DE19528869C1 - Brückenelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Brückenelement einer modular zu­ sammensetzbarer Festbrücke.

Bei Festbrücken besteht allgemein die Problematik, daß mit größerer Spannweite das Widerstandsmoment zu erhöhen ist. Hieraus entwickelte sich der Lösungsweg, bewegbare Teile vorzusehen, um den Abstand zwischen Fahrbahndeck und darun­ terliegendem Untergurt zu erhöhen. Als Beispiele hierzu gelten die DE 41 37 500 C1 und die DE 42 40 270 A1.

Ein wichtiges Konstruktionsmerkmal stellt die Teileanzahl einer Festbrücke dar. Dann allgemein gilt, daß sich der Auf­ bau einer Festbrücke mit kleiner werdenden Teileumfang ver­ einfacht. Daher verwendet man mehr oder weniger streng das Baukastenprinzip, um unterschiedliche Brückenlängen zu realisieren. Auf der DE 42 40 271 A1 sind Träger bekannt, welche die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen. Um miteinander kuppelbare Brückenelemente zu erhalten, müssen an die dreieckförmigen Träger noch separate Fahrbahnplatten und separate Untergurte befestigt werden. Die dadurch erhal­ tene Brückenelemente werden mittelbar über zusätzliche Quer­ träger miteinander verbunden.

Mit weniger Teilen läßt sich eine Festbrücke gemäß der DE 43 37 453 A1 aufbauen. Hierbei liegen bereits fest mon­ tierte Brückenelemente vor, die ein starres Tragwerk dar­ stellen. Zur Bildung einer längeren Festbrücke weist jedes Brückenelement an seinen beiden Enden Kuppelpunkte auf.

Damit lassen sich mehrere Brückenelemente in einer Linie hintereinander verbinden, wobei die Oberseite und Unterseite wahlweise als Spurbahn oder Untergurt verwendbar sind. Daher bleibt die Höhe der Brücke und damit das Widerstandsmoment unabhängig von der Brückenlänge konstant. Mit anderen Worten ausgedrückt, steigt mit zunehmender Brückenlänge die mecha­ nische Beanspruchung der Brückenelemente an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe, ein Brückenelement einer modular zusammensetzbaren Festbrücke derart auszubilden, daß unabhängig von der Brückenlänge die mechanische Beanspru­ chung der Brückenelemente etwa gleich bleibt und daß die Brückenelemente einfach und schnell miteinander verbindbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst durch ein Brückenelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Vorteile der Erfindung bestehen zunächst darin, daß das Widerstandsmoment einer mit den Brückenelementen aufgebauten Festbrücke etwa mit der Brückenlänge korreliert. Denn bau­ artbedingt wächst mit steigender Brückenlänge automatisch die Bauhöhe, so daß unabhängig von der Brückenlänge die Brückenelemente annähernd gleich belastet werden. Hervorzu­ heben ist, daß die Brückenelemente starre Körper darstellen und daß nach dem Kuppelprinzip die Brücke einfach und schnell aufbaubar ist. Mechanisch anfällige Verstellelemente entfallen völlig.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Brückenelements geben die Unteransprüche 2-9 an.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.

Hierbei zeigen

Fig. 1 ein Brückenelement in perspektivischer Darstellung;

Fig. 1a bis 1f Einzelheiten des in Fig. 1 gezeigten Brückenelements, jeweils in vergrößerter Darstellung;

Fig. 2a bis 2j die einzelnen Verlegeschritte zur Bil­ dung einer Langbrücke;

Fig. 3a bis 3d das mit einem Satz an Brückenelementen mögliche Einsatzspektrum, jeweils als Alternativen dargestellt;

Fig. 4a u. 4b die Verbindungsstelle zwischen den Spit­ zenkuppelpunkten zweier Brückenelemente, zum einen mit geöffneten und zum andern mit geschlossenen Laschen, jeweils mit Blick auf die Seitenwände der Brücken­ elemente (Vorderansicht);

Fig. 5a die Spitzenkuppelpunkte zweier noch in Eingriff zu bringender Brückenelemente, in der Draufsicht;

Fig. 5b der rechte Abschnitt der in Fig. 5a ge­ zeigten Abbildung, jedoch in Eingriffs­ stellung und zusätzlich mit einem Kup­ pelautomat;

Fig. 6a u. 6b die Verbindungsstelle zwischen einem Deckskuppelpunkt und zwei Spitzenkup­ pelpunkten, zum einen mit geöffneten und zum anderen mit geschlossenen Laschen, jeweils in der Vorderansicht.

Brückenelement

Die Fig. 1 zeigt ein Brückenelement 10 einer modular zusam­ mensetzbaren Festbrücke. Das Brückenelement 10 umfaßt zu­ nächst zwei Spurträger 11, die über Quertraversen 15 mit­ einander verbunden sind. Jeder Spurträger 11 wird von zwei Seitenwänden 13, einem Untergurt 12 und einem Fahrbahndeck 14 umgeben.

Das Brückenelement 10 stellt ein starres Tragwerk dar. Um das Brückenelement mit anderen Brückenelementen verbinden zu können, sind drei Kuppelpunkte vorgesehen. Diese drei Kup­ pelpunkte definieren mit Blick auf die Seitenwand 13 ein gleichschenkliges Dreieck mit obenliegenden stumpfen Winkel. Der obere Kuppelpunkt stellt der Deckskuppelpunkt 20 dar, wogegen die anderen beiden Kuppelpunkte der erste Spitzen­ kuppelpunkt 30 auf der einen Seite und der zweite Spitzen­ kuppelpunkt 40 auf der anderen Seite sind. Das Brückenele­ ment 10 ist mit weiteren Brückenelementen, deren Deckskup­ pelpunkte in Einbaulage ebenfalls nach oben zeigen, zur Bildung einer längeren Festbrücke verbindbar.

Günstige Kombinationsmöglichkeiten erhält man, wenn das Ma­ gazin eines Verlegefahrzeuges, wie in Fig. 2a gezeigt, genau sechs Brückenelemente 10 umfaßt. Dann ergeben sich die in den Fig. 3a-3d Einsatzvariationen:

Fig. 3a Sechs Kurzbrücken, wobei man die Brückenelemente 10 nicht miteinander verbindet, sondern als ein­ zelne, kurze Festbrücken verwendet.

Fig. 3b Ein aus drei Brückenelementen 10 aufgebaute Mit­ telbrücke und drei Kurzbrücken.

Fig. 3c Zwei Mittelbrücken.

Fig. 3d Eine aus sechs Brückenelementen 10 aufgebaute Langbrücke.

In Fig. 3c sind die Bezugszeichen der Kuppelpunkte einge­ tragen. Daraus ergibt sich das Schema der Verbindung der Brückenelemente, das ebenfalls auf die Langbrücke nach Fig. 3d übertragbar ist:

• - Der Deckskuppelpunkt 20 ist mit dem ersten 30 oder zwei­ ten 40 Spitzenkuppelpunkt eines weiteren Brückenelements 10 verbindbar;
• - der erste Spitzenkuppelpunkt 30 ist mit dem zweiten 40 und entsprechend der zweite 40 Spitzenkuppelpunkt mit dem ersten 30 Spitzenkuppelpunkt eines weiteren Brückenelemen­ tes verbindbar.

Die Brückenelemente werden mit Hilfe eines Verlegebalkens (nicht dargestellt) verlegt. Hierzu sind die Brückenelemente mit Führungen vorgesehen. Um ein Klemmen mit den Führungen des Verlegebalkens zu verhindern, weist das Brückenelement zwei Längsführungen zur Verlegung auf, die nach dem Prinzip Festlager-Loslager ausgebildet sind. Entsprechend Fig. 1c und 1d wird das Festlager durch eine Schwalbenschwanzführung 17 gebildet, wogegen das Loslager eine Parallelführung 16 ist.

Besondere Vorteile ergeben sich daraus, daß die Quertraver­ sen, wie in Fig. 1 gezeigt, Blattfedern 15 sind. Die Blatt­ federn 15 weisen in Längsrichtung des Brückenelementes ein hohes und in Vertikalrichtung ein niedrigeres Widerstands­ moment gegen Biegung auf. Als Werkstoff eignet sich Feder­ stahl. Auf der einen Seite genügt die Steifigkeit der Blatt­ federn aus, um die Brückenelemente ordnungsgemäß verlegen zu können. Auf der anderen Seite erzielt man mit den Blattfe­ dern 15 dort eine Nachgiebigkeit, um einen geringfügigen Höhenversatz oder eine geringe Schiefstellung der Spurträger auszugleichen. Die Blattfedern 15 sind dem Verlauf der Bie­ gespannung angepaßt. Hierzu stellen die Blattfedern 15 im Querschnitt ein Rechteck dar, das in der Mitte zwischen zwei Spurträgern 11 breiter ist und sich in Richtung der beiden Spurträger 11 verschmälert.

Zur Spurbreiteneinstellung ist jede Blattfeder 15 an einem Spurträger 11 lösbar eingespannt. Entsprechend Fig. 1e um­ faßt die lösbare Einspannung einen Verschiebekeil 18 und eine hiermit korrespondierende Anlagefläche 15a an der Blattfeder 15. Dadurch erleichtert sich die Spurbreitenein­ stellung.

Generell gilt, daß die Verbindung eines Kuppelpunktes mit dem Kuppelpunkt eines anderen Brückenelementes eine Erstver­ bindung und eine Zweitverbindung umfaßt, derart

• - daß die Erstverbindung Mittel zur Bildung eines Form­ schlusses aufweist, und
• - daß die Zweitverbindung Mittel zur Arretierung des Form­ schlusses aufweist.

Einzelheiten darüber, wie die Erstverbindung und die Zweit­ verbindung realisiert sind, werden nachfolgend beschrieben.

Die Fig. 4a und 4b zeigen einen Ausschnitt der Verbindung eines ersten 30 und zweiten 40 Spitzenkuppelpunktes zweier Brückenelemente. Aus Fig. 4a und 4b geht hervor, daß die Mittel zur Bildung des Formschlusses Einklinkteile 31 und Gegenstücke 41 umfassen, die wechselseitig an den zu ver­ bindenden Kuppelpunkten 30 und 40 angeordnet sind. Die form­ schlüssige Verbindung erreicht man durch eine vorgegebene Aufeinanderzubewegung der Brückenelemente, bis, wie in Fig. 4a dargestellt, das Einklinkteil 31 am Gegenstück 41 anliegt. Um den Formschluß zu arretieren, sind als Zweit­ verbindung eine Lasche 32 und ein Eingreifteil 42 vorge­ sehen. Fig. 4b zeigt die Zweitverbindung in geschlossener Stellung, bei der das Eingreifteil 42 formschlüssig in die Lasche 32 eintaucht.

Die Fig. 6a und 6b zeigen den Fall, wo drei Brückenelemente beteiligt sind. Diese Verbindung weist zunächst die bekann­ ten Elemente gemäß Fig. 4a auf, welche die Verbindung zwischen dem ersten 30 und zweiten 40 Spitzenkuppelpunkt zeigen. Daher werden nur die verbleibenden Elemente der Verbindung zwischen dem Deckskuppelpunkt 20 und den Spit­ zenkuppelpunkten 30 und 40 genannt, die jedoch die bereits bekannten Bezeichnungen aufweisen. Denn als Erstverbindung finden wiederum Einklinkteile und Gegenstücke Verwendung. Hinsichtlich der Erstverbindung weist der Deckskuppelpunkt Einklinkteile 24 und 25 auf, die mit Gegenstücken 34 und 45 der Spitzenkuppelpunkten 30 und 40 korrespondieren. Als Zweitverbindung dient die Lasche 32, die dem Eingreifteil 22 gemäß Fig. 6b zugehörig ist.

Schaut man sich die Langbrücke gemäß Fig. 3d an, liegen noch die Verbindungsvarianten

• - Deckskuppelpunkt mit ersten Spitzenkuppelpunkt und
• - Deckskuppelpunkt mit dem zweiten Spitzenkuppelpunkt

vor. Diese Verbindungen lassen sich analog zum Vorgenannten aufbauen, wobei man die Lasche 32 oder 43 des einzigen Spit­ zenkuppelpunktes 30 oder 40 mit dem Eingreifteil 22 des Deckskuppelpunktes 20 zu verbinden hat.

Das in Fig. 1 gezeigte Brückenelemente 10 kann auch seiten­ verkehrt eingebaut werden. Hierzu ist die Erstverbindung der beiden Spitzenkuppelpunkte 30 und 40, die eine Nut-Feder- Verbindung darstellt, so ausgebildet, daß bezogen auf die beiden Spurträger 11 Nut und Feder jeweils diagonal gegen­ überliegen. Anders ausgedrückt, weist bezüglich des Spitzen­ kuppelpunktes 30 der vordere Spurträger 11 eine Nut und der dahinterliegende Spurträger eine Feder auf. Das Umgekehrte gilt für den Spitzenkuppelpunkt 40.

Kuppelautomat

In Fig. 5a und 5b ist dargestellt, daß die Zweitverbindung maschinell über einen Kuppelautomaten geschlossen und geöff­ net wird. Die Fig. 5a zeigt in der Draufsicht den ersten 30 und zweiten 40 Spitzenkuppelpunkt zweier Brückenelemente, die gerade aufeinanderzubewegt werden. Fig. 5b zeigt nur noch ausschnittsweise die Verbindungsstelle mit geschlosse­ ner Lasche 43, wobei zusätzlich der Kuppelautomat 60 dar­ gestellt ist.

Die Elemente der Zweitverbindung sind speziell auf den Ein­ satz eines Kuppelautomaten angebildet:

• - Die Lasche 43 des einen Brückenelementes ist über eine Welle 43a schwenkbar am Spitzenkuppelpunkt angelenkt.
• - Das Eingreifteil 33 des anderen Brückenelementes ist über einen Stift 33a bewegbar, um in einer Stellung die Lasche 43 zu verriegeln.

Mit der Welle 43a der Lasche 43 und dem Stift 33a des Ein­ greifteiles 33 ist der Kuppelautomat 60 in Eingriff bring­ bar. Hierzu besteht er aus einem Bündel einzeln ansteuer­ barer Spindeln 61. Während der Kuppelautomat 60 die Welle 43a der Laschen 43 rotatorisch bewegt, wird der Stift 33a des Eingreifteiles 30 translatorisch verschoben.

Magazin

Fig. 2a zeigt ein Magazin zur Aufnahme und Herausgabe mehrerer Brückenelemente. Das Magazin weist Ständer 50 zur seitlichen Begrenzung auf, um mehrere Brückenelemente 10 aufeinander zu stapeln und im Transportzustand zu fixieren. Wie in Fig. 1 dargestellt, befinden sich an den Ständern 50 umlaufende Ketten 51. In die Zwischenräume der Kette sind seitlich herausfahrbare Teile 19 der Brückenelemente ein­ greifbar. Dadurch ist es hinsichtlich des Verlegevorganges möglich, das unterste Brückenelement des Magazins für die Verlegung freizugeben und die verbleibenden Brückenelemente des Magazins anzuheben.

Die Brückenelemente weisen Aussparungen 19a für die Ständer 50 auf. Dadurch erreicht man zum einen, daß die Brückenele­ mente durch die Ständer 50 beim Anheben und Absetzen geführt werden. Zum anderen wird die Breite des Magazins in Marsch­ stellung nicht durch die Ständer 50 erhöht. Zum Verlegen werden die Ständer 50 quer zur Längsachse nach außen ver­ schoben, um die Brückenelemente in deren Längsrichtung verschieben zu können.

Verlegevorgang

Die Fig. 2a bis 2j zeigen die einzelnen Schritte der Ver­ legung am Beispiel der Langbrücke:

Fig. 2a Anfahrt des Verlegers zum Hindernis.

Fig. 2b 1. Brückenelement vor;
Brückenstapel ab.

Fig. 2c 1. und 2. Brückenelement zurück und Kuppeln;
Brückenstapel ab;
3. Brückenelement liegt auf 1. und 2. Brückenelement;
Kuppeln.

Fig. 2d Fertige Mittelbrücke vor;
Brückenstapel ab;
4. Brückenelement kuppeln.

Fig. 2e Brücke zurück;
Brückenstapel ab;
5. Brückenelement kuppeln.

Fig. 2f Brücke zurück;
Brückenstapel ab;
6. Brückenelement kuppeln.

Fig. 2g Brücke vor zum Verlegen.

Fig. 2h Ablegen der Brücke am jenseitigen Ufer.

Fig. 2i Ablegen der Brücke am diesseitigen Ufer.

Fig. 2j Brücke frei zur Überfahrt.

Bezugszeichenliste

10 Brückenelement
11 Spurträger
12 Untergurt
13 Seitenwand
14 Fahrbahndeck
15 Quertraverse, Blattfeder
15a Anlagefläche
16 Loslager-Führung, Parallelführung
17 Festlager-Führung, Schalbenschwanz­ führung
18 Verschiebekeil
19 herausfahrbares Teil
19a Aussparung
20 Deckskuppelpunkt
22 Eingreifteil für Lasche
24 Einklinkteil
25 Einklinkteil
30 Spitzenkuppelpunkt der ersten Seite
31 Einklinkteil
32 Lasche
33 Eingreifteil
33a Stift
34 Gegenstück
40 Spitzenkuppelpunkt der zweiten Seite
41 Gegenstück
42 Eingreifteil
43 Lasche
43a Welle
45 Gegenstück
50 Ständer des Magazins
51 umlaufbare Kette
60 Kuppelautomat
61 Spindel

Claims (9)

1. Brückenelement (10) einer modular zusammensetzbaren Fest­ brücke, mit folgenden Merkmalen:

• a) Das Brückenelement (10) ist ein starres Tragwerk;
• b) in Einbaulage und mit Blick auf die Seitenwand (13) weist das Brückenelement (10) drei Kuppelpunkte auf, die ein gleichschenkliges Dreieck mit obenliegendem stumpfem Winkel definieren, derart,
  • b1) daß der obere Kuppelpunkt der Deckskuppelpunkt (20) ist, und
  • b2) daß die anderen beiden Kuppelpunkte der erste Spitzenkuppelpunkt (30) auf der einen Seite und der zweite Spitzenkuppelpunkt (40) auf der anderen Seite sind;
• c) das Brückenelement (10) ist mit weiteren Brückenele­ menten, deren Deckskuppelpunkte (20) in Einbaulage ebenfalls nach oben zeigen, zur Bildung einer längeren Festbrücke verbindbar, derart,
  • c1) daß der Deckskuppelpunkt (20) mit dem ersten (30) oder zweiten (40) Spitzenkuppelpunkt eines weite­ ren Brückenelements (10) verbindbar ist, und
  • c2) daß der erste Spitzenkuppelpunkt (30) mit dem zweiten (40) und entsprechend der zweite (40) Spitzenkuppelpunkt mit dem ersten (30) Spitzenkup­ pelpunkt eines weiteren Brückenelementes (10) ver­ bindbar ist.

2. Brückenelement nach Anspruch 1, bei dem die Verbindung eines Kuppelpunktes (20, 30, 40) mit dem Kuppelpunkt (20, 30, 40) eines anderen Brücken­ elementes (10) eine Erstverbindung und eine Zweitver­ bindung umfaßt, derart,

• - daß die Erstverbindung Mittel zur Bildung eines Form­ schlusses aufweist, und
• - daß die Zweitverbindung Mittel zur Arretierung des Formschlusses aufweist.

3. Brückenelement nach Anspruch 2, bei dem die Erstverbindung Einklinkteile (31, 24, 25) und Gegenstücke (41, 34, 45) umfaßt, die wechselseitig an den zu verbindenden Kuppelpunkten angeordnet sind und die durch eine vorgegebene Aufeinanderzubewegung der beiden Brückenelemente (10) in Eingriff bringbar sind.

4. Brückenelement nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Zweitverbindung eine Lasche (32, 43) auf­ weist.

5. Brückenelement nach Anspruch 4, bei dem zumindest an jedem Spitzenkuppelpunkt (30, 40) eine Lasche (32, 43) angeordnet ist.

6. Brückenelement nach Anspruch 4 oder 5, bei dem sowohl am Deckskuppelpunkt (20) als auch an den Spitzenkuppelpunkten (30, 40) Eingreifteile (22, 33, 42) für die Laschen (32, 43) angeordnet sind.

7. Brückenelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem jede Lasche (32, 43) über eine Welle (43a) schwenkbar angelenkt ist.

8. Brückenelement nach Anspruch 6 oder 7, bei dem jedes Eingreifteil (33, 42) über einen Stift (33a) bewegbar ist, um eine im Eingriff befindliche Lasche (32, 43) eines weiteren Brückenelements (10) zu verriegeln.

9. Brückenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem seitlich herausfahrbare Teile (19) angeordnet sind.