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Verfahren zum Herstellen einer teilverankerten oder voll in sich verankerten
Hängebrücke und nach diesem Verfahren hergestellte Hängebrücke Die Herstellung einer
erdverankerten Hängebrücke ist von einer ausreichend festen Gründung der Widerlager
abhängig, weil diese die ganze, im allgemeinen sehr große Zugkraft der Tragkabel
aufnehmen müssen. Dabei ist zur Übertragung der einen erheblichen Teil dieser Zugkraft
darstellenden Horizontalkraft in den Boden gegebenenfalls eine Schrägpfahl- oder
Caissongründung erforderlich.
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Ferner hat man für solche Fälle, in denen eine unmittelbare Verankerung
der Tragkabel in oder eine zug- und schubfeste Verbindung besonderer Widerlagerkörper
mit dem Boden, d. h. vorzugsweise gewachsenem Fels, nicht möglich ist, einen besonderen,
ruhenden Widerlagerkörper von so großem Eigengewicht vorgesehen, daß dieses, vermindert
um die vertikal nach oben gerichtete Teilkraft des Kabelzuges, ausreicht, um an
der Gründungssohle die zur Aufnahme der waagerechten Teilkraft des Kabelzuges notwendige
Reibung zu erzeugen. Die Kabelenden sind dabei gewöhnlich über Umlenklager in eine
steilere Richtung abwärts geführt und in den betreffenden Körpern verankert. Man
hat in diesem Zusammenhang den für beide Tragkabel gemeinsamen oder den für jedes
Tragkabel besonderen Verankerungskörper auch schon
als Kippkörper
ausgebildet und hebelarmartig so gegen das ortsfeste Fundament abgestützt, daß entweder
etwa durch diesen Stützpunkt die Mittelkraft aus dem Kabelzug und dem Eigengewicht
des Kippkörpers hindurchgeht oder aber ein Teil der Horizontalkraft in die Versteifungsträger
eingeleitet wird.
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Im letztgenannten Falle handelt es sich um eine teilverankerte Hängebrücke.
Dieses System ist neben demjenigen einer voll in sich versteiften, d. h. die ganze
Horizontalkraft selbst aufnehmenden Hängebrücke der Erfindung zugrunde gelegt. Auch
solche Bauarten haben eine große praktische Bedeutung, denn es kommt häufig vor,
daß die Bodenverhältnisse für die Herstellung einer erdverankerten Hängebrücke selbst
bei Verwendung besonderer Gegengewichts-Gründungskörper nicht geeignet sind.
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Die bekannten diesbezüglichenAusführungen haben jedoch gewisse :Mängel.
Einerseits ergeben sich durch die angegebene Ausbildung der Widerlager als Kipplager
bei veränderlichen Verkehrslasten, aber gleichbleibendem Gegengewicht unerwünschte
Auf- und Abwärtsbewegungen der Fahrbahn. Andererseits mußten bisher in den Versteifungsträgern
zum zwängungsfreien und kontrollierbaren Ausrichten des Überbaues nach dem Freisetzen
von den Montagegerüsten im Bereich der Brückenöffnungen Gelenke angeordnet werden,
die wegen der Durchleitung des Horizontalschubes entsprechend groß und schwer ausfielen.
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Man hat weiterhin vorgeschlagen, die jeweilige Kipplage der Gegengewichtskörper
selbsttätig zu regeln, um den gegenseitigen Abstand der Ablenklager und damit die
Stützweite der Tragkabel entsprechend ihren durch Belastungs- und Temperaturschwankungen
verursachten elastischen Dehnungen zu verändern. Bei einer noch anderen Ausführung
ist in den einen oder die beiderseitigen im Untergrund ruhenden Widerlagerkörper
ein bzw. je ein Ballastkörper eingebaut worden, der im entgegengesetzten Sinne wie
die vorher erwähnten Kippkörper an dem der Brücke abgekehrten Ende so abgestützt
ist, daß sein Kippmoment sich als gleichbleibende horizontale Vorspanndruckkraft
auf die Stirnseite der aus Stahlbeton bestehenden Fahrbahnplatte auswirkt, während
sein Gewicht in vertikaler Richtung auf das Widerlager übertragen-wird. Schließlich
hat man auch schon eine Hängebrücke mit zwei Tragkabelsystemen entworfen, von denen
das eine in den ortsfesten Widerlagern und das andere unmittelbar in den Versteifungsträgern
der Brücke verankert ist.
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Zum Unterschied von den vorerwähnten Konstruktionen beruht die Erfindung
auf einer Maßnahme, die es ermöglicht, eine teilverankerte oder voll in sich verankerte
Hängebrücke ohne Montagegerüst, vor allem in der Mittelöffnung, vergleichsweise
einfacher, schneller und billiger als bisher herzustellen. Dabei handelt es sich
um eine nur vorübergehende Kabelverankerung während der Montage, die nach Fertigstellung
des Versteifungsträgers wieder gelöst wird. Dieser Idee sollen mit der Erfindung
die zur praktischen Nutzanwendung erforderlichen technischen Grundlagen gegeben
werden. Demgemäß besteht die Erfindung unter Verwendung von in ortsfesten Fundamenten
beweglich angeordneten Stützkörpern für die Verankerung des Tragkabelpaares verfahrensmäßig
im wesentlichen darin, daß die an dem bzw. jedem Stützkörper hervorgerufene Horizontalkraft
in einem ersten Montageabschnitt mittels am Stützkörper angreifender Druck- oder
Zugelemente auf das Fundament übertragen und in einem zweiten Montageabschnitt durch
Entfernen oder Nachlassen dieser Elemente unter horizontaler Verschiebung des Stützkörpers
über stirnseitig an diesem angeordnete Drucklager ganz oder teilweise in den Versteifungsträger
geleitet wird.
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Nach weiteren, baulichen Merkmalen der Erfindung sind bei einer nach
diesem Verfahren hergestellten Brücke, deren Tragkabel in an sich bekannter Weise
über ein Sattellager des bzw. jedes Stützkörpers mit Umlenkung geführt sind, zur
vorübergehenden Aufnahme der ganzen oder eines beliebigen Teiles der Horizontalkraft
der Tragkabel als Druckelemente zwischen etwa senkrecht zur Winkelhalbierenden der
Kabelumlenkung verlaufenden Flächen des horizontal verschiebbaren Stützkörpers und
des Fundamentes auf verschiedene Höhen einstellbare und gegebenenfalls auch ganz
entfernbare Stützen angeordnet. Statt dessen können auch zur vorübergehenden Aufnahme
der ganzen oder eines beliebigen Teiles der Horizontalkraft der in dem bzw. in jedem
in Richtung dieser Kraft verschiebbaren Stützkörper mit oder ohne Umlenkung verankerten
Tragkabel als Zugelemente zwischen dem Stützkörper und dem Fundament nachlaßbare
Rückverankerungsseile angeordnet sein.
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Sonstige Einzelheiten und die mit der Erfindung erreichten Vorteile
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung an Hand verschiedener, in der Zeichnung
beispielsweise dargestellter Ausführungsformen. Es zeigt, rein schematisch unter
Weglassung aller nicht zum Verständnis erforderlichen Bauteile, Abb. r das eine
Endwiderlager einer teilverankerten Hängebrücke mit einem beweglich angeordneten
Zwischenverankerungskörper und vorübergehender Erdverankerung durch Druckglieder
in Seitenansicht, Abb. z den gleichen Gegenstand in gleicher Darstellung, aber anderer
Ausführung unter Verwendung von Zuggliedern zur vorübergehenden Erdverankerung und
Abb. 3 eine bis auf den Wegfall einer Umlenkung der Tragkabelenden im wesentlichen
mit der vorhergehenden-übereinstimmende Ausführung.
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Bei der Ausführung nach Abb. i sind die Tragkabel i einer Hängebrücke
mit ihren in steilere Richtung umgelenkten Enden in einem mit dein umgebenden Boden
festverbundenen Fundament a aus beton verankert. In einer nach oben offenen Aussparung
dieses ortsfesten Fundaments ist ein anderer, wesentlich kleinerer Betonkörper 3
als Stützkörper, der etwa die Form einer Pistole hat, in Richtung
der
Horizontalkraft H der Kabel verschiebbar gelagert, so daß er sich über Drucklager
4. gegen die Versteifungsträger 5 der Brücke abstützen kann.
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Das Umlenken der Kabel erfolgt in an sich bekannter Weise mittels
eines besonderen Lagers 6, das auf dem Stützkörper 3 beweglich geführt ist. Iii
Richtung der Winkelhalbierenden x-x der Kabelumlenkung sind zwischen senkrecht dazu
verlaufenden Flächen des Stützkörpers 3 und des Fundaments 2 Stützglieder 7 vorgesehen,
die entsprechend ihren jeweiligen Aufgaben auf verschiedene Höhen eingestellt und
gegebenenfalls auch wieder ganz ausgebaut werden können. Die Kabelenden sind, wie
an sich üblich, in ihre einzelnen Seile aufgelöst in einer Aussparung 8 des Fundaments
2 mit einem sich gegen diesen abstützenden, verstellbaren Verankerungsträger 9 verbunden,
so daß die Kabel jeweils mehr angezogen oder nachgelassen werden können.
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Zur vorübergehenden Erdverankerung der Tragkabel wird der Stützkörper
3 während der Montage des Überbaues durch die Stützglieder 7 gegen die von den umgelenkten
Kabeln ausgeübte Kraft in einer solchen Lage gehalten, daß er nur von den seine
Verschiebung ermöglichenden Auflagerelementen getragen wird, daß aber die Drucklager
q. noch nicht zum Tragen kommen und infolgedessen von den erst im Zustand des Zusammenbaues
befindlichen Versteifungsträgern 5 noch kein Horizontalschub aufgenommen zu werden
braucht.
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Zu gegebener Zeit werden dann die Stützglieder 7 in ihrer Höhe verringert
oder ganz entfernt, so daß der Stützkörper 3 sich weiter nach rechts (in der betreffenden
Darstellung) verschieben und über die Lager .I gegen die fertigen Versteifungsträger
5 abstützen kann. Die anteilige Größe des von diesen aufzunehmenden Horizontalschubes
H hängt vorn Umlenkwinkel der Kabel ab und kann beliebig gewählt werden; bei einer
Erdverankerung der Kabel ganz ohne Umlenkung ergibt sich überhaupt kein Horizontalschub
und bei einer Erdverankerung der Kabel in lotrechter Richtung ist der Horizontalschub
gleich der ganzen Horizontalkraftkomponente aus dem Kabelzug. Im letzteren Falle
handelt es sich um eine voll in sich versteifte Hängebrücke, während zwischen den
beiden Grenzen die verschiedenen Möglichkeiten einer teilverankerten Hängebrücke
liegen. Maßgebend für die jeweils zu treffende Wahl ist im vorliegenden Zusammenhang
unter anderem die zweckmäßige Verteilung der während der vorübergehenden Erdverankerung
vom Fundament 2 aufzunehmenden Kräfte. Diese Kräfte sind erheblich geringer, als
wenn die gleiche Hängebrücke für dauernd erdverankert werden sollte, weil während
der Montage bis zur Aufnahme des Horizontalschubes durch die Versteifungsträger
noch ein großer Teil des gesamten Eigengewichtes (Fahrbahn, Geländer usw.) sowie
sämtliche Verkehrslasten fehlen.
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Bei der nächsten Ausführung nach Abb. 2 ist der Stützkörper 3' größer
und entsprechend schwerer. Außerdem ist er mit einer Aussparung 8' versehen, in
welcher der Verankerungsträger 9 der Traglabel i angeordnet ist. Die Kabel sind
hierbei gegen den Stützkörper verankert, der seinerseits mittels besonderer, verstellbarer
Seile io gegen das ortsfeste Fundament 2 rückverankert ist. Während der Montage
werden die Rückverankerungsseile io so stark angespannt, daß der Stützkörper sich
noch nicht über die Drucklager q. gegen die Versteifungsträger 5 abstützt. In diese
wird erst später durch ein gewisses Nachlassen der Seile io entsprechend der ersten
Ausführung ein jeweils beabsichtigter Teil der Horizontalkraft eingeleitet.
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Die Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführung, bei welcher die Tragkabel
i ohne Umlenkung im Stützkörper 3' verankert sind. Die Rückverankerungsseile io
sind ebenso wie bei der vorhergehenden Ausführung angeordnet; sie werden auch wieder
zunächst so stark angespannt, daß die Drucklager q. noch keinen Horizontalschub
aufnehmen, bis zu gegebener Zeit durch Nachlassen der Seile io der endgültige Zustand
hergestellt wird.
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Die Anordnung der Rückverankerungsseile io ist übrigens nicht auf
die in den Abb. 2 und 3 vorgesehene Richtung beschränkt; diese Seile können gegebenenfalls
auch steiler oder flacher verlaufen; dabei ist allerdings zu beachten, daß der Vertikalkraft
des Seilzuges das Gleichgewicht gehalten wird, sofern nicht bereits das Eigengewicht
des Stützkörpers dazu ausreicht.