CH157600A - Brücke mit Fachwerkträger. - Google Patents

Description

  Brüche     mit        Fachwerkträger.       Vorliegende Erfindung betrifft eine  Brücke mit     Fachwerkträger.    Von den be  kannten Brücken ist die mit kontinuierlichen       Trägern.    am besten für schwere Belastungen  geeignet. Ihre Vorzüge vor Brücken mit Ein  zelspannweitere     gestatten    eine Ersparnis von  15 bis<B>30%,</B> je nach der Grösse     und    Zahl der  Spannweiten. Die bis jetzt bekannten star  ren kontinuierlichen Träger sind jedoch nur  vorteilhaft unter gewissen günstigen Bedin  gungen, wovon einige die folgenden sind.  Nicht nachgiebige Fundamente, niedere  Pfeiler, grosse Spannweiten, annähernd gleich  grosse Spannweiten und mässig niedrige  Träger.  



  Vorliegende Erfindung bezweckt eine  Brücke zu schaffen, welche alle Vorzüge, die  die Brücken mit starren kontinuierlichen  Trägern über alle andern Brücken besitzen,  aufweist und welche diese noch insofern  übertrifft, als sie keiner günstigen Vorbedin-         gungen    bedarf und dazu Ersparnisse ermög  licht.  



  Die Erfindung besteht darin, dass in einer  Brücke mit     Fachwerkträger,    deren Stütz  punkte Längsbewegungen der Brückenspan  nungen     gestatten,    die benachbarten Enden       g        o        leicher        Gurtungen        in        zwei        aufeina.nderfol-          genden    Spannungen durch .gelenkige Verbin  dung mit geneigten Gliedern unterstützt  sind, die auch gelenkig mit dem Stützpunkt       verbunden    sind, derart,

   dass die Anschluss  stellen der Spannungen an die geneigten  Glieder     wenigstens    nahezu senkrechte  Schwingungen ausführen können.  



  Zum besseren Verständnis sind mehrere       Ausführungsbeispiele    von Brücken nach vor  liegender Erfindung in beiliegender Zeich  nung dargestellt.  



       Fig.    1 ist eine Seitenansicht einer ersten  Ausführungsform,       Fig.    2 eine Teilansicht einer zweiten  Ausführungsform,           Fig.    3 eine solche Ansicht einer weiteren  Ausführungsform,       Fig.    4 ein Querschnitt nach Linie 4-4 in       Fig.    3 in grösserem Massstab, und       Fig.    5 und 6 Teilansichten von weiteren       Ausführungsformen.     



  Nach     Fig.    1 sind die Träger der Brücken  spannungen 1, 2, 3 untereinander verbunden.  Diese     Spannungen    ruhen auf dem     Widerlager     4, den Pfeilern 5 und 6 und dem Endlager 7.  Am     Widerlager    4 ist das eine Brückenende  gegen eine horizontale Verschiebung durch  einen in jedem Träger vorgesehenen Dreh  zapfen 8 gesichert. Auf den Pfeilern 5 und  6 gestatten die Rollenlager 50 und 60 freie  Längsverschiebung. Ebenso wird eine solche  durch das Endlager 7     gestattet,    welches als  Schwingspitze ausgebildet ist.

   Auf den  Pfeilern 5 und 6 endigen die untern     Gurtun-          gen    der Träger 1 und 2, 2 und 3 mit schief  gerichteten Stützen 10, welche durch Zapfen  12 mit Zugbändern 11     verbunden    sind, wäh  rend die andern Enden der Zugbänder 11 an  den starren Teil der obern     Gurtungen    der  Stützweiten 1 und 2, 2 und 3 durch Zapfen  13 angeschlossen sind. Die untern Enden der  Stützen 10 sind in einem Zapfen 14 schar  nierartig vereinigt.  



  Die schiefen .Stützen 10, welche das Ge  wicht der Brücke tragen     (Pfeilerreaktion),     zerlegen die resultierende Spannung in Ver  tikalkomponenten gleich der Gesamtreaktion  und in Horizontalkomponenten, deren Grösse  sich mit der     Schiefstellung    der Stützen än  dert.

   Damit ist der     entwerfende    Ingenieur in  den Stand gesetzt, den Unter- und     Obergur-          tungen    willkürlich diejenige Druck- und  Zugspannung zuzuteilen, welche die     Kontra-          flegi.onspunkte    so verteilt, dass am wenigsten  Reaktionsspannungen erzeugt werden und  sich dadurch die sparsamste Konstruktion er  gibt, indem dabei die vom Brückengewicht       herrührenden        Widerlagerreaktionen    zur Ver  minderung der Spannungen in der Brücke  benützt werden, wobei ein Ausgleich des  positiven und negativen     Biegungsmomentes       für jede Belastung möglich ist und die Reak  tionsspannungen unterdrückt werden.  



  Aus     Fig.    1 ist ersichtlich, dass eine Sen  kung eines der Stützpunkte eine     selbsttätige     gegenseitige Einstellung der Brückenglieder  verursachen wird. Das folgende Beispiel wird  diesen Vorgang deutlich machen. Eine Sen  kung des Pfeilers 5 wird eine kleine Ver  grösserung des innern, von den Druckstreben  10 des Pfeilers 5 gebildeten Winkels bewir  ken, wodurch der Abstand zwischen den  Zapfen 12 dieses Pfeilers etwas vergrössert  wird und eine kleine Verkleinerung des Ab  standes zwischen den Zapfen 13 eintritt.

   Die  ses Senken des Pfeilers 5 wird eine gleich  zeitige,     selbsttätige,    gegenseitige Einstellung  der Streben am Pfeiler 6 verursachen mit  dem Unterschied jedoch, dass diese     Streben    in  entgegengesetztem Sinne sich verschieben  werden. Also wird der innere Winkel der  Streben 10 am Pfeiler 6 etwas kleiner wer  den und eine kleine Verminderung der       Distanz    zwischen den Zapfen 12 verursachen  und eine entsprechende kleine Vergrösserung  der Distanz zwischen den Zapfen 13 dieses  Pfeilers. Nach     Fig.    1 ist in einem der Stütz  punkte, dem linken     Widerlager,    die Brücke  an einem Zapfen 8 angeschlossen und gegen  eine Horizontalverschiebung gesichert.

   Der  Zapfen gestattet eine senkrechte Schwingung  des anschliessenden Fachwerkes. Dagegen  lassen alle übrigen Stützpunkte nicht nur die  vertikalen Schwingungen der anschliessenden  Fachwerke zu, sondern auch eine Horizontal  verschiebung -der     ,Stützpunkte    selbst. Der  Zapfen 8, welcher also zum Beispiel eine  Horizontalverschiebung der Brücke verhin  dert, wenn der Wind und Zugkräfte zur Gel  tung kommen, gestattet das freie Schwingen  des Fachwerkes 1 um diesen Punkt, falls ein  ungleiches Setzen des     Widerlagers    4 und des  Pfeilers 5 eintreten sollte.

   Da die Pfeiler 5  und 6 und das Endlager eine Roll- und       Schwingbewegung    zulassen, so ist es klar,  dass die Brücke bei allen Temperaturschwan  kungen und ungleichen Senkungen ihrer  Stützpunkte sich in der     Längsrichtung    aus  dehnen und zusammenziehen kann. Das eine      Ende der     Brückenbahn    15 zwischen den Zap  fen 12 kann mit dem Bodenbalken     der"einen     oder andern Spannung verbunden werden,       während    das andere Ende von irgendeinem  Stützpunkt gehalten ist, welcher entspre  chend dem wechselnden Abstand der beiden  Zapfen 12 gleiten kann, falls die Brücken  stützen sich ungleichmässig setzen sollten.

    Dieses Bodenstück 15 kann auch an seinen  beiden Enden befestigt werden,     wenn    es auf  der Mittellinie der Pfeiler 5 und 6 mit einer  unabhängigen Stütze und einem     Dilatations-          stoss    versehen wird.  



  Die Rechnung zeigt,     dass    eine Brücke von  gegebener Trägerhöhe und     gegebener    Stütz  weite, welche nach obigen Angaben gebaut  ist, durch die Senkung einer Stütze um bei  spielsweise 10 cm weniger in Mitleidenschaft  gezogen wird, als die bei einer     mit    starrem  kontinuierlichem Träger gebauten Brücke  von gleicher Trägerhöhe und Spannweite für  die Senkung irgend einer ihrer Stützen um  einen Zentimeter der Fall wäre.  



  Da die Wirkung von ungleichmässiger  Ausdehnung und     Kontraktion    der Ober- und  Untergurten infolge von Temperatureinflüs  sen dieselbe ist, wie von ungleicher Senkung  der Stützpunkte, so ist diese Brücke auch be  züglich der Temperaturbeanspruchungen im  Vorteil. Da zwei     zusammenstossendeBrücken-          spannungen    so verbunden sind, dass sie auf  ihrem Stützpunkt     scharnierartig    -arbeiten, so  wird es unnötig, vor oder nach dem Bau       Reaktionsspannungen    in Betracht zu ziehen,  um die Anfangsspannung zu bestimmen.  



  Die Brückenspannungen 1 und 3 in     Fig.    1  können     mittelst    eines nur für die     Spannung    2  eingebauten Lehrgerüstes montiert werden,  oder umgekehrt braucht man bei der Mon  tage nur für die Brückenspannungen 1 und  3 Lehrgerüste aufzustellen.  



  Die in     Fig.    1, 2, 3, 5 und 6 gezeigten  Verbindungen zweier angrenzender Brücken  spannungen vermeiden plötzliche     Spannungs-          änderungen    in der Brücke.  



  Die Ausführungsform nach     Fig.    2 gleicht  derjenigen nach     Fig.    1, nur dass hier die  Brücke durch eine schwingbare Stütze 16,    statt durch Rollenlager 50 oder 60 gestützt  wird.  



  Die     Fig.    3 und 4 zeigen schwingbare  Säulen 17, zwischen welchen die Brücke mit  telst der Zugstangen 18 an den obern     Gur-          tungen    aufgehängt ist, wobei Zapfen 19 die,       obern    Enden der Zugstangen 18 mit den  Köpfen der Säulen 17 verbinden und die un  tern Enden der Zugstangen 18 mit den obern       Gurtungen    der Träger durch Zapfen     \?0    ver  bunden sind, während die untern     Gurtungen     durch einen gemeinschaftlichen Zapfen 21.  welcher senkrechte Schwingungen ausführen  kann, unter sich zusammengeschlossen sind.

    Bei dieser Anordnung erfüllen die Zugstan  gen 18 ähnliche Funktionen wie die Streben  10 in     Fig.    1. Hier und auch bei den folgen  den Beispielen bilden die die Enden der  Spannungen unter sich und mit dem Stütz  punkt verbindenden geneigten Glieder Seiten  eines     unstarren        rhomboidischen    Rahmens.  



       Fig.    5 zeigt, wie die obern     Gurtungen     zweier angrenzender Träger mittelst eines  gemeinschaftlichen Zapfens 22 verbunden  sind und die untern     Gurtungen        mittelst     der Zapfen 24 mit den obern Enden der       Stützen    223. Bei dieser Anordnung erfüllen  die Streben 23 ähnliche Funktionen wie die  Streben 10 in     Fig.    1, und ist der Zapfen 22  senkrecht schwingbar.  



  In     Fig.    6     bilden    die gekreuzten Druck  bänder 11 Teile des Trägers. Hier sind zwei  benachbarte Träger durch Zugstangen 25  verbunden und mittelst Zapfen 27 an der  Spitze der schwingbaren Säulen 26 auf  gehängt. Bei dieser Anordnung erfüllen die  Zugstangen 25 wiederum ähnliche Funktio  nen, wie die Streben 10 in     Fig.    1. Auch hier       können    die Endpunkte der     Gurtungen    nahe  zu senkrechte Schwingungen ausführen.  



  Die in     -Fig.    2, 5 und 6 gezeigten Boden  teile können mit     Dilatationsstössen    versehen  sein und ähnlich unterstützt sein wie der  Bodenteil 15 in     Fig.    1.  



  Die Berechnung der Streben einer Brücke  nach     Fig.    1 kann zum Beispiel wie folgt vor  genommen werden:      1. Man bestimmt die     Widerlagerreak-          tionen.     



  2. Man rechnet die Spannungen in allen  drei Trägern, als ob sie einfache wären. So  ist Träger 1 durch die Zapfen 8 und 12 ab  gestützt, Träger 2 durch die Zapfen 12 und  12, Träger 3 durch die Zapfen 12 und  Stütze 7.  



  3. Man berechnet die in den Trägern  durch die Horizontalkomponente der Streben  10 und der Zugstangen 11 verursachte Span  nung.  



  Die algebraische Summe der Spannungen  dieser beiden für jedes Glied gemachten Be  rechnungen ergibt die resultierende Span  nung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Brücke mit Fachwerkträger, deren Stütz punkte Längsbewegungen der Brückenspan nungen gestatten, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Enden gleicher Gur- tungen in zwei aufeinanderfolgenden Span nungen durch gelenkige Verbindung mit ge neigten Gliedern unterstützt sind, die auch gelenkig mit dem betreffenden Pfeilerstütz- punkt verbunden sind, derart, dass die An schlussstellen der Spannungen an die geneig ten Glieder in senkrechter Richtung schwin gen können. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Brücke mit Fachwerkträger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Enden der Spannungen unter sich mit dem Stützpunkt verbindenden geneigten Glieder Seiten eines unstarren rhomboidischen Rahmens bilden. z. Brücke mit-Fachwerkträger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfeilerstützpunkt der geneigten Glieder sich in der Längsrichtung der Spannungen verschieben kann. 3.

   Brücke mit Fachwerkträger nach Patent anspruch, gekennzeichnet durch nach entgegengesetzter Richtung geneigtes Glie.- der, welche einerseits mit der obern Gurtung einer Spannung und anderseits mit der Untergurtung der andern Span nung gelenkig verbunden sind, um die benachbarten Enden dieser Spannungen zusammenzuschliessen. -1. Brücke mit Fachwerkträger nach Un teranspruch 0', dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Glieder als Druckstre ben wirksam sind. 5.

   Brücke mit Fachwerkträger nach Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Glieder als Zugbänder wirksam sind. 6. Brücke mit Faches erkträger nach Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden geneigten Glieder einen Teil der Obergurtung eines der Fach werke bildet. 7.

   Brücke mit Fachwerkträger nach Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fachwerke, welche beidseitig des Stützpunktes durch entgegengesetzt gerichtete, geneigte Zugglieder gestützt sind, gelenkig durch entgegengesetzt ge richtete Glieder verbunden sind, wobei jedes Glied einen Teil des Trägers bildet und gelenkig verbunden ist mit dem einen Ende an der Obergurtung des einen Fachwerkes und mit dem andern Ende an der Untergurtung des andern Fach werkes. B.

   Brücke mit Fachwerkträger nach Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unstarre rhomboidische Rahmen un ter einem Winkel zueinander angeord nete, finit ihren einen Enden gelenkig an eine auf einem Pfeiler schwingbar gela gerte Tragsäule und mit ihren andern Enden an die Obergurten der Fachwerke angeschlossene Zugbänder aufweist, wäh rend die Untergurten der Fachwerke durch einen Zapfen miteinander verbun den sind. 9.

   Brücke mit Fachwerkträger nach Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unstarre rhomboidische Rahmen unter einem Winkel zueinander angeord nete, mit ihren einen Enden gelenkig an einem auf einem Pfeiler horizontal .ver schiebbaren Zapfen und mit ihren andern Enden an die Untergurten der Fach werke angeschlossene Stützen aufweist, während die Obergurten der Fachwerke durch einen Zapfen verbunden sind. 10.

   Brücke mit Fachwerkträger nach Unter- ansprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Fachwerke je mit einem Ende von zwei unter einem Win kel zueinander angeordneten Zugbändern gelenkig verbunden sind, wobei die an dern Enden der Zugbänder einer schwingbar auf einem Pfeiler gelagerten Tragsäule angelenkt sind, während die Untergurte jedes Fachwerkes mit der Obergurte des gegenüberliegenden Fach werkes durch beiderends mit Zapfen lagern versehene, gekreuzte Streben ver bunden sind.

   11. Brücke mit Fachwerkträger nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, däss einer der Stützpunkte die Brücke gegen Horizontalverschiebung sichert, aber senkrechte Schwingungen des anschlie ssenden Fachwerkes gestattet, während alle übrigen Stützpunkte nicht. nur senlz- rechte Schwingungen der Fachwerke zu lassen, sondern auch eine Horizontalver schiebung der Brücke.