömmlichen Typs an der vertikalen Querfläche G des Haltemasts ab, nachdem es einen geradlinigen, in dem Haltemast ausgenommenen Kanal 30 durchquert hat, wobei die entsprechende Seite des Haltemasts diejenige Seite ist, die vom übrigen Halteseil 3 am weitesten entfernt ist.The other end of the strand 4 in question, namely the upper end of the section 4, rests on the vertical transverse surface G of the support mast by means of an anchoring device 31 of the conventional type, after having passed through a straight channel 30 cut out in the support mast, the corresponding side of the support mast being the side furthest from the rest of the support cable 3.
Die Zwischenverankerungseinrichtung 28 stützt sich an der Fahrbahneinheit 1 in einer Richtung ab, welche zur Abstützrichtung der Verankerungseinheit 29 entgegengesetzt ist, so daß es diese zwei Abstützstellen ermöglichen, den Abschnitt 4&sub2; nach dessen anfänglicher Maximalspannung unter Spannung zu halten. Die Zwischenverankerungseinrichtung 28 ist im übrigen derart ausgebildet, daß sie den Strang 4, welcher sie durchdringt, in einer einzigen Richtung blockieren kann, nämlich in derjenigen, welche zur Fahrbahneinheit 1 hin orientiert ist.The intermediate anchoring device 28 is supported on the roadway unit 1 in a direction that is opposite to the support direction of the anchoring unit 29, so that these two support points make it possible to keep the section 42 under tension after its initial maximum tension. The intermediate anchoring device 28 is also designed in such a way that it can block the strand 4 that passes through it in a single direction, namely that oriented towards the roadway unit 1.
Wenn das Spannen des Strangs 4 von der unteren Verankerungseinrichtung aus durchgeführt wird, muß die durch die unidirektionale Verankerungseinrichtung 38 ausgeübte Blockierung dieses Strangs provisorisch neutralisiert werden.When tensioning of the strand 4 is carried out from the lower anchoring device, the blocking of this strand exerted by the unidirectional anchoring device 38 must be temporarily neutralized.
Von dem Moment an aber, ab dem diese Neutralisierung aufgehoben wird, bleibt der Abschnitt 42 unter seiner Maximalspannung, genauso wie es im vorhergehenden für die auf den Sätteln liegenden Strangabschnitte der Fall war.However, from the moment this neutralization is lifted, section 42 remains below its maximum tension, just as was the case previously for the strand sections lying on the saddles.
Dementsprechend wird wie im vorhergehenden nur der schräge Abschnitt 4&sub1; der Stränge 4 den Spannungsvariationen beim Betrieb der Brücke ausgesettt. Dies ist kaum ein Nachteil, da dieser Abschnitt geradlinig und deshalb der Ermüdung nicht so stark ausgesetzt ist, wie der nicht geradlinge Abschnitt 4&sub2;.Accordingly, as in the previous case, only the inclined section 41 of the strands 4 is subjected to the tension variations during the operation of the bridge. This is hardly a disadvantage since this section is straight and therefore not as subject to fatigue as the non-straight section 42.
In Figur 4 ist bei 32 noch ein Koppler gezeigt, welcher dem durch die Bezugszeichen 18 bis 23 im vorhergehenden bezeichneten Typ angehört und in unmittelbarer Nähe der Zwischenverankerungseinrichung 28 angeordnet ist: Dieser Koppler 32 ist wie der vorhergehende dazu bestimmt, zwei den gleichen Strang 4 bildende Bereiche untereinander zu verbinden, nämlich einen den Abschnitt 4&sub2; umfassenden schmiermittelbehandelten, ummantelten Bereich, der in einem in der Fahrbahneinheit 1 ausgenommenen Kanal 33 mit dazwischen vorgesehener Masse 34 aufgenommen ist und einen Bereich, der im wesentlichen dem Abschnitt 4&sub1; entspricht und von einem Strangelement gebildet wird, welches von einem um ihn herum anhaftenden Mantel aus Kunststoff oder dgl. geschützt wird.In Figure 4, a coupler 32 is also shown, which belongs to the type indicated by the reference numerals 18 to 23 above and is arranged in the immediate vicinity of the intermediate anchoring device 28: this coupler 32, like the previous one, is intended to connect two areas forming the same strand 4 to one another, namely a lubricant-treated, sheathed area comprising the section 42, which is accommodated in a channel 33 recessed in the roadway unit 1 with a mass 34 provided between them, and an area which corresponds essentially to the section 41 and is formed by a strand element which is protected by a sheath made of plastic or the like adhering around it.
Diese Variante der Figur 4 weist bzgl. derjenigen der Figuren 1 bis 3 die folgenden Vorteile auf:This variant of Figure 4 has the following advantages compared to Figures 1 to 3:
- einfache Realisierung der Endverankerung 29, da sich diese an einem massiven Betonkörper abstützt, statt sich am Ausgang dieses massiven Körpers zu befinden,- simple implementation of the end anchorage 29, as it is supported on a solid concrete body instead of being located at the exit of this solid body,
- die Möglichkeit der Verankerung 29 eine derartige Position und eine derartige Orientierung zu geben, daß das Spannen der das entsprechende Halteseil bildenden Stränge erleichtert wird,- the possibility of giving the anchorage 29 such a position and such an orientation that the tensioning of the strands forming the corresponding tether is facilitated,
- Ausnutzung der Spannung des Halteseils zum Vorspannen eines Bereichs des die Fahrbahneinheit 1 bildenden, massiven Betonkörpers.- Utilization of the tension of the holding cable to pre-tension an area of the solid concrete body forming the roadway unit 1.
Infolge dessen wird unabhängig von der verwendeten Ausführungsform letztendlich über eine Halteseilbrücke verfügt, deren Aufbau und deren Erstellung sich ausreichend aus dem vorhergehenden ergibt.As a result, regardless of the design used, the result is ultimately a tethered bridge, the structure and construction of which are sufficiently clear from the foregoing.
Diese Brücke weist im Vergleich zu den vorbekannten zahlreiche Vorteile auf, insbesondere die folgenden:This bridge has numerous advantages compared to the previously known ones, in particular the following:
- eine Quasi-Abwesenheit der Ermüdung des gekrümmten Abschnitts jedes Halteseils aufgrund der Tatsache des Unter-Spannung-Haltens dieses Abschnitts und seines Blockierens, wodurch seine chronischen Verformungen und/oder Verschiebungen unterbunden sind und infolge dessen die Lebensdauer der Halteseils erhöht ist,- a quasi-absence of fatigue of the curved section of each tether due to the fact of Maintaining this section under tension and blocking it, thus preventing its chronic deformations and/or displacements and consequently increasing the service life of the tether,
- die Möglichkeit mehrsträngige Halteseile zu verwenden und diese Halteseile wenigstens teilweise zu ersetzen, ohne den Verkehr über die Brücke zwangsläufig unterbrechen zu müssen.- the possibility of using multi-strand retaining cables and replacing these retaining cables at least partially without necessarily having to interrupt traffic across the bridge.
Es versteht sich von selbst und ergibt sich im übrigen bereits aus dem vorhergehenden, daß die Erfindung keinesfalls auf diejenigen ihrer Anwendungs- und Ausführungsformen beschränkt ist, welche im besonderen beschrieben sind; sie umfaßt im Gegenteil alle durch die beigefügten Ansprüche abgedeckten Varianten und insbesondere diejenigen, bei denen die in bezug auf Figur 4 beschriebene Konstruktion, d.i. nieder Strang 4 umfaßt einen in das Fahrbahnelement der Brücke eingebetteten nicht geradlinigen dauernd gespannten Abschnitt, in Kombination mit derjenigen in bezug auf die Figuren 1 bis 3 beschriebenen, d.i. jeder Strang 4 umfaßt einen auf einem Sattel eines Haltemasts liegenden gekrümmten dauernd eingespannten Abschnitt, angewandt wird.It goes without saying and is already clear from the foregoing that the invention is in no way limited to the specific embodiments and forms of application described; on the contrary, it encompasses all variants covered by the appended claims and in particular those in which the construction described with reference to Figure 4, i.e. each strand 4 comprises a non-rectilinear permanently clamped section embedded in the bridge deck element, is used in combination with that described with reference to Figures 1 to 3, i.e. each strand 4 comprises a curved permanently clamped section resting on a saddle of a support mast.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |