EP3146119B1 - Pneumatischer träger - Google Patents

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EP3146119B1
EP3146119B1 EP15732510.1A EP15732510A EP3146119B1 EP 3146119 B1 EP3146119 B1 EP 3146119B1 EP 15732510 A EP15732510 A EP 15732510A EP 3146119 B1 EP3146119 B1 EP 3146119B1
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EP
European Patent Office
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tension member
pressure
carrier
tension
pneumatic
Prior art date
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EP15732510.1A
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EP3146119A1 (de
EP3146119C0 (de
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Mauro Pedretti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pibridge Ltd
Original Assignee
Pibridge Ltd
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Publication date
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Publication of EP3146119A1 publication Critical patent/EP3146119A1/de
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    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/005—Girders or columns that are rollable, collapsible or otherwise adjustable in length or height
    • 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
    • E01D15/122—Inflatable or unreelable bridges ; Bridges with main load-supporting structure consisting only of non-rigid elements, e.g. cables
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C2003/0486—Truss like structures composed of separate truss elements
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    • E04—BUILDING
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    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C2003/0486—Truss like structures composed of separate truss elements
    • E04C2003/0491—Truss like structures composed of separate truss elements the truss elements being located in one single surface or in several parallel surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic carrier according to the preamble of claim 1.
  • Pneumatic carrier of the type mentioned are known and are based on a cylindrical basic shape according to WO 01/73245 . This basic form has been further developed into a spindle-shaped carrier according to WO 2005/007991 .
  • the advantage of such pneumatic carriers is their low weight and the extremely small transport volume, since the inflatable body can be folded up and the tension members can be designed as cables.
  • a disadvantage of such pneumatic beams is that although they can carry high surface loads (load distributed over the length of the beam), they are only suitable for asymmetric loads to a limited extent compared to the possible surface load, in particular with regard to concentrated axle loads, which in particular means use as a bridge decisively hinders, since an axle rolling over a bridge, for example of a truck, represents a particularly unfavorable case in this respect.
  • a major weak point is the pressure member, which as a slender rod is at risk of buckling, but cannot be made more massive, otherwise the advantages of the pneumatic concept would be reduced.
  • figure 1 1 shows diagrammatically a pneumatic support 1, here helical, according to the prior art, with exaggerated thickness for the sake of clarity.
  • an inflatable body 2 made of a flexible material keeps a pressure member 3 from a tension member 4 at an operable distance, with planking 5 again being indicated on the pressure member 3 for the sake of clarity, which enable driving over the bridge formed by the girder 1 should.
  • the following thought model can explain how the carrier works: If a load 6 acts on the planking 5 and thus on the pressure member 3, this is carried by the inflated body 2, which is under operating pressure, but which in turn rests on the tension member 4, which thus actually carries the load 6.
  • End nodes designate those areas in which the compression member 3 and the tension member 4 are operatively connected to each other.
  • the tension member 4 is essentially only subjected to axial tension and the pressure member 3 is essentially only subjected to axial pressure, so that the tension member 4 can be designed as a cable and the pressure member 3 as a thin rod.
  • a thin bar under pressure is at risk of buckling, with the result that the buckling limit of the pressure member 3 determines the load-bearing capacity of the carrier 1 .
  • the pressure member sinks increasingly into the body 2 at the point of the load, and instead bulges elsewhere, with a tendency to bulge beyond the bearing surface on the body 2 and thus from this lift, resulting in an increased risk of buckling and thus relevant reduced load capacity of the carrier 1 result.
  • Figure 2a shows an improved spindle-shaped carrier 10 according to the WO 2005/042880 , which is provided with connecting elements arranged vertically (ie in the load direction and perpendicularly to the longitudinal axis of the beam 10), designed as pure tension members 11.
  • the distance a between the tension members 11 can be optimized by a person skilled in the art with regard to the specific case.
  • the tension members 11 are suitable to a certain extent to prevent the pressure member 3 from lifting off the body 2 at a non-loaded location and thus buckling.
  • the vertical tension members 11 only cause the compression member and tension member to deform approximately equally (similar deflection line), they are not suitable to reduce the magnitude of the maximum deflection.
  • Figure 2b shows a possible arrangement of the tension members 11 in a carrier 10 'according to WO 2005/042880 , Several tension members 11 being arranged in bundles at a distance to be determined by those skilled in the art and in a symmetrical arrangement to one another, each starting from a common attachment point 13 .
  • This arrangement appears suitable for reducing the above-mentioned undesired stress in the pressure member 3, since the attack of the tension members 11 is distributed over a small distance opposite the point of attachment 13. But the reduction is only local.
  • the tension members 11 arranged at a distance a from one another advantageously increases the carrying capacity of the carrier 1 in the case of an asymmetric load, since the pressure member 3 is at reduced risk of buckling.
  • the tension member 4' in Figure 2b is also designed as a beam, so that it could also bear a load 6' acting from below, in which case the pressure member 3 would then be subjected to tensile stress).
  • a disadvantage of the arrangement according to the WO 2005/042880 is, however, that the pneumatic system is still heavily deformed under load.
  • a tension member designed as a cable but also a tension member designed as a long, thin rod
  • the pneumatic body 2 enable movements which, in the event of a load, lead to a large deformation of the beam despite sufficient load-bearing capacity, be it with a distributed load and, reinforced, with an asymmetrically applied load, for example in the case of a bridge with traffic.
  • the tension members 11 dampen the tendency to buckling of the pressure member 3, 4', but in turn lead to local lifting of the tension member 4, which in turn promotes a deformation of the entire carrier 10' and ultimately reduces the desired success regarding buckling of the pressure member 3 again.
  • This deformation or deflection of the beam 10,10' represents a problem particularly when it is designed as a bridge (also with roofs, for example during a storm), not least because of the risk of vibrations, as is the case, for example, with the flexible Millennium Bridge in London was.
  • bridges or girders for absorbing loads are advantageously designed to be as stiff as possible, since neighboring structures do not have to be designed for the corresponding movements, as is the case, for example as is the case with the planking or deck of a bridge or the structures supported by a girder.
  • Millenium Bridge if a carrier is too soft, it can mean that it cannot be used for the intended purpose despite having sufficient resilience.
  • connection element between the pressure member and the tension member extends in a zigzag shape over several connection points, pressure can be diverted from the pressure member into the tension member (although the connection elements are designed as tension members), so that between the pressure member and the tension member Shear stresses can be absorbed, analogously to the shear stresses in the web of a double T-beam.
  • the arrangement according to the invention correspondingly stiffens a pneumatic support fivefold, for example, or tenfold in the case of the relevant asymmetric load, as will be shown further below using a simulation calculation.
  • FIG 3 shows schematically an embodiment of a beam 20 according to the invention.
  • End nodes 21,22 enclose a number of pneumatic pressure bodies 23 between them and form an operative connection between the pressure member 24 and the tension member 25, which are attached on opposite sides to the pressure bodies 23, along their length, issue.
  • the pressure bodies 23 operatively space the compression member 24 and tension member 25 under operating pressure.
  • the connection between the pressure member 24 and the tension member 25 brought about by the end nodes 21, 22 is such that the pressure forces acting in the pressure member 24 can be introduced into the tension member 25 and vice versa and can thus be absorbed by it.
  • a connecting element 26 is operatively fixed via connection points 27,27',27'' at several locations on the compression member 24, the tension member 25 and also at the end nodes 21,22, such that it zig-zags over at least several connection points 27,27 '.27" of the pressure member 24 and the tension member 25 extends in the embodiment shown without gaps from the end node 21 to the end node 22.
  • a further connecting element 28 also runs in a zigzag shape via further connecting points 29 through the carrier 20, preferably from the end node 21 to the end node 22.
  • the use of several connecting elements 26, 28 results in smaller distances between the corresponding connecting points 27 to 27 " and 29 on the respective pressure member 24 or tension member 25, with the advantage that the buckling load of the pressure member 24 increases, since the relevant length is given by the distance between the connection points 27, 29.
  • the connection elements 26 and 28 are preferably offset from one another arranged, as shown in the figure, namely in such a way that the connection points 27 to 27" and 29 assigned to them lie opposite each other.
  • the end nodes 21, 22 are rigid and supported on an external structure such as the ground or on another component. According to the figure, in the embodiment shown, they are designed so large that their height corresponds to the height of the adjoining pneumatic pressure body 23 . It is essential and independent of their respective geometric design that they connect the pressure member 24 to the tension member 25 in such a way that they can initiate the pressure or train exerted by them into the other member (tension member 25 or pressure member 24). Accordingly, the end nodes, as in the figures described below or as in figure 1 be shown smaller or designed so that, for example, the tension member acts directly on the end of the pressure member.
  • the pressure member 24 essentially transmits axial pressure and is designed accordingly as a compression rod, while the tension member 25 transmits axial tension and is therefore designed to be flexible can be, for example as a rope.
  • the tension member 25 can thus preferably be designed to be pressure-resistant, so that the carrier 20 can also absorb loads from below than can be loaded on both sides from above (load P) and also from below, in the opposite direction of the load P.
  • Adjacent pressure bodies 23 abut under operating pressure with their right and left end faces 30, 31, resulting in the effect of a single pneumatic pressure body extending continuously from end node 21 to end node 22 over a length, which as such is also in accordance with the invention.
  • the multiple pressure bodies 23 shown in the figure are easier to assemble and disassemble and, as shown below, allow the carrier 20 to be assembled from multiple carrier modules, which in turn can have advantages for transport and storage.
  • the pressure bodies 23 operatively keep the pressure member 24 and the tension member 25 spaced from each other, at rest and in the event that a load P is applied to the beam.
  • Pressure bodies of the type shown are known per se to those skilled in the art; they can, for example, be made of textile and provided with a gas-tight coating.
  • the connecting element 26 runs in a zigzag shape through the length of the carrier 20, from connecting point 27 to connecting point 27 (or 27', 27") and, in the case of further connecting elements, for example connecting element 28 from connecting point 29 to connecting point 29
  • a plurality of connecting elements are provided which extend in a zigzag shape through the carrier, each of which acts on its own connection points.
  • the connecting element 26, 28 is prestressed by the operating pressure in the pressure bodies 23, is therefore a tension member and can be correspondingly flexible, preferably designed as a cable.
  • the connecting element 26,28 is preferably designed as a continuous tension member (cable or chain, etc.).
  • it consists of individual sections 32, which merely extend from a connection point 27 (or 27', 27") or 29 (on the pressure member 24 or on the tension member 25) to another connection point 27 (or 27 ', 27") or 29 (on the tension member 25 or on the pressure member 24).
  • such sections 32 for example flexible, for example as a rope, or as Train (train) staffs.
  • the connecting element 26,28 can be divided into individual sections 32, each of which extends from a connection point 27,29 on the pressure member 24 to an associated connection point 27,29 on the tension member 25 (or vice versa).
  • connection points 27, 29 are preferably designed in such a way that the connection element 26, 28 (or their individual sections 32) are fixed directly to the pressure member 24 or to the tension member 25.
  • the fixing takes place on the pressure body 23, since, as will be described in more detail below, the pretension in the connecting element 26, 28 generated by the pressure body 23 under operating pressure produces the effect according to the present invention.
  • connection points 27, 29 are preferably designed in such a way that during operation the longitudinal axes of the sections 32 or the corresponding sections of the continuous connection element 26, 28 essentially intersect in the area (preferably on the neutral axis) of the pressure member 24 and the tension member 25 . At least in the case of a tension member 25 designed as a cable, this cannot always be exactly the case due to tolerances and displacements in the mounted carrier 20, but it is desirable, since otherwise the rigidity of the carrier 20 that can be achieved per se cannot be fully realized.
  • the longitudinal axes of two connecting elements 26, 28 acting on the same connection point 27, 29 thus preferably intersect essentially in the interior of the pressure member and/or the tension member and particularly preferably on its neutral axis.
  • the connecting element 26, 28 is prestressed, as mentioned. Under the effect of a load P acting, for example, at the location of the connection point 27', this pretension is reduced at the location of the affected connection point 27', such that only a correspondingly reduced tension is introduced into the opposite connection points 27''. This in turn has the consequence that that at the location of the connection points 27" the tension member 25 has to absorb the forces generated by the internal pressure of the pressure bodies 23' to an increased extent, ie the axial tensile forces acting in it are increased.
  • connection element 26 corresponds, for example, to that of the web in the double-T girder, which is subjected to a considerable shearing load and thus gives the double-T girder its rigidity.
  • the pneumatic carriers according to the prior art cannot absorb this thrust, are therefore flexible and show the corresponding deformations when loaded (see below for Figures 9a to 9c, which compare the deformation of a carrier according to the invention with a carrier according to the prior art show).
  • the carrier according to the WO 2007/071101 which has a flexible, longitudinal web: the web is vertically prestressed, but not horizontally; there are no horizontal components of the prestressing forces generated by the internal pressure in the web. Even if horizontal force components were to occur, the web would be distorted under the corresponding oblique stress (direction of a section 32), with the result that the web could not absorb the shear.
  • the web is completely yielding in an oblique direction, since the square lattice formed by the threads would be distorted into a parallelogram-like lattice.
  • the sections 32 of the connecting element 26, 28 are preferably inclined at an angle of 45° to the longitudinal axis of the carrier 20, since the shear force absorbed by the shear force is then optimally absorbed and the carrier 20 is thus stiffened to the maximum.
  • the preference is for those between two associated connection points 27′, 27′′ engaging sections 32 of the at least one connecting link 26 are inclined at an essentially 45° angle to the longitudinal axis of the carrier 20.
  • the inventive pneumatic carrier consists, as before, of parts that have only minimal volume for transport or storage, hardly weigh, but can also have considerable asymmetrical or punctiform effects, comparatively extremely absorb large loads with a deformation reduced to 10% or even less - see the description of FIGS. 9a to 9c.
  • a pneumatic support having a pressurizable, e.g. inflatable, body which, under operating pressure, operably spaced a compression member extending substantially along its length and a tension member also extending along its length, wherein Connection points are provided on the pressure member and on the tension member for at least one connection element that can be subjected to tensile stress and extends between the pressure member and the tension member, and the connection element between the pressure member and the tension member extends in a zigzag shape via a number of connection points both in the area of the pressure member and in the Area of the tension member extends.
  • the at least one connecting element preferably extends continuously through the carrier, over the entire length of the region that can be placed under pressure. If this is not the case, only a partial area of the pneumatic carrier is stiffened according to the invention, so that, for example, a joint is created in the carrier by a locally limited flexible point, which can make sense if it is to be connected to a moving structure there. However, such a joint is paid for by the fact that the properties of the entire carrier are no longer optimal and the specialist is therefore only reluctant to provide it.
  • connection points 27, 27', 29 on the pressure member 24 and those 29, 27" on the tension member 25 of the pneumatic support 20 are at a distance and offset from one another by half a distance, such that the connection element 26 , 28 along the inflatable body in a regular zigzag line.
  • FIGS. 4a and 4b show, schematically and in longitudinal section, modified embodiments of a carrier 33 ( Figure 4a ) and 38 ( Figure 4b ).
  • the carrier 33 is designed in the shape of a spindle.
  • the diameter of the carrier 33 thus changes over its length, with the result that the distance between the connecting points 27 , 29 of the connecting elements 26 , 28 also changes in order to keep them inclined at 45° to the longitudinal axis of the carrier 33 .
  • Figure 5a shows a preferred embodiment of a connection point 27,29 for a continuous connection element 26,28 ( figure 3 ).
  • a counterpart 40 is connected to a base piece 42 with the aid of bolts 41 indicated by a dash and thus holds the connecting element 26, 28 in a fixed position.
  • Its longitudinal axes 44 which, as mentioned above, intersect at the location of the pressure member 24 (or tension member 25), are indicated in dashed lines.
  • the base piece 42 in turn is gas-tight via a retaining plate 43 in relation to the pressure body 23 ( figure 3 ) fixed.
  • Figure 5b shows a cross section through the connection point 27,28 of Figure 5a .
  • Figure 6a shows a longitudinal section through a further embodiment of a carrier 50 according to the invention, which is designed as a bridge.
  • the carrier 50 is constructed in the shape of a spindle, with a substantially straight pressure member 51 (favorable with regard to the buckling load) and an arcuate tension member 52 .
  • Two connecting elements 57, 58 extend lengthwise through the carrier 50 from one end node 59 to the other end node 60, the sections of which located between the connecting points 55, 56 can also be designed as tension rods.
  • Three pneumatic pressure bodies 61 to 63 abut at the end with a right end face 65,66 and a left end face 67 to 68 while the right end face 64 of the pressure body 63 and the left end face 69 of the pressure body 61 do not abut the end nodes 59,60.
  • the pressure member 51 is composed of segments 70 to 72 that can be detached from one another, as is the tension member 52, which has the segments 73 to 75. All segments 70 to 72 and 73 to 75 run over the length of the respective pressure body 61 to 63 assigned to them, so that detachable carrier modules 76 to 78, which are inherently rigid according to the invention, result (whereby the end carrier modules 76 and 78 are of course also their end knots 59,60 are detachable).
  • the carrier 50 thus has several, i.e. two, three or even more than the three carrier modules 76 to 78 shown as an example in the figure, into which it can be disassembled or from which it can be assembled, which in turn has advantages with regard to storage, Transport and assembly or disassembly brings.
  • the individual modules are connected together by operatively attaching the respective segments 70-72 of the compression member 51 and the respective segments 73-75 of the tension member 52 to each other via the connection points 80-87.
  • This can be done via a simple screw connection or via another type to be determined by a person skilled in the art, such as a joint, for example, which allows the segments to be pivoted relative to one another but transmits compressive and tensile forces.
  • the end-side modules 76,78 are connected to the associated end nodes 59,60, with the end node 59 connecting points 80,84 to the associated segments 70,73 and the end node 60 connecting points 83,87 to the associated segments 72,75 in such a way connects with each other that the compressive forces acting in the pressure member 51 and the tensile forces acting in the tension member 52 can be introduced into the respective other member 52,51.
  • the end nodes 59,60 can also be linked to the associated segments 70,73 and 72,75 only via the connection points 80,84 and 83,87.
  • connection of the segments 70 to 72 (compression member) and 73 to 75 (tension member) in the assembled state results in a continuously stiff beam 50 according to the invention, the flexural rigidity of which is not weakened by the modular design compared to a non-modular beam.
  • the connecting elements 57, 58 are then preferably in such a way Divided sections that they do not extend beyond one of the modules 76-78 also. Then attack at connection points 81,82,85,86, which are assigned to two carrier modules 76,77 or 77,78, respectively, the corresponding two sections of the connecting elements 57,58.
  • the connecting elements can be designed to be continuous, or consist of a number of sections, each of which only extends from one connection point to the other connection point.
  • the illustrated embodiment also shows that the pneumatic carrier according to the invention can be designed as a separate, modular carrier module 76 to 78 (or that such carrier modules can be provided for the carrier according to the invention), which in turn can be connected to another (such) carrier module 76 to 78 can be connected in such a way that these are fixed to one another at the front and the connection points 80 to 87 of the pressure members (in the figure: segments 70 to 72 of the common pressure member 51) and the tension members (in the figure: segments 73 to 75 of the common Tension member 52) also form attachment points for the connecting element.
  • the pressure members and the tension members of the end-side support modules are connected to an end node, see the description of the end nodes 21,22 of FIG figure 3 .
  • the carrier modules (76 to 78) can be connected to one another in an articulated manner in such a way that the carrier (20) can be folded up, with the pressure member at one end of a rigid section being attached to the pressure member of the adjacent one rigid section and at the other end of the rigid section the tension member is articulated on the tension member of the other adjacent rigid section and the respective other pressure members and tension members of adjacent stiffer sections are releasably connectable to one another.
  • a pneumatic carrier cannot be dismantled into the carrier modules, but it can still be folded together in a zigzag shape.
  • Figure 6b shows a cross section through the carrier 50 of FIG Figure 6a in the plane AA of the carrier module 77.
  • the pressure body 62 composed of the flexible side sections 90,91 and the upper 92 and lower section 93, which is under operating pressure, with the upper and lower section 92,93 being rigid but sufficiently elastic here are in order to be able to yield to the load deformations of the carrier 50 which are small according to the invention (but of course still exist).
  • the upper section 92 carries the segment 71 of the Pressure member 51, the lower portion 93, the segment 74 of the tension member 52, which segments 71,74 can be formed, for example, from a thin sheet and thus form a roadway or at least a support for a suitable planking.
  • connections 95 between the side sections 90,91 and the upper and lower sections 92,93 are gas-tight and in figure 7 shown in more detail.
  • connecting elements 57, 58 run side by side inside the pressure body 62, the course of which is indicated by dashed lines and the interfaces 95 (connecting elements 57) and 96 (connecting elements 58) with the plane AA can be seen.
  • connection points 56,57 for example according to FIG Figure 5a .
  • the figure shows in particular that several sets of connecting elements 57, 58 can be guided side by side, which allows an extra-wide carrier 50 to be formed.
  • This is advantageous if, for example, two girders arranged next to one another would have to be provided for a bridge, the space between which would have to be covered by planking: in the case of girder 50 with a plank as in Figure 6b trained cross-section, the storage, transport and assembly costs can be advantageously reduced compared to a conventional design with two carriers.
  • the segments 70 to 72 and 73 to 75 ( Figure 6a) to be gas-tight, so that the upper 92 and lower section 93 can be omitted, with which the pressure bodies 61 to 63 then cover the flexible edge sections 90, 91 and the (rigid) segments 70-72 and 73-75.
  • the lower segments 73 to 75 of the tension member 52 can be designed as cables, which would then run four times next to each other according to the embodiment shown in the figure and would each be operatively connected to an associated set of connecting elements 57,58.
  • FIG 7 shows schematically the connection point 95 between the flexible edge section 91 and the upper section 92, the flexible edge section being held by a clamping point 97.
  • the clamping point 97 preferably has a symbolically indicated bolt 98 on which a counter-plate 99 is fixed to the upper section 92 (which is stiff here).
  • the longitudinal edge 100 of the flexible edge section 91 is thickened by an end section 102 of the flexible section 91 folded over by a cable 101 and can thus no longer slip back through the clamping point 97 and is thus fixed gas-tight by the clamping.
  • Those skilled in the art can form all of the junctions 95 in this manner or in any other suitable manner.
  • Figure 8a Figure 1 shows a prior art girder 105 having a compression body 106 and extending therein and spaced apart by vertical tension members 107. End nodes 108,109 operably connect compression member 110 to tension member 111.
  • Figure 8b shows an embodiment of a carrier 115 according to the invention with a pressure body 122, which extends from the carrier 105 ( Figure 8a ) differs by its continuous zig-zag connecting links 116,117. End nodes 118,119 operably connect a compression member 120 to a tension member 121.
  • the figure 9 shows the corresponding diagrams 120 to 123 with the deformations ⁇ of the beams 105,115 based on the deformation (bending line) of their pressure members 110, 120 or their tension members 120,121, with the comparison being made once with a load P m acting in the middle, see diagrams 120 and 121 and then with an asymmetrically applied load P s , see diagrams 122 and 123.
  • a diagram shows either the deflection line of the pressure members 110,120 (diagrams 120 and 122) or the deflection line of the tension members 111,121 (diagrams 121,123).
  • Diagram 120 shows the deformation of the pressure members 110,120 of the carriers 105,115 under the load P m , with the pressure member 110 of the carrier 105 according to the prior art being displaced 107 mm downwards at the location of the applied load P m , the pressure member 120 of the invention Carrier 115, however, only by 21 mm. It is also evident as the compression member 110 of the prior art carrier 105 bulges laterally but the compression member 115 does not.
  • Diagram 121 shows the deformation of tension members 111,121 for the centrally applied load P m , the deformation of which is very similar to that of pressure members 110,120 according to diagram 120, which is likely to be due to the effect of tension members 107 arranged at a distance a.
  • the diagrams 122 and 123 show the deformation of the pressure members 110,120 and the tension members 111,121 of the beams 105 (prior art) and 115 (according to the invention) due to the load P s acting from the side.
  • the pressure member 110 and the tension member 111 of the beam 105 are severely deformed, with a depression at the location of the load P s and a bulge in the other half of the beam 105.
  • the deflection of the pressure member 111 and tension member 121 of the beam 115 according to the invention is reduced even more than in the case of the centrally applied load P m : the deformation of the beam 115 according to the invention is reduced from 181 mm (beam 105 according to the prior art) to a mere 20 mm, ie reduced to about 10%, again as a result of the arrangement of the connecting elements according to the invention.
  • the carrier 115 solves the task set out at the outset and, in particular for asymmetrical loads, is significantly more resistant to bending than the pneumatic carriers according to the prior art.
  • This stiffening is provided over the distance that the links are continuously zigzagged through the beam. In addition to the desired stiffening per se, this also means that the risk of buckling for the pressure member 120 is significantly reduced, which significantly increases the carrying capacity (or its safety factor for a specific load) of the carrier 115 compared to the carrier 105 of the prior art.
  • the compression member is on the side where the load is applied to the pneumatic pressure body, and the tension member is on the side facing away from the load application.
  • several sets of connecting elements can be arranged side by side ( Figure 6b ).
  • the sets of connecting elements are not parallel but inclined to one another.
  • the wide compression member 51 or tension member 52 can also be split into several parallel compression members or tension members, so that the result is an additional compression member and another tension member (to a first compression member or tension member), each with connection points for a another connecting element is provided, which extends between the further pressure member and the further tension member along these in a zigzag shape.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Träger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Pneumatische Träger der genannten Art sind bekannt und basieren auf einer zylindrischen Grundform gemäss der WO 01/73245 . Diese Grundform ist weiterentwickelt worden zu einem spindelförmigen Träger gemäss der WO 2005/007991 . Vorteilhaft an solchen pneumatischen Trägern ist ihr geringes Gewicht sowie das äusserst kleine Transportvolumen, da der aufblasbare Körper zu zusammenfaltbar ist und die Zugglieder als Seile ausgebildet werden können. Ein Nachteil solcher pneumatischer Träger besteht darin, dass diese zwar hohe Flächenlasten (über die Länge des Trägers verteilte Last) tragen können, aber im Vergleich zur möglichen Flächenlast nur limitiert für asymmetrische Lasten geeignet sind, insbesondere betreffend konzentrierten Achslasten, was insbesondere den Einsatz als Brücke entscheidend hindert, da eine über eine Brücke rollende Achse, etwa eines LKW, diesbezüglich einen besonders ungünstigen Fall darstellt.
  • Eine wesentliche Schwachstelle liegt dabei beim Druckglied, welches als schlanker Stab knickgefährdet ist, aber nicht massiver ausgebildet werden kann, da sonst die Vorteile des pneumatischen Konzepts vermindert werden.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen pneumatischen, hier spindelförmigen Träger 1 gemäss dem Stand der Technik, mit der Anschaulichkeit wegen übertriebener Dicke. Ein aufblasbarer, aus einem flexiblen Material bestehender Körper 2 hält unter Betriebsdruck ein Druckglied 3 von einem Zugglied 4 in betriebsfähigem Abstand, wobei wiederum der Anschaulichkeit halber auf dem Druckglied 3 eine Beplankung 5 angedeutet ist, welche das Befahren der durch den Träger 1 gebildeten Brücke ermöglichen soll. Das folgende Gedankenmodell kann die Funktionsweise des Trägers erläutern:
    Wirkt eine Last 6 auf die Beplankung 5 und damit auf das Druckglied 3, wird dieses durch den unter Betriebsdruck stehenden, aufgeblasenen Körper 2 getragen, welcher aber seinerseits auf dem Zugglied 4 ruht, das damit die Last 6 tatsächlich trägt. Dadurch hat das Zugglied 4 das Bestreben, nach unten auszuweichen, was aber nicht möglich ist, da das Druckglied 3 die gemeinsamen Endknoten 7 und 8, damit auch die Enden des Zugglieds 4 auf Distanz hält. Mit Endknoten werden diejenigen Bereiche bezeichnet, in welchen das Druckglied 3 und das Zugglied 4 betriebsfähig mit einander verbunden sind.
  • Es ergibt sich, dass das Zugglied 4 im Wesentlichen nur auf axialen Zug und das Druckglied 3 im Wesentlichen nur auf axialen Druck beansprucht ist, so dass das Zugglied 4 als Seil und das Druckglied 3 als dünner Stab ausgebildet werden kann. Ein unter Druck stehender dünner Stab ist jedoch knickgefährdet, mit der Folge, dass die Knickgrenze des Druckglieds 3 die Belastbarkeit des Trägers 1 determiniert.
  • Im Fall einer Flächenlast, die in Richtung des Pfeils 6 wirkt und die sich symmetrisch über die Länge des Trägers verteilt, wie dies etwa bei Dachstrukturen der Fall ist, ergibt sich eine reduzierte Knickgefahr, da ein Ausknicken in einer Richtung gegen den Lastangriff durch die Last selbst vermindert wird, während in Lastrichtung ein Ausknicken durch die Auflage des Druckglieds 3 auf dem Körper 2 reduziert wird.
  • Im Fall einer asymmetrischen Last ist es aber so, dass das Druckglied am Ort der Last vermehrt in den Körper 2 einsinkt, und sich dafür an anderer Stelle emporwölbt, mit einer Tendenz, sich über die Auflagefläche auf dem Körper 2 hinaus zu wölben und damit von dieser abzuheben, was eine erhöhte Knickgefahr und damit relevant reduzierte Belastbarkeit des Trägers 1 zur Folge hat.
  • Figur 2a zeigt einen verbesserten spindelförmigen Träger 10 gemäss der WO 2005/042880 , welcher mit vertikal (d.h. in Lastrichtung und senkrecht zur Längsachse des Trägers 10) angeordneten Verbindungselementen, ausgebildet als reine Zugglieder 11, versehen ist. Der Abstand a der Zugglieder 11 ist vom Fachmann im Hinblick auf den konkreten Fall zu optimieren.
  • Die Zugglieder 11 sind geeignet, bei einer asymmetrischen Last in einem gewissen Mass zu verhindern, dass sich das Druckglied 3 an einem nicht belasteten Ort vom Körper 2 abhebt und damit knickt. Die vertikalen Zugglieder 11 bewirken nur, dass das Druckglied und das Zugglied sich ungefähr gleich deformieren (ähnliche Biegelinie), sie sind nicht geeignet, die Grösse der maximalen Durchbiegung zu reduzieren. Allerdings entsteht dabei am Ort eines Befestigungspunktes 12 für ein Zugglied 11 eine erhebliche Beanspruchung (beispielsweise zusätzliche Biegemomente) im Druckglied 3, was wiederum unerwünscht ist.
  • Figur 2b zeigt eine mögliche Anordnung der Zugglieder 11 in einem Träger 10' gemäss der WO 2005/042880 , wobei im durch den Fachmann zu bestimmendem Abstand und in symmetrischer Anordnung zu einander, jeweils von einem gemeinsamen Befestigungspunkt 13 ausgehend, mehrere Zugglieder 11 bündelförmig angeordnet sind. Diese Anordnung erscheint geeignet, die oben erwähnte unerwünschte Beanspruchung im Druckglied 3 reduzieren, da sich der Angriff der Zugglieder 11 auf eine kleine, dem Befestigungspunkt 13 gegenüberliegende Strecke verteilt. Die Reduktion ist aber nur lokal.
  • Der Fachmann erkennt aus der Offenbarung der WO 2005/042880 , dass im Abstand a von einander angeordnete Zugglieder 11 die Tragfähigkeit des Träges 1 im Fall einer asymmetrischen Last vorteilhaft vergrössert, da das Druckglied 3 reduziert knickgefährdet ist. (An dieser Stelle sei angefügt, dass das Zugglied 4' in Figur 2b ebenfalls als Balken ausgebildet ist, damit dieses auch eine von unten angreifende Last 6' tragen könnte, wobei dann das Druckglied 3 auf Zug beansprucht würde).
  • Nachteilig an der Anordnung gemäss der WO 2005/042880 ist jedoch, dass sich das pneumatische System nach wie vor unter Last stark deformiert. Insbesondere ein als Seil ausgebildetes Zugglied (aber auch ein als langer, dünner Stab ausgebildetes Zugglied) und der pneumatische Körper 2 ermöglichen Bewegungen, die im Lastfall trotz genügender Tragfähigkeit zu einer grossen Deformation des Trägers führen, sei dies bei einer Flächenlast und, verstärkt, bei einer asymmetrisch angreifenden Last, etwa im Fall einer befahrenen Brücke. Die Zugglieder 11 gemäss der WO 2005/042880 dämpfen zwar die Neigung zum Knicken des Druckglieds 3, 4' stark, führen aber wiederum lokal zum Anheben des Zugglieds 4, was wiederum einer Deformation des ganzen Trägers 10' Vorschub leistet und letztlich den gewünschten Erfolg betreffend Knicken des Druckglieds 3 wieder reduziert. Diese Deformation bzw. Durchbiegung des Trägers 10,10' stellt insbesondere bei einer Ausbildung als Brücke ein Problem dar (auch bei Dächern beispielsweise bei Sturm), nicht zuletzt wegen der Gefahr von Schwingungen, wie dies beispielsweise bei der biegeweichen Millenium Bridge in London der Fall war. Dabei versteht es sich von selbst, dass generell Brücken oder Träger für die Aufnahme von Lasten vorteilhafterweise so steif wie möglich ausgebildet sind, da damit benachbarte Strukturen nicht auf die entsprechenden Bewegungen hin ausgelegt sein müssen, wie es etwa bei der Beplankung oder Fahrbahn einer Brücke oder den durch einen Träger gestützten Strukturen der Fall ist. Im Gegenteil kann, wie am Beispiel der Millenium Bridge erwähnt, zu grosse Weichheit eines Trägers dazu führen, dass er trotz an sich genügender Belastbarkeit für den vorgestellten Zweck nicht einsetzbar ist.
  • Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Träger mit verbesserter Steife bereit zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Träger gemäss den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Dadurch, dass sich das Verbindungselement zwischen dem Druckglied und dem Zugglied zick-zack förmig über jeweils mehrere Verbindungspunkte hin erstreckt, kann Druck vom Druckglied in das Zugglied abgeleitet werden (obschon die Verbindungselemente als Zugglieder ausgebildet sind), so dass zwischen dem Druckglied und dem Zugglied Schubspannungen aufgenommen werden können, analog zu den Schubspannungen im Steg eines Doppel - T Trägers. Die erfindungsgemässe Anordnung versteift entsprechend einen pneumatischen Träger beispielsweise um das fünffache, oder, im Fall der relevanten asymmetrischen Last um das zehnfache, wie dies weiter unten an anhand einer Simulationsrechnung gezeigt wird.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    schematisch einen spindelförmigen Träger gemäss dem Stand der Technik,
    Figur 2a
    schematisch den Träger von Figur 1 mit vertikalen Zuggliedern,
    Figur 2b
    schematisch die Anordnung von Zuggliedern gemäss dem Stand der Technik in einem Abschnitt eines pneumatischen Trägers,
    Figur 3
    schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Trägers,
    Figur 4a und 4b
    schematisch weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemässen, aus Modulen bestehenden Trägers,
    Figur 5a und 5b
    schematisch eine Ausführungsform zur Festlegung des Verbindungselements an einem Druckglied oder an einem Zugglied,
    Figur 6a
    eine weitere, besonders als transportable Brücke für Fahrzeuge geeignet Ausführungsform in einem Längsschnitt,
    Figur 6b
    einen Querschnitt an der Stelle AA durch die Ausführungsform von Figur 6a
    Figur 7
    schematisch die Verbindung zwischen dem flexiblen und starren Teilen der Ausführungsform gemäss Fig 6a,
    Figur 8a
    den für eine Vergleichsrechnung verwendete pneumatische Träger gemäss dem Stand der Technik,
    Figur 8b
    den für die Vergleichsrechnung verwendete pneumatische Träger gemäss der vorliegenden Erfindung, und
    Figur 9
    vier Diagramme mit einem Vergleich der Deformationen des Druckglieds und des Zugglieds zwischen dem pneumatischen Träger gemäss dem Stand der Technik und gemäss der vorliegenden Erfindung, wobei einmal eine Last symmetrisch und einmal eine Last asymmetrisch am jeweiligen Träger angreift.
  • Figur 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trägers 20. Endknoten 21,22 schliessen eine Anzahl von pneumatischen Druckkörpern 23 zwischen sich ein und bilden eine betriebsfähige Verbindung zwischen dem Druckglied 24 und dem Zugglied 25, die auf gegenüberliegenden Seiten an den Druckkörpern 23, entlang deren Länge, anliegen. Die Druckkörper 23 halten unter Betriebsdruck das Druckglied 24 und das Zugglied 25 betriebsfähig im Abstand von einander. Die durch die Endknoten 21,22 bewirkte Verbindung zwischen dem Druckglied 24 und dem Zugglied 25 ist derart, dass die im Druckglied 24 wirkenden Druckkräfte in das Zugglied 25, und auch umgekehrt, eingeleitet und so von diesem aufgenommen werden können.
  • Ein Verbindungselement 26 ist über Verbindungspunkte 27,27',27" an mehreren Stellen am Druckglied 24, am Zugglied 25 und ebenso an den Endknoten 21,22 betriebsfähig festgelegt, derart, dass es sich zick-zack förmig über wenigstens mehrere Verbindungspunkte 27,27',27" des Druckglieds 24 und des Zugglieds 25 erstreckt, in der gezeigten Ausführungsform lückenlos vom Endknoten 21 bis zum Endknoten 22.
  • Ebenso verläuft in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ein weiteres Verbindungselement 28 über weitere Verbindungspunkte 29 zick-zack förmig durch den Träger 20, bevorzugt vom Endknoten 21 bis zum Endknoten 22. Die Verwendung mehrere Verbindungselemente 26,28 ergibt geringere Abstände zwischen den entsprechenden Verbindungspunkten 27 bis 27" und 29 am jeweiligen Druckglied 24 oder Zugglied 25, mit dem Vorteil, dass sich die Knicklast des Druckglieds 24 erhöht, da die dafür massgebende Länge durch den Abstand der Verbindungspunkte 27,29 gegeben ist. Bevorzugt sind die Verbindungselemente 26 und 28 zu einander versetzt angeordnet, wie dies in der Figur gezeigt ist, nämlich so, dass die ihnen zugordneten Verbindungspunkte 27 bis 27" und 29 einander jeweils gegenüberliegen.
  • Die Endknoten 21,22 sind starr ausgebildet und an einer äusseren Struktur wie etwa dem Untergrund oder an einem anderen Bauteil abgestützt. Gemäss der Figur sind sie in der gezeigten Ausführungsform so gross ausgebildet, dass ihre Höhe der Höhe des Anschliessenden pneumatischen Druckköpers 23 entspricht. Wesentlich und unabhängig von ihrer jeweiligen geometrischen Ausbildung ist, dass sie das Druckglied 24 mit dem Zugglied 25 derart verbinden, dass diese den durch sie ausgeübten Druck bzw. Zug in das jeweils andere Glied (Zugglied 25 bzw. Druckglied 24) einleiten können. Entsprechend können die Endknoten, wie in den nachstehend beschriebenen Figuren oder auch wie in Figur 1 gezeigt kleiner bzw. so ausgebildet sein, dass beispielsweise das Zugglied direkt am Ende des Druckkglieds angreift. Im Ergebnis liegt ein Endknoten vor, wenn das Druckglied und das Zugglied direkt oder auch über ein geometrisch beliebig ausgebildetes Endelement derart mit einander verbunden sind, dass der im Druckglied wirkende Druck in das Zugglied und der im Zugglied wirkende Zug in das Druckglied eingeleitet werden, wobei dadurch im Zugglied Zug und im Druckglied Druck entsteht.
  • Das Druckglied 24 überträgt im Wesentlichen axialen Druck und ist entsprechend als Druckstab ausgebildet, während das Zugglied 25 axialen Zug überträgt und damit flexibel ausgebildet sein kann, beispielsweise als Seil. Natürlich ist es auch möglich, das Zugglied 25 als Stab auszubilden, dann aber so, dass dieser die im Betrieb entstehende Zugbelastung tragen kann. Damit kann bevorzugt das Zugglied 25 druckbelastbar ausgebildet sein, so dass der Träger 20 auch Last von unten aufnehmen kann, als beidseitig von oben (Last P) und auch von unten, in der Gegenrichtung der Last P, belastbar ist.
  • Einander benachbarte Druckkörper 23 stossen unter Betriebsdruck mit ihren rechten und linken Stirnseiten 30,31 aneinander, so dass sich die Wirkung eines einzigen, sich durchgehend von Endknoten 21 zu Endknoten 22 über eine Länge erstreckenden pneumatischen Drucckörpers ergibt, der als solcher ebenfalls erfindungsgemäss ist. Die in der Figur gezeigten, mehren Druckkörper 23 sind leichter montier- bzw. demontierbar und erlauben, wie weiter unten gezeigt, den Träger 20 aus mehreren Trägermodulen zusammenzusetzen, was wiederum Vorteile für den Transport und die Lagerung haben kann. Weiter halten die Druckkörper 23 betriebsfähig das Druckglied 24 und das Zugglied 25 im Abstand von einander, im Ruhezustand und im Fall, dass eine Last P auf den Träger wirkt.
  • Druckkörper der gezeigten Art sind dem Fachmann an sich bekannt, sie können beispielsweise textil ausgebildet und mit einer gasdichten Beschichtung versehen sein.
  • Wie erwähnt verläuft das Verbindungselement 26 zick-zack förmig durch die Länge des Trägers 20 hindurch, von Verbindungspunkt 27 zu Verbindungspunkt 27 (bzw. 27',27") und, im Fall weiterer Verbindungselemente, beispielsweise das Verbindungselement 28 von Verbindungspunkt 29 zu Verbindungspunkt 29. Bevorzugt sind damit mehrere sich zick-zack förmig durch den Träger erstreckende Verbindungselemente vorgesehen, wobei diese an je eigenen Verbindungspunkten angreifen.
  • Das Verbindungselement 26,28 wird durch den Betriebsdruck in den Druckkörpern 23 vorgespannt, ist also ein Zugglied und kann entsprechend flexibel, bevorzugt als Seil ausgebildet sein. Weiter ist das Verbindungselement 26,28 bevorzugt als durchgehendes Zugglied (Seil oder Kette etc.) ausgebildet. Ebenso ist es aber erfindungsgemäss, dass es aus einzelnen Abschnitten 32 besteht, welche bloss von einem Verbindungspunkt 27 (bzw. 27',27") oder 29 (am Druckglied 24 bzw. am Zugglied 25) zu einem anderen Verbindungspunkt 27 (bzw. 27',27") oder 29 (am Zugglied 25 bzw. am Druckglied 24) laufen. Dann ist es ebenfalls erfindungsgemäss, solche Abschnitte 32 beispielsweise flexibel, beispielsweise als Seil, oder als (Zug)Stäbe auszubilden. Es ergibt sich, dass das Verbindungselement 26,28 in einzelne Abschnitte 32 aufgeteilt sein kann, die sich jeweils von einem Verbindungspunkt 27,29 am Druckglied 24 zu einem zugeordneten Verbindungspunkt 27,29 am Zugglied 25 (oder umgekehrt) erstrecken.
  • Die Verbindungspunkte 27,29 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass das Verbindungselement 26,28 (oder deren einzelne Abschnitte 32) direkt am Druckglied 24 oder am Zugglied 25 festgelegt sind. Denkbar ist es aber auch, dass die Festlegung am Druckkörper 23 erfolgt, da, wie dies nachstehend näher beschrieben ist, die durch die unter Betriebsdruck stehenden Druckkörper 23 erzeugte Vorspannung im Verbindungselement 26,28 den Effekt gemäss der vorliegenden Erfindung erzeugt.
  • Bevorzugt sind die Verbindungspunkte 27,29 derart ausgebildet, dass sich im Betrieb die Längsachsen der Abschnitte 32 bzw. der entsprechenden Abschnitte des durchgehend ausgebildeten Verbindungselements 26,28 im Wesentlichen im Bereich (bevorzugt auf der neutralen Achse) des Druckglieds 24 und des Zugglieds 25 schneiden. Wenigstens im Fall eines als Seil ausgebildeten Zugglieds 25 kann dies auf Grund von Toleranzen und Verschiebungen im montierten Träger 20 nicht immer exakt zutreffen, ist aber anzustreben, da sonst die an sich erreichbare Steife des Trägers 20 nicht vollständig realisiert werden kann. Damit schneiden sich bevorzugt die Längsachsen von zwei am selben Verbindungspunkt 27,29 angreifenden Verbindungselementen 26,28 im Wesentlichen im Inneren des Druckglieds und/oder des Zugglieds und besonders bevorzugt auf dessen neutraler Achse.
  • Stehen die Druckkörper 23 unter Betriebsdruck wird, wie erwähnt, das Verbindungselement 26,28 vorgespannt. Unter der Wirkung einer beispielsweise am Ort des Verbindungspunkts 27' einwirkenden Last P wird diese Vorspannung am Ort des betroffenen Verbindungspunkts 27' reduziert, derart, dass nur noch ein entsprechend reduzierter Zug in die gegenüberliegenden Verbindungspunkte 27" eingeleitet wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass am Ort der Verbindungspunkte 27" das Zugglied 25 die durch den Innendruck der Druckkörper 23' erzeugten Kräfte vermehrt aufnehmen muss, die in ihm wirkenden axialen Zugkräfte also erhöht werden.
  • Diese Wirkung ist dieselbe, wie wenn über die Abschnitte 32', 32" Druck in die Verbindungspunkte 27" eingeleitet würde - das Verbindungselement 26 bzw. dessen Abschnitte 32',32" sind deshalb letztlich als Zugelemente ausgebildete Druckstreben, welche im Träger 20 wirkende Querkräfte, d.h. den entsprechenden Schub aufnehmen, so dass der Träger 20 steif wird. Die Wirkung des Verbindungselements 26 entspricht beispielsweise derjenigen des Stegs im Doppel - T Träger, welcher durch eine Last erheblich Schubbelastet ist und damit dem Doppel - T Träger seine Steife verleiht.
  • Die pneumatischen Träger gemäss dem Stand der Technik können diesen Schub nicht aufnehmen, sind deshalb biegeweich und zeigen im Lastfall die entsprechenden Deformationen (s. unten zu den Figuren 9a bis 9c, die einen Vergleich der Deformation eines erfindungsgemässen mit einem Träger gemäss dem Stand der Technik zeigen).
  • Dies trifft auch zu auf den Träger gemäss der WO 2007/071101 der einen biegeweichen, längsverlaufenden Steg aufweist: der Steg ist vertikal vorgespannt, nicht aber horizontal; es existieren keine horizontalen Komponenten der durch den Innendruck im Steg erzeugten Vorspannkräfte. Selbst wenn horizontale Kraftkomponenten aufträten, würde der Steg sich bei der entsprechenden, schrägen Beanspruchung (Richtung eines Abschnitts 32) verziehen, mit der Folge, dass der Schub vom Steg nicht aufgenommen werden kann. Dies bestätigt sich durch die notwendigerweise vertikale und horizontale Anordnung der Fäden des gezeigten textilen Stegs: in schräger Richtung ist der Steg vollkommen nachgiebig, da sich das durch die Fäden gebildete quadratische Gitter zu einem parallelogrammartigen Gitter verziehen würde. Wird, der Einfachheit halber immer noch in unserem Doppel - T Träger, ein Volumenelement des Stegs näher betrachtet, führen die durch die Querkraft erzeugten Schubspannungen zu einer Scherung am Volumenelement in vertikaler Richtung. Da das Volumenelement im Gleichgewichtszustand verharrt, wirken ebenfalls Schubspannungen in horizontaler Richtung, mit der Folge, dass die Resultierenden dieser Schubspannungen in der Diagonale des Volumenelements liegen, welche 45° geneigt ist zur Vertikalen bzw. zur Längsachse des Trägers 20, zu welcher die Last P wiederum senkrecht angreift.
  • Damit folgt, dass bevorzugt die Abschnitte 32 des Verbindungselements 26,28 im Winkel von 45° zur Längsachse des Trägers 20 geneigt sind, da dann der durch die Querkraft aufgenommene Schub optimal aufgenommen und damit der Träger 20 maximal versteift wird. Mit anderen Worten ist es so, dass bevorzugt die zwischen zwei zugeordneten Verbindungspunkten 27',27" angreifenden Abschnitte 32 des wenigstens einen Verbindungsglieds 26 zur Längsachse des Trägers 20 im Wesentlichen 45° geneigt sind.
  • Im Fall einer nicht vertikal wirkenden Last kann der Fachmann die Neigung der Abschnitte 32 entsprechend optimieren.
  • Eine volle Wirkung des Verbindungselements 26,28 setzt voraus, dass dieses möglichst wenig dehnbar, also hart ausgebildet ist, wie dies etwa bei dünnen Drahtseilen der Fall ist. Damit lässt sich die Aufgabe gemäss der vorliegenden Erfindung erfüllen: der erfinderische pneumatische Träger besteht nach wie vor aus Teilen, die für den Transport oder die Lagerung nur minimalstes Volumen aufweisen, kaum Gewicht aufweisen, kann aber erhebliche auch asymmetrisch bzw. punktuell wirkende, vergleichsweise äusserst grosse Lasten mit auf 10% oder noch weniger reduzierter Deformation aufnehmen - s. dazu die Beschreibung zu den Figuren 9a bis 9c.
  • Aus der vorliegenden Beschreibung ergibt sich damit generell ein pneumatischer Träger mit einem unter Druck setzbaren, beispielsweise aufblasbaren Körper, der unter Betriebsdruck ein sich im Wesentlichen über seine Länge erstreckendes Druckglied und ein ebenfalls über seine Länge sich erstreckendes Zugglied betriebsfähig von einander im Abstand hält, wobei am Druckglied und am Zugglied Verbindungspunkte für wenigstens ein sich zwischen dem Druckglied und dem Zugglied erstreckendes, zugbelastbares Verbindungselement vorgesehen sind, und wobei sich das Verbindungselement zwischen dem Druckglied und dem Zugglied zick-zack förmig über jeweils mehrere Verbindungspunkte sowohl im Bereich des Druckglieds als auch im Bereich des Zugglieds erstreckt.
  • Bevorzugt erstreckt sich das wenigstens eine Verbindungselement durchgehend durch den Träger hindurch, über die ganze Länge des unter Druck setzbaren Bereichs. Ist dies nicht der Fall, wird nur ein Teilbereich des pneumatischen Trägers erfindungsgemäss versteift, so dass sich beispielseiweise im Träger ein durch eine lokal begrenzte biegeweiche Stelle erzeugtes Gelenk ergibt, das Sinn machen kann, wenn es dort mit einer sich bewegenden Struktur verbunden werden soll. Solch ein Gelenk wird aber erkauft durch nicht mehr optimale Eigenschaften des ganzen Trägers und deshalb vom Fachmann nur zurückhaltend vorgesehen.
  • Weiter ist aus der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform ersichtlich, dass bevorzugt die Verbindungspunkte 27,27',29 am Druckglied 24 und diejenigen 29, 27" am Zugglied 25 des pneumatischen Trägers 20 einen Abstand aufweisen und gegeneinander um jeweils einen halben Abstand versetzt sind, derart, dass sich das Verbindungselement 26,28 dem aufblasbaren Körper entlang in einer regelmässigen Zick-Zack Linie erstreckt.
  • Die Figuren 4a und 4b zeigen schematisch und im Längsschnitt modifizierte Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Trägers 33 (Figur 4a) und 38 (Figur 4b). Der Träger 33 ist spindelförmig ausgebildet. Damit ändert der Durchmesser des Trägers 33 über seine Länge, mit der Folge, dass ebenfalls der Abstand der Verbindungspunkte 27,29 der Verbindungselemente 26,28 ändert, um diese 45° geneigt zur Längsachse des Trägers 33 zu halten. Dies ist ebenfalls der Fall beim Träger 38, der sich dank seiner gekrümmten Längsachse bogenförmig aufspannt und entsprechend geeignet ist, eine Überdachung für das unter ihm liegende Gebiet zu bilden.
  • Figur 5a zeigt eine bevorzugte Ausbildung eines Verbindungspunktes 27,29 für ein durchgehend ausgebildetes Verbindungselement 26,28 (Figur 3). Ein Gegenstück 40 ist mit Hilfe von durch einen Strich angedeuteten Bolzen 41 mit einem Bodenstück 42 verbunden und hält so das Verbindungselement 26,28 in fixierter Lage. Gestrichelt angedeutet sind dessen Längsachsen 44, die sich, wie oben erwähnt, am Ort des Druckglieds 24 (oder Zugglieds 25) schneiden. Das Bodenstück 42 wiederum ist über eine Halteplatte 43 gasdicht gegenüber dem zur Entlastung der Figur weggelassenen Druckkörper 23 (Figur 3) fixiert. Figur 5b zeigt einen Querschnitt durch den Verbindungspunkt 27,28 von Figur 5a.
  • Figur 6a zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trägers 50, der als Brücke ausgebildet ist. Der Träger 50 ist spindelförmig aufgebaut, mit im Wesentlichen geradem Druckglied 51 (günstig im Hinblick auf die Knicklast) und bogenförmigem Zugglied 52,. Zwei Verbindungselemente 57,58 erstrecken sich der Länge nach durch den Träger 50 vom einen Endknoten 59 zum anderen Endknoten 60 dessen zwischen den Verbindungspunkten 55,56 gelegene Abschnitte auch als Zugstäbe ausgebildet sein können. Drei pneumatische Druckkörper 61 bis 63 stossen stirnseitig mit einer rechten Stirnseite 65,66 und einer linken Stirnseite 67 bis 68 aneinander, während die rechte Stirnseite 64 des Druckkörpers 63 und die linke Stirnseite 69 des Druckkörpers 61 an den Endknoten 59,60 nicht anstossen.
  • Das Druckglied 51 ist zusammengesetzt aus von einander lösbaren Segmenten 70 bis 72, ebenso das Zugglied 52, welches die Segmente 73 bis 75 aufweist. Alle Segmente 70 bis 72 und 73 bis 75 laufen über die Länge des ihnen jeweils zugeordneten Druckkörpers 61 bis 63, so dass sich von einander lösbare, jeweils erfindungsgemäss in sich steife Trägermodule 76 bis 78 ergeben (wobei die endseitigen Trägermodule 76 und 78 natürlich ebenfalls von ihren Endknoten 59,60 lösbar sind).
  • Der Träger 50 weist somit mehrere, d.h. zwei, drei oder noch mehr als die beispielhaft in der Figur gezeigten drei Trägermodule 76 bis 78 auf, in die er zerlegt werden bzw. aus denen er zusammengesetzt werden kann, was wiederum Vorteile im Hinblick auf Lagerung, Transport und Montage bzw. Demontage bringt.
  • Die einzelnen Module werden mit einander verbunden, indem die jeweiligen Segmente 70 bis 72 des Druckglieds 51 und die jeweiligen Segmente 73 bis 75 des Zugglieds 52 über die Verbindungsstellen 80 bis 87 an einander betriebsfähig festgelegt werden. Dies kann über eine einfache Verschraubung geschehen oder über eine andere vom Fachmann zu bestimmende Art, wie beispielsweise ein Gelenk, welches eine Verschwenkung der Segmente gegeneinander erlaubt aber Druck- und Zugkräfte überträgt. Ebenso werden die endseitigen Module 76,78 mit den zugeordneten Endknoten 59,60 verbunden, wobei der Endknoten 59 über die Verbindungsstellen 80,84 die zugeordneten Segmente 70,73 und der Endknoten 60 über die Verbindungsstellen 83,87 die zugeordneten Segmente 72,75 derart mit einander verbindet, dass die im Druckglied 51 wirkenden Druckkräfte und die im Zugglied 52 wirkenden Zugkräfte in das jeweils andere Glied 52,51 eingeleitet werden können. Dazu können die Endknoten 59,60 auch nur über die Verbindungsstellen 80,84 und 83,87 an den zugehörigen Segmenten 70,73 und 72,75 angelenkt sein.
  • Wie erwähnt stossen im montierten Zustand die Druckkörper 61 bis 63 stirnseitig an einander, was die Wirkung eines einzigen, durchgehenden Druckkörpers erzeugt.
  • Durch die im montierten Zustand feste Verbindung der Segmente 70 bis 72 (Druckglied) und 73 bis 75 (Zugglied) ergibt sich ein erfindungsgemäss durchgehend steifer Träger 50, dessen Biegesteife durch die modulare Bauweise im Vergleich zu einem nicht modular aufgebauten Träger nicht geschwächt ist. Bevorzugt sind dann die Verbindungselemente 57,58 derart in Abschnitte unterteilt, dass sie sich nicht über eines der Module 76 bis 78 hinaus erstrecken. Dann greifen an Verbindungsstellen 81,82,85,86, die jeweils zwei Trägermodulen 76,77 oder 77,78 zugeordnet sind, jeweils die entsprechenden zwei Abschnitte der Verbindungselemente 57,58 an. Andererseits können natürlich auch bei Verwendung von Trägermodulen die Verbindungselemente durchgehend ausgebildet sein, oder aus einer Anzahl Abschnitte bestehen, die jeweils nur von einem Verbindungspunkt zum anderen Verbindungspunkt reichen.
  • Zusammenfassend ergibt sich anhand der dargestellten Ausführungsform auch, dass der erfindungsgemässe pneumatische Träger als separates, modulares Trägermodul 76 bis 78 ausgebildet werden kann (bzw. dass für den erfindungsgemässen Träger solche Trägermodule bereit gestellt werden können), das seinerseits mit einem weiteren (solchen) Trägermodul 76 bis 78 derart verbindbar ist, dass diese stirnseitig an einander fixiert sind und die Verbindungsstellen 80 bis 87 der Druckglieder (in der Figur: Segmente 70 bis 72 des gemeinsamen Druckglieds 51) und der Zugglieder (in der Figur: Segmente 73 bis 75 des gemeinsamen Zugglieds 52) zugleich Befestigungspunkte für das Verbindungselement bilden. Die Druckglieder und die Zugglieder der endseitig liegenden Trägermodule sind mit einem Endknoten verbunden, s. dazu die Beschreibung zu den Endknoten 21,22 von Figur 3.
  • Dabei können in einer nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsform eines pneumatischen Trägers die Trägermodule (76 bis 78) gelenkig mit einander verbunden sein, derart, dass der Träger (20) zusammenfaltbar ist, wobei am einen Ende eines steifen Abschnitts das Druckglied am Druckglied des benachbarten steifen Abschnitts und am anderen Ende des steifen Abschnitts das Zugglied am Zugglied des anderen benachbarten steifen Abschnitts angelenkt ist und die jeweils anderen Druckglieder und Zugglieder benachbarter steifere Abschnitte lösbar mit einander verbindbar sind. Ein solcher pneumatischer Träger kann nicht in die Trägermodule zerlegt aber dennoch zick-zack förmig zusammengefaltet werden.
  • Figur 6b zeigt einen Querschnitt durch den Träger 50 von Figur 6a in der Ebene AA des Trägermoduls 77. Ersichtlich ist der aus den flexiblen Seitenabschnitten 90,91 und dem oberen 92 und unteren Abschnitt 93 zusammengesetzte, unter Betriebsdruck stehende Druckkörper 62, wobei der obere und untere Abschnitt 92,93 hier steif, aber elastisch genug ausgebildet sind, um den erfindungsgemäss geringen (aber natürlich noch vorhandenen) Lastdeformationen des Trägers 50 nachgeben zu können. Der obere Abschnitt 92 trägt das Segment 71 des Druckglieds 51, der untere Abschnitt 93 das Segment 74 des Zugglieds 52, welche Segmente 71,74 beispielsweise aus einem dünnen Blech geformt sein können und derart eine Fahrbahn bilden oder wenigstens eine Auflage für eine geeignete Beplankung.
  • Die Verbindungen 95 zwischen den Seitenabschnitten 90,91 und den oberen und unteren Abschnitten 92,93 sind gasdicht und in Figur 7 näher dargestellt.
  • Im Inneren des Druckkörpers 62 verlaufen Seite an Seite vier Sätze von Verbindungselementen 57,58, deren Verlauf gestrichelt angedeutet und deren Schnittstellen 95 (Verbindungselemente 57) und 96 (Verbindungselemente 58) mit der Ebene AA ersichtlich sind.
  • Die Verbindungselemente 57,58 sind an den symbolisch angedeuteten Verbindungspunkten 56,57 festgelegt, beispielsweise gemäss Figur 5a.
  • Aus der Figur ist insbesondere ersichtlich, dass mehrere Sätze von Verbindungselementen 57,58 seitlich nebeneinander geführt werden können, was erlaubt, einen überbreiten Träger 50 auszubilden. Dies ist vorteilhaft, wenn beispielsweise für eine Brücke zwei neben einander angeordnete Träger vorzusehen wären, deren Zwischenraum über eine Beplankung gedeckt werden müsste: im Fall des Trägers 50 mit einem wie in Figur 6b ausgebildeten Querschnitt kann der Lager- Transport- und Montageaufwand gegenüber einer konventionellen Ausbildung mit zwei Trägern vorteilhaft gesenkt werden.
  • Bevorzugt ist es auch möglich, dass der Fachmann die Segmente 70 bis 72 und 73 bis 75 (Figur 6a) gasdicht ausbildet, so dass der obere 92 und untere Abschnitt 93 weggelassen werden können, womit dann die Druckkörper 61 bis 63 die flexiblen Randabschnitte 90,91 und die (steifen) Segmente 70 bis 72 und 73 bis 75 aufweisen. Alternativ können natürlich die unteren Segment 73 bis 75 des Zugglieds 52 als Seile ausgebildet werden, welche dann gemäss dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel vierfach neben einander laufen würden, und je mit einem zugeordneten Satz von Verbindungselementen 57,58 betriebsfähig verbunden wären.
  • Figur 7 zeigt schematisch die Verbindungsstelle 95 zwischen dem flexiblen Randabschnitt 91 und dem oberen Abschnitt 92, wobei der flexible Randabschnitt über eine Klemmstelle 97 gehalten ist. Die Klemmstelle 97 weist bevorzugt einen symbolisch angedeuteten Bolzen 98 auf, welcher eine Gegenplatte 99 am (hier steifen) oberen Abschnitt 92 fixiert. Die Längskante 100 des flexiblen Randabschnitts 91 wird durch einen über ein Seil 101 umgeschlagenen Endabschnitt 102 des flexiblen Abschnitts 91 verdickt und kann so nicht mehr durch die Klemmstelle 97 zurückrutschen, ist damit durch die Klemmung gasdicht fixiert. Der Fachmann kann alle Verbindungsstellen 95 auf diese Weise oder auf andere geeignete Art ausbilden.
  • Figur 8a zeigt einen Träger 105 gemäss dem Stand der Technik, mit einem Druckkörper 106 und darin verlaufenden, im Abstand a von einander angeordneten, vertikalen Zuggliedern 107. Endknoten 108,109 verbinden betriebsfähig ein Druckglied 110 mit einem Zugglied 111.
  • Figur 8b zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Träger 115 mit einem Drucckörper 122, der sich vom Träger 105 (Figur 8a) durch seine durchgehend zick-zack förmig verlaufenden Verbindungsglieder 116,117 unterscheidet. Endknoten 118,119 verbinden betriebsfähig ein Druckglied 120 mit einem Zugglied 121.
  • Eine Simulation der Anmelderin für die Deformation beider Träger 105,115 mit einmal einer mittig angreifende Last Pm und dann mit einer seitlich angreifende Last Ps hat die in den Diagrammen der Figuren 9a bis 9c dargestellten Deformationen ergeben.
  • Beide Träger 105,115 weisen für die vergleichende Deformationsrechnung dieselben Dimensionen auf:
    • ▪ Länge L= 20 m, Höhe H = 2 m, Last Pm,s = 200 kN,
    • ▪ Druckglied 110,120 und Zugglied 111,121 aus Stahl, Trägheitsmomente je I = 2×107 mm4, Querschnittsfläche je F =7'000 mm2, Breite Druckglied 110,111 und Zugglied 111,121 je b = 1.0 m,
    • ▪ Innendruck im Druckkörper 106,122 p = 50 kN/m2, woraus eine Vertikalkraft auf das Druckglied 110,120 und das Zugglied 111,121 von q = pa= 50 kN/m2 folgt,
    • ▪ Querschnittsfläche der vertikalen Zugglieder 107 und der Verbindungsglieder 116,117 je D = 900 mm2, und
    • ▪ Angriffspunkt der Last Pm im Abstand von 10 m und für die Last Ps im Abstand von 6 m vom linken Endknoten 108 der Träger 105,115.
  • Die numerischen Ergebnisse für die gerechneten Deformationen ϑ betragen bei Pm δ ObergurtP : = Träger 115 0 − 7.6 − 10.1 − 15.5 − 16.6 − 21.3 − 16.6 − 15.5 − 10.1 − 7.6 0 δ UntergurtP : = Träger 115 0 − 7.7 − 13.8 − 14.6 − 19.9 − 19.3 − 19.9 − 14.6 − 13.8 − 7.7 0 δ ObergurtT : = Träger 110 0 8.0 10.2 − 14.8 − 71.8 − 107.0 − 71.8 − 14.8 10.2 8.0 0 δ UntergurtT : = Träger 110 0 7.9 9.4 − 15.2 − 72.8 − 107.0 − 72.8 − 15.2 9.4 7.9 0 x : = Position von links 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
    Figure imgb0001
     und bei Ps δ ObergurtP : = Träger 115 0 − 9.6 − 12.1 − 20.4 − 15.4 − 15.5 − 13.1 − 11.1 − 6.7 − 5.2 0 δ UntergurtP : = Träger 115 0 − 9.7 − 17.3 − 14.5 − 19.2 − 16.6 − 14.8 − 11.3 − 10.2 − 5.5 0 δ ObergurtT : = Träger 110 0 − 99.2 − 171.4 − 181.6 − 116.2 − 10.3 94.4 155.7 144.3 80 0 δ UntergurtT : = Träger 110 0 − 99.2 − 172.1 − 181.0 − 117.2 − 11.4 93.4 155.2 143.6 80 0
    Figure imgb0002
  • Die Figur 9 zeigt die entsprechenden Diagramme 120 bis 123 mit den Deformationen ϑ der Träger 105,115 anhand der Deformation (Biegelinie) deren Druckglieder 110, 120 bzw. deren Zugglieder 120,121, wobei der Vergleich einmal bei mittig angreifender Last Pm erfolgt, s. die Diagramme 120 und 121 und dann bei asymmetrisch angreifender Last Ps, s. die Diagramme 122 und 123. Dabei zeigt ein Diagramm entweder die Biegelinie der Druckglieder 110,120 (Diagramme 120 und 122) oder die Biegelinie der Zugglieder 111,121 (Diagramme 121,123).
  • Diagramm 120 zeigt die Verformung der Druckglieder 110,120 der Träger 105,115 unter der Last Pm, wobei prägnant das Druckglied 110 des Trägers 105 gemäss dem Stand der Technik am Ort der angreifenden Last Pm um 107 mm nach unten verschoben wird, das Druckglied 120 des erfindungsgemässen Trägers 115 jedoch nur noch um 21 mm. Ebenso ist ersichtlich, wie sich das Druckglied 110 des Trägers 105 nach dem Stand der Technik seitlich emporwölbt, das Druckglied 115 jedoch nicht.
  • Diagramm 121 zeigt für die Verformung der Zugglieder 111,121 für die mittig angreifende Last Pm, wobei deren Verformung derjenigen der Druckglieder 110,120 gemäss Diagramm 120 sehr ähnlich ist, was auf die Wirkung der im Abstand a angeordneten Zugglieder 107 zurückzuführen sein dürfte.
  • Prägnant ist über die jeweils sehr ähnliche Deformation der Druck- und Zugglieder der beiden Träger (Stand der Technik - Erfindung) hinaus die massiv verminderte Durchbiegung überhaupt, die beim erfindungsgemässen Träger 115 noch ca. 20% derjenigen des Trägers 105 gemäss dem Stand der Technik ausmacht - was eine Folge der erfindungsgemässen Anordnung der Verbindungselemente ist.
  • Die Diagramme 122 und 123 zeigen die Verformung der Druckglieder 110,120 und der Zugglieder 111,121 der Träger 105 (Stand der Technik) und 115 (erfindungsgemäss) auf Grund der seitlich angreifenden Last Ps. Erwartungsgemäss sind das Druckglied 110 und das Zugglied 111 des Trägers 105 stark deformiert, mit einer Senke am Ort der Last Ps und einer Aufwölbung in der anderen Hälfte des Trägers 105.
  • Überraschenderweise ist die Durchbiegung des Druckglieds 111 und Zugglieds 121 des erfindungsgemässen Trägers 115 aber noch stärker reduziert als im Fall der mittig angreifenden Last Pm: die Deformation des erfindungsgemässen Trägers 115 wird von 181 mm (Träger 105 nach dem Stand der Technik) auf blosse 20 mm, d.h. auf ca. 10% reduziert, wiederum als Folge der erfindungsgemässen Anordnung der Verbindungselemente.
  • Aus den Diagrammen 120 bis 123 ist ersichtlich, dass der erfindungsgemässe Träger 115 die Eingangs gestellte Aufgabe löst und insbesondere für asymmetrische Lasten wesentlich biegesteifer ist als die pneumatischen Träger gemäss dem Stand der Technik. Diese Versteifung ergibt sich über die Strecke, in welcher die Verbindungsglieder ununterbrochen im Zick-Zack durch den Träger hindurch geführt werden. Neben der gewünschten Versteifung per se führt diese auch dazu, dass die Knickgefahr für das Druckglied 120 signifikant reduziert wird, was die Tragfähigkeit (bzw. dessen Sicherheitsfaktor für eine bestimmte Last) des Trägers 115 gegenüber dem Träger 105 des Stands der Technik deutlich erhöht.
  • Wie oben erwähnt befindet sich das Druckglied auf der Seite des Lastangriffs am pneumatischen Druckkörper, und das Zugglied auf der dem Lastangriff abgewandten Seite. Weiter können nebeneinander mehrere Sätze von Verbindungselementen angeordnet werden (Fig 6b). Es ist aber auch möglich, insbesondere für eine nicht immer genau gleich gerichtete Last, ein zusätzliches Druckglied oder ein zusätzliches Zugglied vorzusehen, welches ebenfalls Verbindungspunkte für ein Verbindungselement aufweist, und zwischen diesem zusätzlichen Druckglied oder Zugglied und dem einzigen Zugglied oder Druckglied ein weiteres Verbindungselement zick-zack förmig vorzusehen. Im Gegensatz zu Figur 6b liegen dann die Sätze von Verbindungselementen nicht parallel, sondern geneigt zu einander. Bei der Anordnung nach Figur 6b kann auch das breit ausgebildete Druckglied 51, bzw. Zugglied 52 in mehrere, parallel verlaufende Druckglieder bzw. Zugglieder aufgespalten werden, so dass im Ergebnis zusätzlich ein weiteres Druckglied und ein weiteres Zugglied (zu einem ersten Druckglied bzw. Zugglied) mit je Verbindungspunkten für ein weiteres Verbindungselement vorgesehen ist, das sich zwischen dem weiteren Druckglied und dem weiteren Zugglied diesen entlang zick-zack förmig erstreckt.

Claims (16)

  1. Pneumatischer Träger (20,33,38,50,115) mit einem pneumatisch unter Druck setzbaren Körper (23,61,62,63) der unter Betriebsdruck ein sich im Wesentlichen über seine Länge erstreckendes Druckglied (24, 51,120) und ein ebenfalls im Wesentlichen über seine Länge sich erstreckendes Zugglied (25,52,121) betriebsfähig voneinander im Abstand hält, und ein zugbelastbares Verbindungselement (26,28,57,58), wobei am Druckglied (24, 51,120) und am Zugglied (25,52,121) Verbindungspunkte (27,27',27",29) für wenigstens das sich zwischen dem Druckglied (24, 51,120) und dem Zugglied (25,52,121) erstreckende, ,durch den Träger (20,33,38,50,115) hindurch verlaufende, zugbelastbare Verbindungselement (26,28,57,58) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verbindungselement (26,28,57,58) zwischen dem Druckglied (24, 51,120) und dem Zugglied (25,52,121) zick-zack förmig über jeweils mehrere Verbindungspunkte (27,27',27"29) am Druckglied (24, 51,120) als auch am Zugglied (25, 52,121) oder über mehrere Verbindungspunkte am pneumatisch unter Druck setzbaren Körper (23,61,62,63) hin erstreckt, wobei das Druckglied (24,51, 120) und das Zugglied (25,52,121) an den Verbindungspunkten (27,27',27",29) frei von Gelenken ist, und wobei das Verbindungselement (26,28,57,58) an den ihm zugeordneten Verbindungspunkten (27,27',27",29) festgelegt ist.
  2. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei sich das wenigstens eine Verbindungselement (26,28) durchgehend durch den Träger (20,33,38,50,115) hindurch, über die ganze Länge des unter Druck setzbaren Bereichs erstreckt.
  3. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei dieser als Trägermodul (76,77,78) ausgebildet ist, das mit einem weiteren Trägermodul (76,77,78) derart verbindbar ist, dass diese stirnseitig an einander fixiert sind und die Verbindungsstellen (80 bis 87) der Druckglieder und der Zugglieder zugleich Befestigungspunkte für das Verbindungselement (57,58) bilden.
  4. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (26,28) in einzelne Abschnitte (32,32',32") aufgeteilt ist, die sich jeweils von einem Verbindungspunkt (27,27') am Druckglied (24) zu einem zugeordneten Verbindungspunkt (27") am Zugglied (25) erstrecken.
  5. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei die Verbindungspunkte am Druckglied (25) und diejenigen am Zugglied (24) einen Abstand aufweisen und gegeneinander um jeweils einen halben Abstand versetzt sind, derart, dass sich das Verbindungselement 26,28 dem aufblasbaren Körper (23) entlang in einer regelmässigen Zick-Zack Linie erstreckt.
  6. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei sich die Längsachsen von zwei am selben Verbindungspunkt (27,27') angreifenden Verbindungselementen (26,28) im Wesentlichen im Inneren des Druckglieds (24) schneiden.
  7. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei sich die Längsachsen von zwei am selben Verbindungspunkt (27,27",29) angreifenden Verbindungselementen (26,28,32,32',32") im Wesentlichen im Inneren des Zugglieds (25,51,121) schneiden.
  8. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei sich mehrere sich zick-zack förmig durch den Träger erstreckende Verbindungsglieder (26,32) vorgesehen sind, wobei diese an je eigenen Verbindungspunkten (27,27',27",29) angreifen.
  9. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei die zwischen zwei zugeordneten Verbindungspunkten (27,27',27",29) angreifenden Abschnitte (32) des wenigstens einen Verbindungsglieds (26,28) zur Längsachse des Trägers im Wesentlichen 45° geneigt sind.
  10. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (26,28) oder ein Abschnitt (32) des Verbindungselements als flexibles Zugglied, vorzugsweise als Seil, ausgebildet ist.
  11. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei das Zugglied (25,52,121) druckbelastbar ausgebildet ist.
  12. Pneumatischer Träger nach Anspruch 3, wobei dieser mehrere Trägermodule (76 bis 78) aufweist.
  13. Pneumatischer Träger nach Anspruch 12, wobei dessen Trägermodule (76 bis 78) gelenkig mit einander verbunden sind, derart, dass der Träger (20) zusammenfaltbar ist, wobei am einen Ende eines steifen Abschnitts das Druckglied am Druckglied des benachbarten steifen Abschnitt und am anderen Ende des steifen Abschnitts das Zugglied am Zugglied des anderen benachbarten steifen Abschnitts angelenkt ist und die jeweils anderen Druckglieder und Zugglieder benachbarter steifere Abschnitte lösbar mit einander verbindbar sind.
  14. Pneumatischer Träger (38) nach Anspruch 1, wobei dessen Längsachse gekrümmt ist, derart, dass er bogenförmig ausgebildet ist.
  15. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei dieser zusätzlich ein Druckglied oder ein Zugglied mit Verbindungspunkten für ein Verbindungselement aufweist, und sich zwischen diesem zusätzlichen Druckglied oder Zugglied und dem einzigen Zugglied oder Druckglied ein weiteres Verbindungselement zick-zack förmig erstreckt.
  16. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei dieser zusätzlich ein weiteres Druckglied und ein weiteres Zugglied mit je Verbindungspunkten für ein weiteres Verbindungselement aufweist, das sich zwischen dem weiteren Druckglied und dem weiteren Zugglied diesen entlang zick-zack förmig erstreckt.
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