EP1398415B1 - Zerlegbare Brücke - Google Patents
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- EP1398415B1 EP1398415B1 EP03015413A EP03015413A EP1398415B1 EP 1398415 B1 EP1398415 B1 EP 1398415B1 EP 03015413 A EP03015413 A EP 03015413A EP 03015413 A EP03015413 A EP 03015413A EP 1398415 B1 EP1398415 B1 EP 1398415B1
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D15/00—Movable or portable bridges; Floating bridges
- E01D15/12—Portable or sectional bridges
- E01D15/133—Portable or sectional bridges built-up from readily separable standardised sections or elements, e.g. Bailey bridges
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- E01D15/00—Movable or portable bridges; Floating bridges
- E01D15/12—Portable or sectional bridges
- E01D15/124—Folding or telescopic bridges; Bridges built up from folding or telescopic sections
Definitions
- the invention relates to a collapsible bridge, i. a transportable bridge for mobile use.
- the track carrier are connected by means of cross-beams frictionally.
- a cross member forms a part of the lower belt.
- aligned in the longitudinal direction of the bridge roadway planks are connected non-positively with the cross members.
- the track carriers each comprise two truss levels of diagonal struts, lower and upper girth. This the track carrier forming items are each connected to each other by means of releasable connections.
- the DE 2 250 013 A1 describes a transportable bridge whose track carriers have a triangular cross-section. At each triangle point there is a belt profile.
- the two base sides of the track carrier each consist of a so-called Vierendeel carrier. It is a frame-like support structure with additional diagonal braces.
- the track carriers can not be changed in their geometry.
- the cross members connected to the track carriers have collided with the track carriers.
- the EP 0 600 321 A1 describes a verlegbare bridge, the track carrier are designed as truss girders with trapezoidal cross-section. At each corner point of the trapezoidal cross-section, a belt profile is present, so that each track carrier comprises two upper belts and two lower belts. The two upper straps are held together by means of buckles.
- the two track carriers are frictionally connected by cross members, wherein the cross member completely through the Spur carrier inserted and frictionally connected with these.
- the cross members are located at the joint and in the middle of each bridge section at locations where no truss node is present. In the longitudinal direction of the bridge aligned roadway planks are positively connected to the cross members.
- the dimensions, in particular the height of the bending beam of the supporting structure must be as high as possible and the materials used as light as possible, firm and stiff.
- the described construction of the track carrier creates the prerequisite for a simple folding of the track carrier.
- the volume of the track carrier is significantly reduced by the folding of the two truss levels for transport.
- the static interconnection of each of the two truss levels is not resolved when collapsing.
- the static composite of the two truss levels is realized by optimal solutions inseparable connections. There are therefore no loose fasteners that could easily be lost in the field in the rain, ice and snow and in the dark.
- the preparation of the necessary for the application unfolded shape of the track carrier from the required for transport volume-saving folded form is possible with minimal expenditure of time without any tools.
- the cross beams and the roadway planks are not primary structures, i. Their failure does not necessarily trigger the failure of the bridge as a whole.
- Crossbeams, roadway boards and ramps can also be exchanged when the bridge is already built.
- the track carriers are coupled together in the bridge longitudinal direction from one or more track carrier sections.
- the track carriers are terminated at their ends with end pieces. These can simultaneously serve as supports of the bridge.
- Typical spans of the bridge according to the invention are in the range up to about 30 m.
- Fig. 1 shows the execution of a bridge B according to the invention in several views. It comprises two track carriers 3, which are designed as truss girders with triangular cross-section.
- the track carriers 3 are coupled together in this embodiment of three track carrier sections 31 along the bridge longitudinal direction and terminated at their ends with end pieces E.
- the end pieces E are coupled to the outer bridge section and form defined supports of the bridge.
- the coupling together of the individual track carrier sections 31 is advantageously carried out on the top flange O and the two bottom straps U, which may be formed at their ends as eye rod connections.
- the coupling points between the individual track carrier sections 31 are denoted by 11.
- a track carrier 3 has two truss levels, which is spanned in each case between the upper triangle point and one of the two lower triangular points. Down the track carrier 3 is open. However, between the two lower straps for further Austeifung additional demountable diagonal bars are used as a wind band
- truss node K The places where the diagonal struts D of the truss meet on lower or upper chord U, O are referred to as truss node K.
- the truss corresponds to the framework definition according to Cremona.
- Such a framework can be optimally designed for low weight and rigid.
- the track carrier 3 are connected by cross members 5.
- the cross member 5 are located on the lower node K of the two truss levels of the track carrier 3 and are connected to these non-positively.
- the cross member 5 are completely inserted through the track carrier 3, so that they fix the distance between the two truss levels at the bottom of the track carrier 3 and the two track carrier 3 to each other.
- the cross member 5 are on the base side of the triangle, which is formed by the diagonal struts D and the Gurtprofile O, U, on.
- the attachment of the cross member 5 to the track carriers 3 is used only to fix the unfolded truss levels and the track carrier with each other, but not the transmission of the derived from the cross member in the track carrier traffic loads.
- the cross members 5 are - aligned in the bridge span direction - so-called pavements 7, which carry the traffic loads and the cross member 5 settle.
- the roadway planks 7 represent the roadway of the bridge. They are frictionally connected to the cross members 5.
- Cross beams 5 and pavements 7 may advantageously consist of tubular composite fiber profiles, e.g. can be produced inexpensively by extrusion.
- the two truss levels of a track carrier 3 are connected at the upper triangle point by a hinge S ( Fig. 3 ).
- Each truss level carries half a top flange OH.
- the individual parts forming them (diagonal struts D, belt profiles O, U) are connected to each other by means of permanent connection means.
- the lower straps U of a track carrier 3 in the unfolded state are aligned in the direction of the associated truss plane, ie a longitudinal side of the lower belt U (the longer side of the rectangular lower belt) lies parallel to the truss plane.
- a lower flange U is vertically aligned in the unfolded state, ie a longitudinal side of the lower chord (the longer side of the rectangular lower chord) is vertical.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine zerlegbare Brücke, d.h. eine transportable Brücke für den mobilen Einsatz.
- Aus der
DE 195 10 582 A1 ist eine transportable Brücke bekannt, deren Spurträger mittels Querträgern kraftschlüssig verbunden sind. Ein Querträger bildet dabei einen Teil des Untergurts. Darüber hinaus sind in Brückenlängsrichtung ausgerichtete Fahrbahnbohlen vorhanden, die mit den Querträgern kraftschlüssig verbunden sind. Die Spurträger umfassen jeweils zwei Fachwerkebenen aus Diagonalstreben, Unter- und Obergurt. Diese den Spurträger bildenden Einzelteile sind jeweils mittels wieder lösbaren Verbindungen miteinander verbunden. - Die
DE 2 250 013 A1 beschreibt eine transportable Brücke, deren Spurträger einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. An jedem Dreieckspunkt ist ein Gurtprofil vorhanden. Die beiden Basisseiten der Spurträger bestehen aus jeweils einem so genannten Vierendeelträger. Dabei handelt es sich um eine rahmenartig ausgebildete Tragstruktur mit zusätzlichen Diagonalstreben. Die Spurträger können in ihrer Geometrie nicht verändert werden. Die mit den Spurträgern verbundenen Querträger sind an den Spurträgern gestoßen. - Die
EP 0 600 321 A1 beschreibt eine verlegbare Brücke, deren Spurträger als Fachwerkträger mit trapezförmigen Querschnitt ausgebildet sind. An jedem Eckpunkt des trapezförmigen Querschnitts ist ein Gurtprofil vorhanden, so dass jeder Spurträger zwei Obergurte und zwei Untergurte umfasst. Die beiden Obergurte werden mittels Schnallenanordnung zusammengehalten. Die beiden Spurträger sind durch Querträger kraftschlüssig verbunden, wobei die Querträger vollständig durch die Spurträger hindurchgesteckt und kraftschlüssig mit diesen verbunden sind. Die Querträger befinden sich dabei am Stoß und in der Mitte eines jeden Brückenabschnitts an Stellen, an denen kein Fachwerkknoten vorhanden ist. In Brückenlängsrichtung ausgerichtete Fahrbahnbohlen sind mit den Querträgern kraftschlüssig verbunden. - Transportable Brücke müssen mit möglichst geringem Aufwand konstengünstig transportiert werden. Hierfür sind zwei Eigenschaften besonders wichtig:
- 1. geringer Transportraumbedarf,
- 2. geringes Gewicht.
- Dies gilt insbesondere dann, wenn die Brücken über große Entfernungen als Luftfracht transportiert werden müssen
- Um leichte Brückenstrukturen zu realisieren, müssen die Abmessungen, vor allem die Höhe der Biegeträger der tragenden Konstruktion, möglichst hoch und die verwendeten Werkstoffe möglichst leicht, fest und steif sein.
- Um Brückenstrukturen mit möglichst geringem Transportraumbedarf zu realisieren, müssen die Bauteile möglichst klein und vor allem gut stapelbar sein.
- Hier liegt ein Zielkonflikt vor, der durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll.
- Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Brücke zu schaffen, die es ermöglicht, dass
- die tragenden Biegeträger möglichst hoch gewählt werden können,
- der Einsatz von leichten, festen und steifen Werkstoffen, insbesondere Faserwerkstoffen, effektiv erfolgen kann,
- sie mit möglichst geringem Platzbedarf transportiert werden kann
- sie schnell auf- und rückgebaut werden kann.
- Diese Aufgabe wird mit der Brücke nach Patentanspruch 1. gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Brücke sind Gegenstand von Unteransprüchen.
- Die erfindungsgemäße Brücke ist folgendermaßen konstruiert:
- sie umfasst zwei Spurträger, die als Fachwerkträger mit dreieckigem Querschnitt ausgebildet sind, wobei zwei Ecken des dreieckigen Querschnitts auf gleicher Höhe liegen, und die dritte Ecke hierzu oberhalb liegt, wobei jeweils zwischen einem der unteren Dreieckspunkte und dem oberen Dreieckspunkt des Spurträgerquerschnitts eine Fachwerkebene aus Diagonalstreben, Unter- und Obergurt gebildet ist, wobei an den Stellen der Verbindung von zwei Diagonalstreben und einem Untergurt bzw. Obergurt untere bzw. obere Fachwerknoten gebildet sind,
- die beiden Spurträger sind durch Querträger kraftschlüssig verbunden,
- es sind in Brückenlängsrichtung ausgerichtete Fahrbahnbohlen vorhanden, die mit den Querträgern kraftschlüssig verbunden sind,
- die Querträger sind vollständig durch die Spurträger hindurchgesteckt und kraftschlüssig mit diesen verbunden, so dass die Querträger den Abstand der beiden Fachwerkebenen an der Unterseite eines Spurträgers sowie die Spurträger untereinander fixieren. Dabei liegen die Querträger auf den unteren Knoten der beiden Fachwerkebenen eines Spurträgers auf und sind mit diesen kraftschlüssig verbunden.
- die beiden Fachwerkebenen eines Spurträgers sind am oberen Dreieckspunkt des Spurträgerquerschnitts mit einem Scharnier verbunden, so dass die Spurträger bei zurück gebauter Brücke zusammengeklappt werden können.
- Eine derart konstruierte Brücke weist folgende Vorteile auf:
- Durch die Aufgliederung der Brücke in einzelne, überwiegend flache und gut stapelbare Elemente benötigt sie wenig Transportraum.
- Durch die Aufgliederung der Brücke in einzelne überwiegend ein- oder zweidimensional beanspruchte Elemente sind die Voraussetzungen für den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen gegeben und somit geringe Gewichte möglich.
- Der beschriebene Aufbau der Spurträger schafft die Voraussetzung für ein einfaches Zusammenklappen der Spurträger. Das Volumen der Spurträger wird durch das Zusammenklappen der beiden Fachwerkebenen für den Transport erheblich vermindert. Der statische Verbund jeder der beiden Fachwerkebenen wird beim Zusammenklappen nicht aufgelöst. Der statische Verbund der beiden Fachwerkebenen ist durch unlösbare Verbindungen gewichtsoptimal realisiert. Es gibt somit keine losen Verbindungselemente, die im Gelände bei Regen, Eis und Schnee sowie bei Dunkelheit leicht verloren gehen könnten. Die Herstellung der für den Einsatz erforderlichen aufgeklappten Form des Spurträgers aus der für den Transport erforderlichen volumensparenden zusammengeklappten Form ist mit minimalem Zeitaufwand ohne jedes Hilfsmittel möglich.
- Die Querträger und die Fahrbahnbohlen sind keine Primärsturkturen, d.h. ihr Versagen löst nicht zwangsläufig das Versagen der Brücke als Ganzes aus.
- Querträger, Fahrbahnbohlen und Auffahrhilfen können auch bei bereits gebauter Brücke ausgetauscht werden.
- Durch das niedrige Gewicht der Brücke benötigt sie beim Verlegen entsprechend geringes Gegengewicht.
- Vorteilhaft sind die Spurträger in Brückenlängsrichtung aus einem oder mehreren Spurträgerabschnitten zusammengekuppelt. Die Spurträger sind an ihren Enden mit Endstücken abgeschlossen. Diese können gleichzeitig als Auflager der Brücke dienen.
- Typische Spannweiten der erfindungsgemäßen Brücke liegen im Bereich bis ca. 30 m.
- Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Brücke aus mehreren Brückenabschnitten in Seitenansicht sowie in Schnittdarstellung (Schnitt quer zur Brückenlängsrichtung);
- Fig. 2
- die Ausführung einer erfindungsgemäßen Brücke mit gekröpftem Querträger in Schnittdarstellung.
- Fig. 3
- einen klappbaren Spurträgerabschnitt gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in Seitenansicht, Draufsicht sowie in Schnittdarstellung (im ausgeklappten sowie im eingeklappten Zustand);
- Fig. 4
- eine weitere Ausführung eines klappbaren Spurträgers in Schnittdarstellung im ausgeklappten sowie im eingeklappten Zustand.
-
Fig. 1 zeigt die Ausführung einer erfindungsgemäßen Brücke B in mehreren Ansichten. Sie umfasst zwei Spurträger 3, die als Fachwerkträger mit dreieckigem Querschnitt ausgebildet sind. Die Spurträger 3 sind in dieser Ausführung aus drei Spurträgerabschnitten 31 entlang der Brückenlängsrichtung zusammengekuppelt und an ihren Enden mit Endstücken E abgeschlossen. Die Endstücke E sind an den äußeren Brückenabschnitt angekuppelt und bilden definierte Auflager der Brücke. - Zwischen den Endstücken E der Spurträger 3 sind Auffahrhilfen AF angeordnet, die den Höhenunterschied zwischen dem Ufer und der Oberkante der Brückenfahrbahn überbrücken.
- An jedem Dreieckspunkt im Querschnitt der Spurträger 3 sind Gurtprofile O,U angeordnet, wobei die beiden unteren, auf gleicher Höhe befindlichen Gurtprofile U Untergurte bilden, und das am oberen Dreieckspunkt befindliche Gurtprofil O den Obergurt bildet.
- Das Zusammenkuppeln der einzelnen Spurträgerabschnitte 31 erfolgt vorteilhaft an Obergurt O und den beiden Untergurten U, die dazu an ihren Enden als Augenstabverbindungen ausgebildet sein können. Die Koppelstellen zwischen den einzelnen Spurträgerabschnitten 31 sind mit 11 bezeichnet.
- Ein Spurträger 3 weist zwei Fachwerkebenen auf, die jeweils zwischen oberem Dreieckspunkt und einem der beiden unteren Dreieckspunkte aufgespannt ist. Nach unten hin ist der Spurträger 3 offen. Jedoch können zwischen den beiden Untergurten zur weiteren Austeifung zusätzliche demontierbare Diagonalstäbe als Windverband eingesetzt werden
- Die Stellen, an denen die Diagonalstreben D des Fachwerks auf Unter- oder Obergurt U,O treffen, werden als Fachwerkknoten K bezeichnet.
- Das Fachwerk entspricht der Fachwerkdefinition nach Cremona. Letzteres ist definiert durch die Bedingung s = 2 * n - 3 mit s = Anzahl der Stäbe und n = Anzahl der Knoten. Ein solches Fachwerk kann optimal gewichtsgünstig und biegesteif ausgelegt werden.
- Die Spurträger 3 sind durch Querträger 5 verbunden. Die Querträger 5 liegen auf den unteren Knoten K der beiden Fachwerkebenen der Spurträger 3 auf und sind mit diesen kraftschlüssig verbunden. Die Querträger 5 sind vollständig durch die Spurträger 3 hindurchgesteckt, so dass sie den Abstand zwischen den beiden Fachwerkebenenen an der Unterseite des Spurträgers 3 und die beiden Spurträger 3 zueinander fixieren.
- Die Querträger 5 liegen auf der Basisseite des Dreiecks, das durch die Diagonalstreben D und die Gurtprofile O,U gebildet wird, auf. Dadurch werden die Kräfte, die der Querträger 5 in die Spurträger 3 ableitet, direkt und formschlüssig in die Diagonalen D eingeleitet, ohne den Untergurt U durch Kräfte quer zu seiner Hauptbeanspruchungsrichtung zu belasten. Die Befestigung des Querträgers 5 an den Spurträgern 3 dient lediglich der Fixierung der ausgeklappten Fachwerkebenen und der Spurträger untereinander, nicht jedoch der Übertragung der durch die Querträger in die Spurträger abzuleitenden Verkehrslasten.
- In der Ausführung nach
Fig. 2 sind die Querträger 5 im Bereich des Übergangs von der Fahrbahn in die Spurträger 3 gekröpft, so dass die Querträger im Fahrbahnbereich tiefer liegen als innerhalb eines Spurträgers. - Auf den Querträgern 5 liegen - in Brückenspannweitenrichtung ausgerichtet - sogenannte Fahrbahnbohlen 7, die die Verkehrslasten tragen und auf die Querträger 5 absetzen. Die Fahrbahnbohlen 7 stellen die Fahrbahn der Brücke dar. Sie sind mit den Querträgern 5 kraftschlüssig verbunden.
- Querträger 5 und Fahrbahnbohlen 7 können vorteilhaft aus rohrförmigen Faserverbundprofilen bestehen, die z.B. durch Extrudieren kostengünstig hergestellt werden können.
- Die beiden Fachwerkebenen eines Spurträgers 3 sind am oberen Dreieckspunkt durch eine Scharnier S verbunden (
Fig. 3 ). Dabei bringt jede Fachwerkebene einen halben Obergurt OH mit. Innerhalb einer Fachwerkebene sind die sie bildenden Einzelteile (Diagonalstreben D, Gurtprofile O,U) durch unlösbare Verbindungsmittel miteinander verbunden. - Durch die beschriebene Möglichkeit des Zusammenklappens des Spurträgers benötigen diese auch bei großer Bauhöhe nur einen vergleichsweise kleinem Stauraum. Die Herstellung der aufgeklappten Form aus der für den Transport notwendigen zusammengeklappten Form des Spurträgers ist schnell und ohne Hilfsmittel möglich.
- In der in
Fig. 3 gezeigten Ausführung sind die Untergurte U eines Spurträgers 3 im aufgeklappten Zustand in Richtung der zugehörigen Fachwerkebene ausgerichtet, d.h. eine Längsseite des Untergurts U (die längere Seite des rechteckigen Untergurts) liegt parallel zur Fachwerkebene. - Eine Alternative hierzu ist in der
Fig. 4 dargestellt. Dabei ist ein Untergurt U im aufgeklappten Zustand senkrecht ausgerichtet, d.h. eine Längsseite des Untergurts (die längere Seite des rechteckigen Untergurts) liegt senkrecht.
Claims (7)
- Zerlegbare Brücke- mit zwei Spurträgern (3), die als Fachwerkträger ausgebildet sind, wobei Fachwerkebenen aus Diagonalstreben, Untergurt und Obergurt gebildet werden, und wobei an den Stellen der Verbindung von zwei Diagonalstreben (D) und einem Untergurt (U) bzw. Obergurt (O) untere bzw. obere Fachwerknoten (K) gebildet sind,- die beiden Spurträger (3) durch Querträger (5) kraftschlüssig verbunden sind,- die Querträger (5) vollständig durch die Spurträger (3) hindurchgesteckt und kraftschlüssig mit diesen verbunden sind, so dass die Querträger (5) den Abstand der Fachwerkebenen an der Unterseite eines Spurträgers (3) sowie die beiden Spurträger (3) untereinander fixieren,- in Brückenlängsrichtung ausgerichtete Fahrbahnbohlen (7) vorhanden sind, die mit den Querträgern (5) kraftschlüssig verbunden sind, unddadurch gekennzeichnet, dass- der Querschnitt eines Fachwerkträgers dreieckig ausgebildet ist, wobei an jedem Dreieckspunkt genau ein Gurtprofil (O,U) vorhanden ist, und wobei zwei Ecken des dreieckigen Querschnitts auf gleicher Höhe liegen, und die dritte Ecke hierzu oberhalb liegt, wobei jeweils zwischen einem der unteren Dreieckspunkte und dem oberen Dreieckspunkt eine Fachwerkebene aus Diagonalstreben (D), Untergurt (U) und Obergurt (O) gebildet ist, und die beiden Fachwerkebenen eines Spurträgers (3) am oberen Dreieckspunkt des Spurträgerquerschnitts mit einem Scharnier (S) mit gemeinsamer Scharnierachse (X) vorgesehen ist um welche die Spurträger (3) bei zurück gebauter Brücke zusammengeklappt werden können.wobei die Querträger (5) auf den unteren Knoten (K) der beiden Fachwerkebenen eines Spurträgers (3) aufliegen und mit diesen kraftschlüssig verbunden sind.
- Zerlegbare Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsseite eines an den unteren Dreieckspunkten eines Spurträgers (3) befindlichen Untergurtes (U) parallel zu der zugehörigen Fachwerkebene ausgerichtet ist.
- Zerlegbare Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsseite eines an den unteren Dreieckspunkten eines Spurträgers (3) befindlichen Untergurtes senkrecht ausgerichtet ist.
- Zerlegbare Brücke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (5) und/oder die Fahrbahnbohlen (7) aus extrudierten, rohrförmigen Faserverbundprofilen bestehen.
- Zerlegbare Brücke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (5) am Übergangsbereich zu den Spurträgern (3) gekröpft sind.
- Zerlegbare Brücke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurträger (3) in Brückenlängsrichtung aus einem oder mehreren Spurträgerabschnitten (31) zusammengekuppelt sind.
- Zerlegbare Brücke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurträger an ihren Enden mit Endstücken (E) gekoppelt sind, die die Auflager der Brücke bilden.
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