DK168305B1

DK168305B1 - Bridge and approach and vessel for building a bridge

Info

Publication number: DK168305B1
Application number: DK603089A
Authority: DK
Inventors: Tjako Aaldrik Wolters; Jan Visser
Original assignee: Ballast Nedam Beton Water; Ballast Nedam Groep Nv
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1994-03-07
Also published as: DK603089D0; NL8802954A; DK603089A

Description

DK 168305 B1DK 168305 B1

Opfindelsen angår først og fremmest en fremgangsmåde til bygning af en bro.The invention relates primarily to a method of building a bridge.

Med de kendte fremgangsmåder gøres der brug af tunge svingbomme til at bære broelementer, såsom dragere, sænkekasser og 5 bropiller på plads. Under nedsætning af disse broelementer indtager svingbommen en anden stilling på grund af en væsentlig ændring i balancen af belastning af kapacitet for at svinge opad, hvorved det er vanskeligt at sætte broelementerne på plads. Formålet med opfindelsen er at bygge en bro på en sim-10 pel måde uden unødvendige udgiftskrævende investeringer i specielle materialer.With the known methods, heavy pivot booms are used to carry bridging elements, such as carriers, lower boxes and 5 bridge piles in place. While lowering these bridge elements, the swing bar occupies a different position due to a significant change in the balance of load capacity to swing upwards, making it difficult to put the bridge elements in place. The object of the invention is to build a bridge in a simple manner without unnecessary costly investment in special materials.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at i det mindste én understøtningsdel, f.eks. én sænkekasse eller bropille anbringes på sin understøtningsposition, mens den 15 bæres under brug af et U-formet fartøj, hvis grene holdes på hver side af understøtningspositionen, og at en brodrager derefter anbringes over denne understøtningsdel, mens denne drager bæres ved brug af det samme fartøj, hvis grene igen holdes på hver side af understøtningspositionen.The method according to the invention is characterized in that at least one support part, e.g. one lower box or bridge pillar is placed at its supporting position while carried by the use of a U-shaped vessel, the branches of which are held on either side of the support position, and that a bridge carrier is then placed over this support portion while this carrier is carried using the same vessel whose branches are again held on either side of the support position.

20 Opfindelsen angår også tilvejebringelsen af et fartøj til bygning af en bro ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvilket fartøj er ejendommeligt ved, at det består af to indbyrdes forbundne fartøjselementer, som er anbragt i en afstand fra hinanden, og som sammen understøtter en udkraget bærekonstruk-25 tion, som danner bro over i det mindste afstanden a mellem fartøjselementerne, og som er udstyret til at bære en understøtningsdel for broen og til at bære en drager for broen. Bærekonstruktionen bærer i det mindste to taljer, hvis indbyrdes afstand kan ændres mellem en indre og en ydre position, og 30 hvori en understøtningsdel eller broelement kan bæres eller bærekonstruktionen er forsynet med et sæt taljer anbragt i en kort indbyrdes afstand til at bære en understøtningsdel og et sæt taljer anbragt i en stor indbyrdes afstand til at bære en drager.The invention also relates to the provision of a vessel for building a bridge by the method according to the invention, which vessel is characterized in that it consists of two interconnected vessel elements which are spaced apart and which together support an extended support structure. 25, which bridges at least the distance a between the vessel elements and is equipped to carry a support part for the bridge and to carry a carrier for the bridge. The support structure carries at least two hoists, the spacing of which can be changed between an inner and an outer position, and wherein a support member or bridging member can be worn or the support structure is provided with a set of hoists spaced apart to support a support member and a set of waists located at a great distance from one another to carry a kite.

DK 168305 B1 2DK 168305 B1 2

Svingbommen kan konstrueres så den omfatter en lille mængde stål, hvis svingbommen til at bære bærekonstruktionen omfatter en rumlig rammekonstruktion, som i det væsentlige er bygget op af tryk- og trækdele.The swing boom can be constructed to comprise a small amount of steel if the swing boom to support the support structure comprises a spatial frame structure which is essentially made up of compression and tensile members.

5 Opfindelsen beskrives nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1, 2 og 3 skematisk i perspektiv viser dele af tre forskellige broer, fig.· 4, 5 og 6 i perspektiv viser et første fartøj ifølge 10 opfindelsen under anbringelse af henholdsvis en sænkekasse, en pier og en drager til broen i fig. 2, fig. 7 i perspektiv viser det i fig. 5 viste fartøj under optagning af bropiller fra en mole og anbringelsen af disse i en drejet stilling på en ponton, 15 fig. 8 i perspektiv viser en foretrukken udførelsesform af fartøjet ifølge opfindelsen under anbringelse af et hammerformet element til broen ifølge opfindelsen, fig. 9 og 10 delvis i snit forfra henholdsvis fra siden viser et andet fartøj ifølge opfindelsen til brug under bygning af 20 en bro vist i fig. 3, fig. 11 i større målestok viser et snit gennem området XI i fig. 10, fig. 12 fra siden viser et fartøj ifølge opfindelsen under samtidig transport af to dragere til broen i fig. 1, 25 fig. 13 fra siden viser en part af broen i fig. 2, fig. 14 og 15 i større målestok viser delen XV med efter hinanden følgende trin under udførelse af en foretrukken frem- DK 168305 B1 3 gangsmåde ifølge opfindelsen, fig. 16 fra siden viser en bro ifølge opfindelsen, fig. 17 i større målestok viser et område XVII af broen i fig.The invention is described below with reference to the drawing, in which fig. 1, 2 and 3 are schematic views in perspective of parts of three different bridges; Figs. 4, 5 and 6 are perspective views of a first vessel according to the invention while placing a lower box, a pier and a carrier for the bridge in fig. 2, FIG. 7 is a perspective view of the device shown in FIG. 5, while taking bridge piles from a pier and placing them in a pivotal position on a pontoon; FIG. Fig. 8 is a perspective view of a preferred embodiment of the vessel of the invention while applying a hammer-shaped element to the bridge of the invention; 9 and 10 are partially sectional front and side views, respectively, of another vessel according to the invention for use during construction of a bridge shown in FIG. 3, FIG. 11 on a larger scale shows a section through the area XI of FIG. 10, FIG. 12 is a side view of a vessel according to the invention during simultaneous transport of two carriers to the bridge of FIG. 1, FIG. 13 is a side view of a portion of the bridge of FIG. 2, FIG. 14 and 15 show, on a larger scale, the part XV with successive steps in carrying out a preferred method according to the invention; 16 is a side view of a bridge according to the invention; FIG. 17 shows on a larger scale an area XVII of the bridge in FIG.

' 16/ og 5 fig. 18 i større målestok viser området XVIII af broen i fig.16 and 5 FIG. 18 on a larger scale shows the area XVIII of the bridge in FIG.

16.16th

Broerne 1, 2 og 3 i fig. 1, 2 og 3 omfatter hver en sænkekasse 5 anbragt på et fundament 4 og et antal på f.eks. to eller tre bropiller 6, som står derpå. I fig. 1 er vist, at der derpå 10 ligger tre rækker af dragere 11, i fig. 2 en sidedrager 12a og en sidedrager 12b og i fig. 3 en sidedrager 13.The bridges 1, 2 and 3 of FIG. 1, 2 and 3 each comprise a lower box 5 arranged on a foundation 4 and a number of e.g. two or three bridge pillars 6 which stand thereon. In FIG. 1 it is shown that there are then three rows of carriers 11, in FIG. 2 shows a side carrier 12a and a side carrier 12b, and in FIG. 3 a side support 13.

Hver af broerne 1, 2 og 3 har to togspor 14 og fire automobilkørebaner 15.Each of the bridges 1, 2 and 3 has two train tracks 14 and four car lanes 15.

I fig. 4 er vist fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvori en 15 sænkekasse 5 er anbragt på fundamentet 4, mens den er ophængt via to centrale taljer 16 anbragt i en kort indbyrdes afstand fra en balancebjælke 10 understøttet af to svingborame 9. Svingbommene 9 er understøttet på fartøjselementer 8, som er forbundet med hinanden til et fartøj 7 med et indskudt forbin-20 delseselement 17. Fartøjet 7 kan have en almindelig fremdriv-ningsenhed. Det foretrækkes imidlertid, at to slæbebåde 18, som skubber (fig. 5), er forbundet med fartøjselementerne 8, og hvilke skubbende slæbebåde 18 har de nødvendige fremdriv-nings- og navigationsmidler. På denne måde forbliver fartøjet 25 7 simpelt og kan adskilles efter bygning af broen til to sepa rate pontoner, som kan anvendes til andre formål. Hver svingbom 9 består af en rumlig rammekonstruktion af træk- og trykdele 34, som næsten ikke er bøjningsbelastede, og som danner en tripode forbundet med dækket 19 og et trekantet hoved.In FIG. 4, the method according to the invention is shown in which a lowering box 5 is arranged on the foundation 4 while suspended via two central hoists 16 located at a short distance from a balance beam 10 supported by two pivot bores 9. The pivot booms 9 are supported on vessel elements 8 connected to each other to a vessel 7 with a sliding connecting member 17. The vessel 7 may have a common propulsion unit. However, it is preferred that two tugs 18 pushing (Fig. 5) are connected to the vessel elements 8 and which pushing tugs 18 have the necessary propulsion and navigation means. In this way, the vessel 25 remains simple and can be separated after building the bridge into two separate pontoons which can be used for other purposes. Each pivot boom 9 consists of a spatial frame construction of tensile and thrust members 34, which are hardly bending loaded, forming a tripod connected to the deck 19 and a triangular head.

30 Hovederne er indbyrdes forbundet ved hjælp af en stang 22, og en balancebjælke 10. Balancebjælken 10 er understøttet i un- DK 168305 B1 4 derstøtningscentre 24 på begge svingbomme 9 i det væsentlige direkte over opdriftscentret 23 for begge fartøjselementerne 8, og det vil sige, at den lodrette belastning ‘af broelementet, som skal sænkes ned, overføres via balancebjælken 10 til 5 fartøjselementerne 8 i disses opdriftscentre 23. Ændringen i belastning på fartøjselementerne 8 under optagning og nedsænkning af tunge broelementer 5, 6 og 11, 12, 13 medfører derfor slet ingen eller næsten ingen skråstilling af fartøjselementerne 8. Dette betyder blandt andet, at forbindelsen mellem 10 broelementerne 8 ikke behøver at være meget stiv, og at dækket 19 i princippet forbliver vandret.The heads are interconnected by means of a rod 22 and a balance beam 10. The balance beam 10 is supported in support centers 24 on both pivot bars 9 substantially directly above the buoyancy center 23 for both vessel elements 8, that is. that the vertical load of the bridge element to be lowered is transmitted via the balance beam 10 to 5 the vessel elements 8 in their buoyancy centers 23. The change in load on the vessel elements 8 during the picking up and lowering of heavy bridge elements 5, 6 and 11, 12, 13 therefore, there is no or almost no inclination at all to the vessel elements 8. This means, among other things, that the connection between the 10 bridge elements 8 need not be very rigid and that the deck 19 remains in principle horizontal.

Balancebjælken 10 er en stærk gitterramme. Afstanden a mellem fartøjselementerne 8 er så stor, at sænkekassen 5 kan sænkes ned imellem dem, mens fartøjselementerne 8 holdes på hver side 15 af sænkekassens 5 understøtningsposition.The balance beam 10 is a strong grid frame. The distance a between the vessel elements 8 is so large that the lower box 5 can be lowered between them, while the vessel elements 8 are held on each side 15 of the support position of the lower box 5.

Som vist i fig. 5 er en bropille 6 anbragt på en sænkekasse 5, hvis topflade 26 er isoleret fra det omgivende vand 27 ved hjælp af en arbejdskasse 28. Fartøjet 7 fjernes derved fra sænkekassen 5, en ponton 29 anbringes mellem fartøjselementer-20 ne 8, en bropille 6 tages fra pontonen 29 og pontonen 29 fjernes og fartøj selementeme anbringes igen på hver side af sænkekassen 5, hvorefter bropillen 6 kan sænkes ned på sænkekassen 5. Bropillen 6 er derved stift forbundet med sænkekassen 5 f.eks. med forstærkningsnet og beton.As shown in FIG. 5, a bridge pillar 6 is placed on a sink box 5, the top surface 26 of which is insulated from the surrounding water 27 by means of a work box 28. The vessel 7 is thereby removed from the sink box 5, a pontoon 29 is placed between the vessel elements-20 ne 8, a bridge pillar 6 is removed from the pontoon 29 and the pontoon 29 is removed and the vessel elements are reattached to each side of the lower box 5, whereupon the bridge pillar 6 can be lowered to the lower box 5. The bridge pillar 6 is thereby rigidly connected to the lower box 5 e.g. with reinforcement nets and concrete.

25 Fartøjet 7 har mindst to taljer 16 med kort indbyrdes afstand, dvs. faktisk i midten af balancebjælken 10 til opløftning og nedsænkning af sænkekasserne 5 og bropillerne 6 og har desuden på hver fri ende taljer 30 til montering af dragere 12a, 12b. Som vist i fig. 6 er drageren 12a ophængt på taljerne 30 via 30 åg 31, trækstænger 32 indsat lodret igennem drageren 12a og understøtningsbjælker 33 (se fig. 9).The vessel 7 has at least two short spacers 16 spaced apart, i. in fact, in the middle of the balance beam 10 for lifting and lowering the lower boxes 5 and the bridge pillars 6, and furthermore, at each free end, there are lugs 30 for mounting carriers 12a, 12b. As shown in FIG. 6, the carrier 12a is suspended on the waists 30 via 30 yoke 31, pull rods 32 inserted vertically through the carrier 12a and support beams 33 (see Figure 9).

I fig. 10 anvendes et og samme sæt af taljer 46 til anbringelse af sænkekasser 5, bropiller 6 og dragere 12. Hvad dette DK 168305 B1 5 angår kan taljerne 46 forskydes ved hjælp af hydrauliske cylindre 49 mellem en indre position og en ydre position, hvori en understøtningsdel, henholdsvis en bropille 6, en sænkekasse 5 eller en drager 12 kan anbringes.In FIG. 10, one and the same set of hoists 46 is used for placing lower boxes 5, bridge piles 6 and carriers 12. With regard to this, the hoops 46 can be displaced by hydraulic cylinders 49 between an inner position and an outer position, in which a supporting part , a bridge pillar 6, a lower box 5 or a carrier 12, respectively, can be placed.

5 Fartøjet 7 i fig. 9 har to fartøjselementer 8, som på deres ydersider har ballasttanke 50 til optagning af ballastvand 51.5 The vessel 7 in FIG. 9 has two vessel elements 8 which, on their outer sides, have ballast tanks 50 for receiving ballast water 51.

De effektive opdriftscentre 53 bliver derved forskudt indad, således at balancebjælkens 10 gribepunkter 24 på svingbommen 9 bliver bevæget længere indad, og balancebommen derved bliver 10 kortere og kræver mindre materiale.The efficient buoyancy centers 53 are thereby displaced inwardly, so that the gripping points 24 of the balance beam 10 on the pivot boom 9 are moved further inward, and the balance boom 10 thereby becomes shorter and requires less material.

Balancebommen 10 bærer som vist i fig. 10 en drager 13, som omfatter en betonoverflade 55 til fire kørebaner og en jernbanebro 56 til to spor anbragt derunder, som er indbyrdes forbundet af en stålrammekonstruktion 57 af rørformede profiler.The balance boom 10 carries as shown in FIG. 10, a carrier 13 comprising a concrete surface 55 to four carriageways and a railroad bridge 56 to two tracks disposed thereunder, interconnected by a steel frame structure 57 of tubular profiles.

15 I dette tilfælde er et åg 58 koblet til svejseplader 59, som er svejset til rammekonstruktionerne 57, og som rager gennem betonoverfladen 55. Svejseplademe 59 bliver senere skåret af, og hullet 60 bliver fyldt op med beton.In this case, a yoke 58 is coupled to weld plates 59 which are welded to the frame structures 57 and project through the concrete surface 55. The weld plates 59 are later cut off and the hole 60 is filled with concrete.

Som vist i fig. 12 har fartøjet 7 en balancebjælke 10 med fire 20 taljer 46, som bærer et åg 61, hvorpå der er ophængt to dragere li til broen 1 for at anbringe dem samtidig på bropiller 6. Optagning, transport og nedsænkning udføres uden problemer overhovedet, således at arbejdet kan udføres hurtigere og til færre udgifter. Fra hvert åg 61 er der ophængt to yderligere 25 underåg 62, hvorfra dragerne er ophængt ved hjælp af hængere 64 og tværbjælker 65.As shown in FIG. 12, the vessel 7 has a balance beam 10 with four 20 hoists 46, carrying a yoke 61, on which two carriers 1 are suspended to the bridge 1 to place them simultaneously on the bridge pillars 6. Recording, transport and immersion are carried out without any problems at all, so that the work can be done faster and at a lower cost. From each yoke 61, two additional 25 lower axles 62 are suspended, from which the kites are suspended by means of hangers 64 and cross beams 65.

Som det især kan ses i fig. 4, 5, 10 og 12 har fartøjselementerne 8 fortrinsvis på deres forreste ende ankerrum 66 i et niveau, som ligger under dækket 19, således at dækket 19 for-30 bliver fladt og nemt kan skubbes igennem under dragerne 11, 12, 13.As can be seen particularly in FIG. 4, 5, 10 and 12, the vessel elements 8 preferably have at their front end anchorage 66 at a level below the deck 19, so that the deck 19 is flat and easily pushed through the supports 11, 12, 13.

Ifølge den foretrukne udførelsesform vist på fig. 14 og 15 er DK 168305 B1 6 dragerne 11, 12, 13 i hvert tilfælde anbragt på bropillen 6, hvorimellem der er indskudt fire gummipuder 70, som har kanaler 71, der ligger på tværs over hver af disse, dg hvorved den krævede stabilitet forbliver opretholdt i begge retninger, og 5 der tilvejebringes alligevel en løs eftergivelighed. Bropillen 6 har en central fordybning 72, og på hver side deraf opadgående fremspring 73, hvorpå er anbragt hydrauliske løftecylindere 74. Drageren 12 er understøttet på puderne 70 under fartøjets 7 hævende bevægelse. Puderne udskiftes en efter en, når 10 drageren hæves op ved hjælp af cylinderne 74 med midlertidige puder 75 omfattende stålplader og polymerlag, mens T-formede stopelementer 76 også er anbragt i fordybningen 72 udover bæreelementer 78 med løftecylindre 79 og glideplader 80, som anbringes på bropillens 6 øvre overflade 81. Justeringscylin-15 dre 83 er endvidere anbragt mellem bæreelementerne 78 på den ene side og stoppene 76 og fremspringene 73 på den anden. Drageren 12, som løftes og understøttes af bæreelementerne 78 kan nu anbringes vandret i dens korrekte stilling ved hjælp af justeringscylindeme 83. Drageren 12 sættes derefter ned på 20 puderne 75 og holdes i denne stilling, indtil alle dragerae 12 på den ene og samme brobane 89 er indbyrdes forbundet fikseret mellem to ekspansionssamlinger 90. Dragerae 12 løftes endnu en gang samtidig, og puderne 75 og stoppene 76 fjernes, permanente understøtningspuder 91 anbringes på fremspringet 73, og 25 dragerae 12 sættes ned derpå. Endelig kan bæreelementerne 78 og de justerende cylindre 83 tages væk og anvendes til efterfølgende operationer. Som følge af brugen af puderne 90 kræver bropillerne en mindre robust konstruktion. De kraftige stød under anbringelse af drageren 12 absorberes nu af puderne 70.According to the preferred embodiment shown in FIG. 14 and 15, the supports 11, 12, 13 in each case are positioned on the bridge pillar 6, between which are inserted four rubber pads 70, which have channels 71 which are transverse to each of them, so that the required stability remains maintained in both directions, and yet a loose resilience is provided. The bridge pillar 6 has a central recess 72, and on each side thereof, upward projections 73, on which are mounted hydraulic lift cylinders 74. The carrier 12 is supported on the pads 70 during the upright movement of the vessel 7. The pads are replaced one by one when the carrier is raised by the cylinders 74 with temporary pads 75 comprising steel plates and polymer layers, while T-shaped stop members 76 are also provided in the recess 72 in addition to supporting members 78 with lifting cylinders 79 and sliding plates 80 which are mounted on the upper surface 8 of the bridge pillar 61. The adjustment cylinders 83 are further arranged between the support members 78 on one side and the stops 76 and the projections 73 on the other. The carrier 12, which is lifted and supported by the support members 78, can now be placed horizontally in its correct position by means of the adjustment cylinders 83. The carrier 12 is then lowered to the pads 75 and held in this position until all the carrier rods 12 on the same bridge path 89 are interconnected fixedly between two expansion joints 90. The carrier eye 12 is raised once again and the pads 75 and stops 76 are removed, permanent support pads 91 are placed on the projection 73, and 25 carrier arms 12 are placed thereon. Finally, the support members 78 and the adjusting cylinders 83 can be removed and used for subsequent operations. As a result of the use of the pads 90, the bridge pillars require a less robust construction. The powerful shocks during application of the carrier 12 are now absorbed by the pads 70.

30 Det er med andre ord ikke nødvendigt at afvente forhold med rolig søgang.30 In other words, it is not necessary to wait for calm sea conditions.

Den i fig. 16 viste bro 92 har mange sænkekasser 5 med bropiller 6, der står derpå. Omtrent en tiendedel af antallet af sænkekasser bærer faste bropiller 6a. Oven over disse er an-35 bragt midten af et brostykke 93, som er opbygget af 10 hammerformede elementer 94, som er stift forbundet med hinanden,The FIG. 16, bridge 92 has many lower boxes 5 with bridge pillars 6 standing thereon. About one-tenth of the number of lower boxes carries fixed bridge pillars 6a. Above these are placed the center of a bridge piece 93 which is formed of 10 hammer-shaped members 94 which are rigidly connected to each other.

Claims

10 The embodiment of FIG. 8, carrying a hammer-shaped element 94 weighing 6,000 tonnes and a length d, comprises two complete vessel elements, each provided with their own propulsion and navigational means and temporarily coupled to each other for building a bridge according to the invention by means of a platform 102 arranged over it. Then, a swing bar 130 is arranged erected as a spacious frame structure and comprising a tubular cross beam 105, on which two supporting yokes 106 are slidably longitudinally of the cross beam between the spreading position shown in FIG. 8 to carry 20 a hammer-shaped member 94 and a center position to carry lower boxes 5 or bridge pills 6. The carrier yokes 106 each carry, via two crane winch installations 107, drag rods 108, which are fixed to support beams 112, which engage below the hammer-shaped member 94. In FIG. . 8, reference is made to the configuration 25 of the swing boom 103.

A method of building a bridge (1, 2, 3), characterized in that at least one support member, e.g. a lower box (5) or bridge pillar (6) is placed on its supporting position while being carried using a U-shaped vessel (7), the branches of which are held on either side of the supporting position and a bridge carrier (11, 12, 13) is then placed above this support member (5, 6), while this carrier (11, 12, 13) is carried using the same vessel (7) whose branches (8) are again held on each side by support position.

Vessel (7) for building a bridge (1, 2, 3) in the method according to claim 1, characterized in that it consists of two interconnected vessel elements (8) spaced apart and which together support one extended support structure (10) which bridges at least the distance a between the vessel elements (8) and is equipped to carry a support part (5, 6) for the bridge and to support a kite (11, 12, 13) for the bridge (l, 2 3).

Vessel (7) according to claim 2, characterized in that the carrier structure (10) carries at least two hoists (46), the spacing of which can be changed between an inner and an outer position, and in which a support part and a carrier ( 12) can be worn.

Vessel (7) according to claims 2 and 3, characterized in that the carrier structure (10) comprises a spatial frame structure which is essentially composed of pressure and tension parts.

Vessel (7) according to one or more of Claims 2 to 4, characterized in that the carrier structure (10) comprises a crossbeam (105), relative to which two supporting yokes (106) carried by the crossbeam (105) can offset in the longitudinal direction of the transverse beam (105). 25