DE2120377A1 - Pipe suspension bridge and method of bridge assembly - Google Patents
Pipe suspension bridge and method of bridge assemblyInfo
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Description
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Willy LoranzWilly Loranz
Patent.*.-wa:tPatent. * .- wa: t
Mathias Streif f A. G. 8035 Gauting · 2120377 Schwanden Gl./SchweizMathias Streif f A. G. 8035 Gauting 2120377 Schwanden Gl./Switzerland
Rohrhängebrüeke und Verfahren zur BrückenmontagePipe suspension bridge and method of bridge assembly
Die Erfindung "betrifft eine Rohr-Hängebrücke mit in zwei schräg nach oben verlaufenden Ebenen verspannten, an zwei Tragkabeln befestigten Hängeseilen sowie ein Verfahren zur Hontage von Hängebrücken.The invention "relates to a pipe suspension bridge with in two sloping upward planes braced, attached to two suspension cables hanging ropes and a method for Lifting of suspension bridges.
Rohr-Hängebrücken haben sich in letzter Zeit aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit immer mehr bei Projekten der Wasser- und Gasversorgung, im Zuge von Erdgas- und Erdölleitungen sowie für Abwasser-Rohrsysteme durchgesetzt.Pipe suspension bridges have recently been used more and more in water and water projects due to their economic efficiency Gas supply enforced in the course of natural gas and oil pipelines as well as for sewage pipe systems.
Derartige Brücken weisen dabei entweder Tragkabel mit senkrecht verlaufenden Hängeseilen, welche an den Rohren angreifen sowie sog. Windkabel zur Verspannung gegen horizontale Kräfte auf, oder aber sie sind als in sich steifes System mit in zwei schrägen Ebenen von den Tragkabeln zu den Rohren verlaufenden Hängeseilen sowie mittig überhöhten Spannseilen zur Verspannung des Seilverbandes ausgeführt.Such bridges either have suspension cables with vertical suspension ropes that attack the pipes as well So-called wind cables for bracing against horizontal forces, or they are in two as a rigid system inclined planes from the suspension cables to the pipes, suspension ropes and centrally elevated tension ropes for bracing of the rope association.
Die bekannten Systeme weisen insbesondere den großen Nachteil auf, daß die Seilanordnung jeweils vor dem Befestigen der Rohre auf technisch aufwendige Weise verspannt werden muß, und daß darüber hinaus - da ein Begehen derartiger Brücken konstruktionsbedingt ausscheidet - das nachträgliche Anbrin-The known systems have in particular the major disadvantage that the cable arrangement in each case before attaching the Pipes must be braced in a technically complex manner, and that, moreover, there is a need to walk on such bridges ruled out due to the design - the subsequent attachment
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gen der Rohre z.B. mittels Kran eine wesentliche Verteuerung der Baukosten mit sich bringt.A significant increase in the cost of the pipes, e.g. by means of a crane which entails construction costs.
Zur Überwindung großer Weiten und/oder großer Tiefen haben sich derartige Brücken sogar als untauglich erwiesen, da dem nachträglichen Befestigen der Rohre am Seilverband sowie der Verbindung der einzelnen Rohrteile zu viele Hindernisse entgegenstehen. -To overcome great expanses and / or great depths Such bridges even turned out to be unsuitable, as the subsequent attachment of the pipes to the rope structure as well as the There are too many obstacles in the way of connecting the individual pipe parts. -
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" Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Hängebrücke zu schaffen, welche sowohl von der Anordnung des Seilverbands her, als auch hinsichtlich des nachträglichen Einbringens der Rohre wesentlich geringeren technischen Aufwand sowie Verkürzung der Montagezeiten gewährleistet."The object of the invention is to address the disadvantages of the To avoid acquaintances, in particular to create a suspension bridge, which both from the arrangement of the rope association ago, as well as with regard to the subsequent introduction of the pipes, much less technical effort as well Reduction of assembly times guaranteed.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in erster Linie dadurch gelöst, daß ein Brückenkörper zur Rohrhalterung vorgesehen ist, welcher aus einer Vielzahl von in Brückenlängsrichtung aneinandergereihten einzelnen Brückenelementen besteht, welche zumindest während der Brückenmontage untereinander lediglich durch gelenkige, ein Verschwenken der jeweils angrenzenden Brückenelemente ausschließlich in vertikaler Richtung um den Verbindungspunkt zulassende Verbindungselemente verbunden sind.According to the invention, this object is primarily achieved in that a bridge body is provided for holding the pipe which consists of a large number of individual bridge elements lined up in the longitudinal direction of the bridge, which at least during the bridge assembly with each other only by articulated, a pivoting of the respectively adjacent Bridge elements connected exclusively in the vertical direction around the connection point permitting connecting elements are.
Die Verwendung eines aus Einzelelementen bestehenden Brückenkörpers ermöglicht einfachste Montage sowohl des Brückenkörpers selbst als auch beliebiges Anbringen der Rohre, z.B. durch einfaches Aufschieben von einem Brückenfundament her.The use of a bridge body consisting of individual elements enables the simplest assembly of both the bridge body itself and any attachment of the pipes, e.g. through simple pushing on from a bridge foundation.
Darüber hinaus sind die verlegten Rohre jederzeit für Repara-In addition, the laid pipes can be repaired at any time.
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türen zugänglich, oder können nachträglich zusätzliche Rohre verlegt werden.Doors accessible, or additional tubes can be added at a later date be relocated.
Die gelenkige Verbindung der Einzelelemente ermöglicht ganz allgemein für Hängebrücken auf vorteilhafteste Weise deren Zusammenbau von einem Brückenfundament her durch sukzessives Aneinanderfügen: insbesondere infolge der zunächst vertikal und erst nach Brückenfertigstellung in einer schrägen Ebene durchhängenden Tragkabel ändert sich nämlich mit steigender Belastung beim Zusammenbau des Brückenkörpers der Kabeldurchhangi an welchen sich erfindungsgemäß die Brückenelemente durch Änderung ihrer Relativlage sowie ihrer Lage zu den Brückenfundamenten angleichen können. Anstelle der Verwendung vonjzwei Tragkabeln ist z.B. bei größeren Belastungen selbstverständlich, auch die Anordnung einer größeren Anzahl möglich.The articulated connection of the individual elements generally makes it possible to use them in the most advantageous manner for suspension bridges Assembling from a bridge foundation by successive joining: especially as a result of the initially vertical and only after the completion of the bridge, the suspension cable sagging in an inclined plane changes with the increase Load when assembling the bridge body of the cable sagi on which, according to the invention, the bridge elements by changing their relative position as well as their position to the bridge foundations. Instead of using of two suspension cables is a matter of course, e.g. for larger loads, the arrangement of a larger number is also possible.
Ebenfalls ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Brücke zur zusätzlichen und/oder ausschließlichen Aufnahme von Kabeln oder der Einsatz als Fußgänger- oder Fahrweg denkbar, obwohl technische und wirtschaftliche Überlegenheit in erster Linie und ganz besonderem Ausmaß bei der Verlegung von Rohren zutage tritt. Me Verspannung der Tragkabel wird dabei in aller Regel schräg zum Brückenkörper zulaufend gewählt werden, wenngleich bei extrem breiten Brückenkörpern theoretisch eine Verspannung in spitz über dem Brückenkörper zusammenlaufenden Ebenen möglich ist. Nach Fertigstellung der Brücke ist ein zusätzliches Verbinden der Brückenelemente durch weitere Verbindungselemente möglich, obwohl es indbesondere bei langen Brücken mit großen Durchhangunterschieden infolge Belastungs- und/oder WärmeauBdehnungsschwankungen vorteilhaft sein kann, die relative Beweglichkeit der Brückenelemente zu belassen.The use of the bridge according to the invention for the additional and / or exclusive accommodation of cables is also possible or use as a pedestrian or driveway is conceivable, although primarily technical and economic superiority and is particularly evident when laying pipes. Me tensioning the suspension cable is thereby in all Can usually be chosen tapering to the bridge body, albeit in the case of extremely wide bridges, theoretically a tension converging to a point above the bridge Levels is possible. After the bridge has been completed, the bridge elements must be connected using additional connecting elements possible, although especially on long bridges with large differences in sag due to load and / or thermal expansion fluctuations can be advantageous to leave the relative mobility of the bridge elements.
Vorteilhaft ist es, wenn jedes Brückenelement durch mindestensIt is advantageous if each bridge element has at least
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ein Paar von Hängeseilen mit den Tragka.T3e.l21 verbunden ist j so daß "bei der Brückenmonta.ge jedes Element einfach zwischen dem bereits montierten letzten Element sowie einem zugeordnetem Hangeseilpaar aufgehängt werden kann, 'wobei es vorteilhaft ist, wenn der Aufhängepunkt der Hängeseile jeweils am Ende eines Brückenelements liegt, oder wenn jeder Aufhängepunkt der Hängeseile am Brückenkörper jeweils in vertikaler Richtung mit dem gelenkigen Verbindungselement fluchtet, da dies eine gleichmäßige Aufhängung und Belastung der Brückenelemente gewährleistet.a pair of hanging ropes is connected to the Tragka.T3e.l21 j so that "at the Brückenmonta.ge each element simply between the already assembled last element and an assigned pair of hanging ropes can be suspended, 'whereby it is advantageous is when the suspension point of the suspension ropes is at the end of a bridge element, or when each suspension point the suspension ropes on the bridge body are aligned in the vertical direction with the articulated connecting element, as this is a Uniform suspension and loading of the bridge elements guaranteed.
Erfindungsgemäß werden darüber hinaus aufwendige Konstruktionen zur Aufnahme von Wärme aus dehnungen des Brückenkörpers dadurch vermieden, daß auf optimal einfache Weise die Verbindungselemente zum Ausgleich von längenänderung von Tragkabeln, Hängeseilen sowie des Brückenkörpers durch Temperaturschwankungen jeweils Spiel in Brückenlängsrichtung aufweisen.According to the invention, complex constructions for absorbing heat from expansions of the bridge body are also thereby avoided that the connecting elements to compensate for changes in length of suspension cables, suspension ropes in an optimally simple manner and the bridge body each have play in the longitudinal direction of the bridge due to temperature fluctuations.
Eine besonders einfache Realisierung ergibt sich dabei, wenn die Verbindungselemente als Drehlager mit erhöhtem lagerspiel ausgebildet sind oder wenn die Verbindungselemente jeweils ein Drehlager mit einem lagerteil aufweisen, welches als in Brückenlängsrichtung verlaufendes langloch ausgebildet ist.A particularly simple implementation results when the connecting elements are designed as pivot bearings with increased bearing play are formed or if the connecting elements each have a pivot bearing with a bearing part, which as in Bridge longitudinal direction extending elongated hole is formed.
Die letztgenannte lösung hat dabei den Vorteil, daß die Torsionssteifigkeit der Brücke einfachst gewahrt bleibt.The latter solution has the advantage that the torsional rigidity of the bridge is easily preserved.
Vorteilhaft ist es auch, daß die Hängeseile jeweils paarweise an vorzugsweise gegenüberliegenden Aufhängepunkten an den Außenseiten des Brückenkörpers angreifen, und daß dieser beidseitig gegenüber Horizontal- und Torsionskräften starr mit Brückenfundamenten verbunden, und insgesamt derart tor-It is also advantageous that the suspension ropes are each paired at preferably opposite suspension points on the Attack the outer sides of the bridge body, and that this is rigid on both sides with respect to horizontal and torsional forces connected with bridge foundations, and altogether so tor-
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sionssteif ausgebildet ist, daß sowohl die Brückenelemente als auch die Verbindungselemente gegenüber Torsionskräften v/iderstandsfähig ausgele'gt sind.sion is formed that both the bridge elements as well as the connecting elements against torsional forces v / are designed to be resistant.
Erfindungsgemäß werden diese Maßnahmen insbesondere deshalb vorgeschlagen, weil durch die beidseitig, sozusagen über einen Hebelarm am etwa in Brückenmitte liegenden Schwerpunkt angreifenden Hängeseile bewirken, daß bei horizontal auftre-■fenden Windkräften eine seitliche Verlagerung' des Brückenkörpers nur bei gleichzeitigem Verwinden desselben möglich ist, was jedoch durch die torsionssteife Ausbildung verhindert wird.According to the invention, these measures are proposed in particular because by the two-sided, so to speak over a lever arm at the center of gravity, which is approximately in the middle of the bridge, has the effect that when horizontal ropes occur Wind forces a lateral displacement 'of the bridge body is only possible with simultaneous twisting of the same, which however, is prevented by the torsionally stiff training.
Die Torsionssteifigkeit kann dabei einfach durch Ausbildung der Brückenelemente als kastenförmiger Hohlkörper oder durch Ausnutzung der etwaigen Torsionssteifigkeit eines verlegten Rohrs größeren Querschnitts gewährleistet werden.The torsional stiffness can be achieved simply by designing the bridge elements as a box-shaped hollow body or by Utilization of the possible torsional stiffness of a laid pipe of larger cross-section can be guaranteed.
Für Brücken großer Länge oder in exponierter Lage wird erfindungsgemäß zur Senkung der Beanspruchung durch Windkräfte vorgeschlagen, daß der Kasten ein in Horizontalrichtung beidseitig vorzugsweise spitz zulaufendes, einen niederen Strömungsbeiwert gewährleistendes Profil aufweist oder daß die Brückenelemente jeweils aus fachwerkartig aufgebauten Gitterkonstruktionen bestehen, und daß die Rohre jeweils innerhalb des Gitterverbands geführt sind, wobei letztere Lösung noch den Vorteil geringeren Gewichts und 1eichteTMontierbarkeit der Elemente auch bei größeren Brückenelementen aufweist.For bridges of great length or in an exposed position, the invention to reduce the stress caused by wind forces proposed that the box be one in the horizontal direction on both sides preferably has a tapering profile ensuring a low flow coefficient or that the Bridge elements each consist of lattice-like structures, and that the tubes each within of the lattice bandage, the latter solution still having the advantage of lower weight and easy assembly of the Has elements even with larger bridge elements.
Die sich über den Brückenkörper erstreckende gelenkige Verbindung in einer durchgehenden Fläche bei gleichzeitiger zuverlässiger Stabilität der Konstruktion läßt sich dadurch erreichen, daß die Gitterkonstruktion jeweils in der Ebene derThe articulated connection extending over the bridge body in a continuous surface while being more reliable at the same time Stability of the construction can be achieved in that the lattice construction is in each case in the plane of the
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Verbindungselemente eine Fläche bildet und nach unten etwa pyramidenförmig spitz zulaufen, und daß die Spitzen aller Brückenelemente durch ein in Brückenlängsrichtung gespanntes Seil untereinander verbunden sind.Connecting elements forms a surface and tapering down approximately pyramid-shaped, and that the tips of all Bridge elements by a stretched in the longitudinal direction of the bridge Rope are connected to each other.
Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung a,uch zur ■überbrückung größerer Weiten verwenden, wenn an den Befestigungspunkten der Ilängeseile und/oder am Brückenkörper selbst mindestens ein mittig überhöhtes, beidseitig zu den Brückenfundamenten hin nach unten verlaufendes Spannseil angreift, da dadurch jedes Schwingen des Brückenkörpers zuverlässig unterbunden wird.The invention can also be used particularly advantageously for bridging Use larger widths if at least at the attachment points of the length ropes and / or on the bridge body itself one raised in the middle, facing the bridge foundations on both sides downwardly running tensioning cable engages, since this reliably prevents any swinging of the bridge body will.
Ersichtlicherweise wird der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstands sowohl durch die neuen Einzelmerkmale als auch insbesondere durch Kombination und Unterkombinationen der Anwendung findenden Merkmale gewährleistet.Obviously, the technical progress and the inventive content of the application subject both by the new individual features as well as in particular through combination and sub-combinations of the application finding features guaranteed.
Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below in exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
Pig. 1 eine Seitenansicht einer Rohr-Hängebrücke, \Pig. 1 a side view of a pipe suspension bridge, \
Fig. 2 einen Ausschnitt der Brücke gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, aus welchem die Anordnung der erfindungsgemäßen Brückenelemente ersichtlich ist,FIG. 2 shows an enlarged section of the bridge according to FIG. 1 Scale from which the arrangement of the bridge elements according to the invention can be seen,
Fig. 3 den Querschnitt eines Brückenelements,3 shows the cross section of a bridge element,
Fig. 4 ein vergrößert dargestelltes Verbindungselement,4 shows an enlarged connection element,
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Pig. 5 die perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der BrückenelementeιPig. 5 is a perspective view of another embodiment the bridge elements
Fig. 6 den Querschnitt eines Brückenelements gemäß Pig. 5,6 shows the cross section of a bridge element according to Pig. 5,
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Brückenelements im Querschnitt und7 shows a further exemplary embodiment of a bridge element in cross section and
Pig. 8 ein Brückenelement für torsionssteife Rohre großen Durchme s s er s.Pig. 8 a bridge element for torsionally rigid pipes with large diameters s.
Gemäß Pig. 1 Ms 3 sind Brückenelemente 1 mittels Hängeseilen 2 an Tragkabeln 5 "befestigt, welche über Stützen 2 verspannt und an Brückenfundamenten 4 festgelegt sind. Die einzelnen Brückenelemente sind dabei, wie in Pig. 4 im Detail dargestellt, mittels Verbindungselementen 7 gelenkig verbunden, so daß auch große Durchhangänderungen während der Montage ausgeglichen werden. Die jeweils "beidseitig an den Brückenelementen 1 vorgesehenen Verbindungselemente 7 weisen einen in Langloch 6 verschiebbaren Stift 8 auf, so daß unterschiedliche Längsausdehnung der einzelnen Brückenelemente 1 bzw. der Tragkabel 5 unmittelbar aufgenommen wird.According to Pig. 1 Ms 3 are bridge elements 1 by means of hanging ropes 2 attached to suspension cables 5 ″, which are braced via supports 2 and are attached to bridge foundations 4. The individual bridge elements are included, as in Pig. 4 in detail shown, articulated by means of connecting elements 7, so that even large changes in sag are compensated for during assembly. Each "on both sides of the bridge elements 1 provided connecting elements 7 have a displaceable in slot 6 pin 8, so that different Longitudinal expansion of the individual bridge elements 1 or the suspension cable 5 is recorded immediately.
Wie aus Pig. 3 ersichtlich ist, werden durch die schräg verlaufenden, unter dem Eigengewicht von Brückenelementen 1 und Rohr 9 verspannten Hängeseile 2 neben Vertikal-Kräften auch hör rizontal angreifende Windkräfte aufgenommen. Eine zusätzliche Sicherung gegen seitliche Verlagerung der Brückenelemente 1 ergibt sich durch deren torsionssteife Ausbildung sowie die seitliche Befestigung der Hängeseile 2.Like from Pig. 3 can be seen, are due to the sloping, hanging ropes 2 tensioned under the weight of bridge elements 1 and pipe 9, in addition to vertical forces, also hear Rizontally attacking wind forces added. An additional safeguard against lateral displacement of the bridge elements 1 results from their torsionally rigid design and the lateral attachment of the suspension cables 2.
Wie in Pig. 3 gestrichelt dargestellt, würde nämlich jedeLike in Pig. 3 shown in dashed lines, would namely each
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seitliche Verlagerung der Brückenelerneute 1 eine Torsion voraussetzen, welche jedoch durch die spezielle kastenförmige Ausbildung der Brüekenelemente weitgehend, unterbunden wird,Lateral displacement of the bridge replacement 1 a torsion presuppose, which is largely prevented by the special box-shaped design of the bridge elements,
Pig. 5 und 6 zeigen in Gitterkonstruktion ausgeführte Brüekenelemente 1, welche trotz größerer Abmessungen infolge geringen Gewichts einfach montierbar sind, und dennoch die gewünschte Torsionssteifigkeit aufweisen.Pig. 5 and 6 show bridge elements made in a lattice construction 1, which despite larger dimensions as a result of small Weight are easy to assemble, and still have the desired torsional rigidity.
Innerhalb der Gitterkonstruktion sind dabei Stützen 12 zur Aufnahme von Rohren 9 sowie ein Steg 13 vorgesehen, welcher jedoch auch auf der oberen Fläche 13a der Gitterkonstruktion angeordnet sein kann. Der Steg 13 kann auch vorteilhaft erweise aus relativ schweren Betonplatten gebildet sein, um die Verspannung der Hängeseile zuverlässig zu gewährleisten.Within the lattice structure, supports 12 for receiving pipes 9 and a web 13 are provided, which but also on the upper surface 13a of the grid structure can be arranged. The web 13 can also prove to be advantageous be formed from relatively heavy concrete slabs in order to reliably ensure the tensioning of the suspension cables.
Zur weiteren Stabilitätsverbesserung der Konstruktion sind die Spitzen 14 der einzelnen Brüekenelemente 1 durch Seil untereinander verspannt.To further improve the stability of the construction, the tips 14 of the individual bridge elements 1 are roped braced among each other.
Fig. 7 zeigt ein Brückenelement 1 mit abnehmbarem Deckel 1a zum Einlegen von Rohr 91 welches seitlich spitz zuläuft, um geringe Windkräfte zu gewährleisten. Auf dem Deckel 1a ist Steg 15 mit Geländer 15a vorgesehen, um die Brücke begehbar zu gestalten.Fig. 7 shows a bridge element 1 with removable cover 1a for inserting tube 91 which tapers laterally to to ensure low wind forces. On the cover 1a, a web 15 with a railing 15a is provided so that the bridge can be walked on to design.
In Fig. 8 ist eine Brückenkonstruktion mit relativ flachen, pritschenähnlichen Brückenelementen 1 dargestellt, auf welchen ein Rohr 9 größeren Durchmessers mittels Bändern 16 befestigt ist. Dabei wird die iDorsionssteifigkeit der Brücke weitgehend durch das Rohr bewirkt, jedoch unter Beibehaltung des erfindungsgemäßen Prinzips einfachste Montage und leichte Zugänglichkeit der Brücke gewährleisteteIn Fig. 8 is a bridge construction with relatively flat, Platform-like bridge elements 1 are shown, on which a pipe 9 of larger diameter is fastened by means of straps 16 is. The torsional stiffness of the bridge is largely reduced caused by the pipe, but maintaining the inventive Principle guaranteed the simplest assembly and easy accessibility of the bridge
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Darüber hinaus ist Spannseil 17 vorgesehen, welches an den Brückenelementen jeweils im Bereich der Verbindungselemente 7 zusammen mit Hängeseilen 2 angreift, so daß auch bei größerer Brückenlänge stabile Verspannung gesichert.ist.In addition, tensioning cable 17 is provided which is attached to the Bridge elements in each case in the area of the connecting elements 7 engages together with suspension ropes 2, so that stable bracing is secured even with a longer bridge length.
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