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Zerlegbare Brücke.
Es sind zerlegbare Brücken mit parallelen Gurten bekannt, deren Hauptträger aus mittels
Schraubenverbindungen aneinander befestigten Fachwerkelementen (sogenannten Hauptelementen) bestehen. Die Hauptelemente sind bei Voraussetzung einer gewissen maximalen Tragfähigkeit und Spannweite entworfen, und es werden die Brücken im Falle kleinerer Spannweite aus entsprechend wenigeren Hauptelementen, bei grösserer Spannweite oder Belastung dagegen aus denselben in zwei oder drei Stockwerken aufeinander gebauten Elementen zusammengesetzt.
Mit Rücksicht auf die der Tragfähigkeit gegenüber gestellten erhöhten Ansprüche und vom Standpunkt der Materialausnutzung aus ist die bekannte konstruktive Lösung ungünstig, u. zw. in demselben Masse, wie dies bei den für ähnliche Spannweite und Tragfähigkeit konstruierten, nicht zerlegbaren Brücken mit Parallelgurtträgern gegenüber den Brücken mit Parabelgurtträgern besteht.
Die Erfindung ist eine solche Brücke mit bogenförmigen Hauptträgern, welche nicht nur zerlegbar ist, sondern den zerlegbaren Brücken mit Parallelgurtträgern ähnlich aus den zur maximalen Spannweite nötigen Konstruktionsteilen für eine beliebige kleinere Spannweite gleichfalls mit bogenförmigen Hauptträgern oder bei ganz kleinen Spannweiten mit Parallelgurtträgern zusammengesetzt werden kann.
Mit Rücksicht hierauf besitzt die erfindungsgemässe Brücke in eine gewisse Anzahl gleich breiter Felder geteilte bogenförmige Hauptträger, welche Hauptträgerfelder oben aus je einem Bogenstück, in der Mitte aus die Bogenstücke mit dem unteren Versteifungsträger verbindenden und die Felder seitlich begrenzenden, aus mehreren Stücken zusammengesetzten Hängestangen, endlich unten aus den zwischen den Hängestangen fallenden Teilen des aus zweckmässig versteiften Hauptelementen aufgebauten Versteifungsträgern zusammengesetzt sind ; es ist hiebei die Aufteilung der Hängestangen und die Möglichkeit der Zusammenstellung der Teile derart, dass beim Übergang von einer grösseren auf eine kleinere Spannweite die auch bei einer kleineren Spannweite notwendigen Hängestangen, z.
B. durch Ausmontierung einer oder mehrerer Stangenteile mit derselben Länge verkürzt werden können. Demzufolge ändert sich der Neigungswinkel, der die oberen Enden der Hängestangen verbindenden Bogenstücke nicht und können somit die Bogenstücke bei kleinerer Spannweite in die entsprechenden Felder ohne Schwierigkeit eingebunden werden.
Die Fig. 1-3 der Zeichnungen stellen den Grundriss, die Seitenansicht und den Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dar, die Fig. 5-13 zeigen eine Reihe von aus den Konstruktionsteilen dieses Beispiels für stufenweise kleinere Spannweiten gebauten Brücken. In den Fig. 14-16 sind die Hauptelemente des gewählten Beispiels, in Fig. 17 die konstruktive Ausbildung eines Bogenstückes und dessen Verbindung mit den benachbarten Bestandteilen der Brücke ersichtlich. Fig. 4 und 18-20 lassen die Aufteilung der Hängestangen nach andern Gesichtspunkten, endlich Fig. 21 die ausführlichere Ausbildung der zur letzteren Gruppe der Figuren gehörigen Hängestange erkennen.
Gemäss Fig. 1-3 besteht die. Brücke in ihren Hauptteilen aus den bogenförmigen Hauptträgern 1, aus den sie unten verbindenden und den Bahnkörper aufnehmenden Querträgern 2, Längsträgern 3 und unteren Windverbänden 4, ferner aus den oben verbindenden Kreuzverbänden 5 und den oberen Windverbänden 6. Die Seitenansicht des Hauptträgers 1, dessen Hauptteile die Versteifungsträger 7, Hängestangen 8 und Bogenstücke 9 sind, ist aus Fig. 1 ersichtlich. Die Versteifungsträger 7 sind aus
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den bereits erwähnten Hauptelementen 10 zusammengesetzt, deren Länge zwar mit der Breite der erwähnten Felder der Hauptträger übereinstimmt, ihre Stossstellen jedoch in bezug auf die Teilungsstellen der Felder aus Konstruktionsgründen verschoben sind.
(In Fig. 1 werden die Stossstellen der Hauptelemente durch die eingezeichneten gestrichelten Linien bezeichnet. ) Infolge dieser Verschiebung wird die Einbindung der Hängestangen in die Hauptelemente nicht in der Mitte der Hauptelemente, sondern im vom Ende gerechneten Viertelt3il ihrer Länge bewerkstelligt. Hiedurch wird bezweckt, dass im Falle der maximalen Spannweite in der Mitte der Brücke durch die Einbindung des halben Hauptelementes 11 ein solches Hauptträgerfeld geschaffen werden kann, dessen Bogenstüek waagrecht ist, so dass durch die wiederholte Aus-und Einbindung dieses mittleren Feldes, wie aus dem Nachfolgenden hervorgehen wird, die Spannweite stufenweise verringert werden kann.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel macht die Aufteilung der Hauptelemente in dieser Weise am Ende der Brücke die Anwendung der Vieitelelemente 12 notwendig. Im allgemeinen weicht das Hauptträgerfeld an den Brückenenden, das sogenannte Endfeld, in seiner Konstruktion von den mittleren Feldern etwas ab, und es ist hier statt der das Feld gegen die Brückenmitte hin begrenzenden normalen Hängestange das stärker ausgeführte Portal 13 (s. Fig. 3 rechts) angebracht.
Gemäss der Fig. 14-16 besteht ein Hauptelement aus vier Stück an den Seiten der Brücke eng nebeneinander parallel angeordneten Gitterelementen, zwischen welchen oben die Schrauben der Hängestangen eingebunden, an ihren unteren Gurtwinkeleisen jedoch die Enden der Querträger 2 aufgelegt und mit den vertikalen Gitterstangen des Gitterelementes mittels Schrauben verbunden sind. Auf Fig. 14-16 bezeichnen die bekreuzten Bohrungen lösbare Schraubenverbindungen.
Die Aufteilung der Hängestangen ist statt auf. Fig. 1 auf Fig. 4 und 5-11 dargestellt, in welcher letzteren Figurengruppe die Zusammenstellungsweise der Brücke für stufenweise kleinere Spannweiten ersichtlich ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen-u. zw. in Fig. 5 nur nach dem vom Ende gerechneten dritten Hauptfeld-sind die Hängestangen so aufgeteilt, dass die Glieder in der obersten ferner in der von oben gerechneten zweiten (J, dritten (v ) usw. Zone in all jenen Stangen, in welchen sie angebracht sind, innerhalb einer und derselben Zone gleich lang, in den verschiedenen Zonen jedoch im allgemeinen verschieden lang sind, so dass in den Fig. 4-11 durch Verbindung der Endpunkte der Stangenglieder die erwähnten parallelen Zonen eingezeichnet werden können.
(Diese Darstellung ist nur in der Fig. 4 und 5 ersichtlich.)
Die Aufteilung der Hängestangen in dieser Weise ist aus dem Grund notwendig, damit beim Weglassen von zwei gleichen Hauptträgerfeldern rechts und links von der Brückenmitte beim Übergang auf eine entsprechend kleinere Spannweite der Neigungswinkel der den Bogen bildenden oberen Stücke sich nicht ändert, also die Bogenstücke zwischen je zwei Hängestangen wieder genau eingepasst werden können. Die Befriedigung dieser Forderung ist jedoch noch nicht hinreichend, sondern man muss auch noch dafür sorgen, dass nach Weglassen der mittleren Felder und nach der gleichmässigen Verkürzung der Hängestangen die Enden der benachbarten Bogenstücke am oberen Ende der zwischen ihnen befindlichen Hängestange sich in einem gemeinsamen Knotenpunkt treffen können.
Die Befriedigung dieser letzteren Forderung, bei gleichzeitiger Befriedigung der ersteren Forderung, ist in der einfachsten Weise in Fig. 4 ersichtlich, aus welcher unmittelbar hervorgeht, dass nach Weglassen der Stangenteile Oi, dann danach V2 usw. und nach Weglassen von zwei, vier usw. Hauptfeldern und nach Zusammenschieben der restlichen Felder wieder ein richtig zusammengestelltes Brückengerippe erhalten werden kann. Beim Übergang von der maximalen Spannweite auf in der Reihenfolge immer kleinere Spannweiten müssen also die Hängestangen derart verkleinert werden, dass das Mass der Verkürzung für die einzelnen aufeinanderfolgenden Stufen mit dem Unterschied der Länge von je zwei gegen die Brückenmitte hin nacheinanderfolgenden Hängestangen gleich ist.
Diese prinzipielle Lösung berücksichtigt jedoch noch nicht die weitere praktische Forderung, dass die oberen Enden der obersten Stangenteile infolge der hiesigen Knotenpunktanschlüsse eine von den unteren Enden derselben Stangenteile bzw. im allgemeinen von den Enden der mittleren Stangenteile abweichende Ausbildung haben, so dass zwecks Vermeidung konstruktiver Schwierigkeiten statt der oberen zweckmässig nur mittlere Stangenteile auszubauen sind.
In den Fig. 5-11 geschieht die Aufteilung der Hängestangen unter Berücksichtigung dieser letzteren Forderung und wird dabei die Erkenntnis zugrunde gelegt, dass zu den in Fig. 4 mit Oi bezeichneten Stangenteilen noch je ein beliebig langer besonderer Stangenteil hinzugefügt weiden kann, falls die entsprechende Stangenlänge von dem untersten Stangenteil weggenommen wird, so dass jede einzelne Hängestange für sich unverändert bleibt. In diesen letzteren Figuren können also z. B. hinter dem vom Ende gerechneten dritten Feld stufenweise die Stangenteile V2-VS ausgebaut werden, während die aus den untersten Gliedern der Hängestangen der Brücke gemäss Fig. 4 weggenommenen Stangenteile fi in den verbleibenden Feldern an ihren Stellen bleiben.
Die untersten, untereinander in bezug auf Fig. 4 jetzt nicht mehr gleichen Teile der Hängestangen sind die Stangenteile V6-VlO'Nachdem das Endfeld in allen Fällen mit Bogenhauptträgern zu behalten ist, sind das zur Begrenzung nötige Portal Xi sowie die im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem zweiten und dritten Feld befindliche Hängestange Vll nicht geteilt. Die einzelnen Bogenteile des Hauptträgerbogens 9 sind in den aufeinanderfolgenden Hauptträgerfeldern mit 11-19 bezeichnet. Um einen besonderen selbständigen Bestandteil
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ersparen zu können, kann irgendeiner der verschieden langen untersten Stangenteile va-vIo, im auf- genommenen Beispiel die unteren Glieder Va der mittleren Hängestangen, einem andern Stangenteil, z.
B. dem gleich bezeichneten unteren Gliede Va der Hängestange zwischen den vom Ende gerechneten vierten und fünften Feldern, gleichgemacht werden. Aus demselben Grunde kann allenfalls der untere Teil einer andern Hängestange einem beliebigen andern mittleren Stangenteil gleichgemacht werden.
Die Aufteilung der Hängestangen in dieser letzteren Weise macht es möglich, von der Spannweite gemäss Fig. 5 nach Weglassen zweier Hauptträgerfelder auf die Spannweite gemäss Fig. 7 überzugehen, einfach dadurch, dass statt der ungeteilten Hängestangen vides vom Ende gerechneten zweiten Feldes in Fig. 5 bei Weglassen des Stückes V2 die folgende Hängestange eingebunden wird und dasselbe Stück Va auch in sämtlichen restlichen Hängestangen weggelassen wird. Für den Übergang aus Fig. 7 in Fig. 9 ist beim Weglassen von zwei weiteren Feldern kennzeichnend, dass auch das Glied Vs weggelassen ist.
So kann man stufenweise auf die Anordnung gemäss Fig. 11 gelangen, bei welcher in den restlichen Hänge- stangen nur die nicht mehr wegzulassende oberen Vi und unteren -s Glieder geblieben sind. Falls der Neigungswinkel der in der Brückenmitte befindlichen Bogenstücke zu klein ist, kann aus der Brücke gemäss Fig. 11 auch noch eine Brücke für eine um zwei Felder kleinere Spannweite gemäss Fig. 12 ab- geleitet werden, indem in Fig. 11 das vom Ende gerechnet zweite und dritte Feld bei Weglassung der mittleren Hängestange zusammengezogen wird.
Nachdem bei einer derartigen Anordnung der Neigungs- winkel des Bogenstückes 17 sich ändern würde, kann die Bindung des oberen Knotenpunktes des Portals Kl nach Fig. 7 in der Weise geändert werden, dass das Knotenblech 14 an seinem zu diesem Zwecke verlängeren Teil für die Einbindung der Bogenstüeke 7 unter normalem oder nahezu normalem Neigung- winkel auch mit einer zweiten Gruppe von Bohrungen versehen wird.
Ausserdem kann die Spannweite gemäss Fig. 12-jedenfalls mit kürzeren Hängestangen, hin- gegen mit normal einzubindenden Bogenstücken - auch dadurch erhalten werden, dass in Fig. 11 das dem Bogenstück Ig entsprechende Hauptträgerfeld weggelassen wird. Schliesslich kann der Bogenteil in der in Fig. 13 ersichtlichen einfachsten Form bei kleinen Spannweiten und Belastungen überhaupt entbehrlich sein, und es ist die zusammengebaute Brücke eigentlich eine Parallrlgurtbrüeke, mit den beschriebenen oder beliebigen andern entsprechenden Hauptelementen.
Zu bemerken ist, dass zwischen den durch Weglassung der einzelnen Hängetangenteile gewonnenen Stufen der Spannweite auch Zwischen- stufen gebildet werden können, dadurch, dass das mittlere Feld mit waagrechtem Bogenteil zusammen mit einem Hauptelement des Versteifungsträgers weggelassen und die Brückenteile mit dem Masse der entsprechenden Feldteilung zusammengeschoben werden. Die bezügliche aus den Fig. 5 und 7 abge- leitete Anordnungsbeispiele sind in Fig. 6 und 8 zu sehen. An den Enden der Brücke sind die Viertel- elemente sowie in der Mitte die halben Hauptelemente bei sämtlichen Spannweiten angebracht, und es sind die Stossstellen der Hauptelemente mit gestrichelten Linien bezeichnet.
Mit der beschriebenen Anordnung ist eine Anordnung in jeder Beziehung gleichwertig, bei welcher die die gemäss den vorigen zu bestimmenden, auswechselbaren Hängestangenteile entlialtenden Zonen nicht mit dem Hauptträgerbogen, sondern mit den unteren waagrechten Versteifungsträgern parallel sind und die untereinander nicht gleichen Staiigeiiteile nicht unten neben den Versteifungsträgern, sondern oben neben dem Hauptträgerbogen angebracht sind.
In diesem Falle können selbstverständlich zwei oberste Stangenteile einander oder nur ein oberer
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oder unteren Stangenteile-sämtliche, einige oder nur ein einziger-untereinander oder mit den übrigen nicht einmal gleich, sondern beliebig länger oder kürzer als das z. B. gemäss Fig. 5 aufgenommene gleiche Mass sind ; gleichzeitig muss jedoch auch dafür gesorgt werden, dass mit dem Masse dieser Änderung auch der am andern Ende der Hängestange befindliche Stangenteil, im Falle der Fig. 5 also der untere Teil, ebenfalls verkürzt oder verlängert wird, damit die Summe dieser zwei äusseren Teile in einer Hängestange unverändert bleibt.
In solchen Fällen entstehen statt der mit dem Bogen oder mit dem Versteifungsträger parallelen Zonen im allgemeinen in Zickzacklinien geführte, nur untereinander parallele Zonen, innerhalb welcher die Länge der Stangenteile gleich ist. Endlich ist es vom Standpunkt des Zusammenbaues der Brücke für irgendwelche Spannweite nicht einmal notwendig, dass die Zonen in der tatsächlichen Ausführung wirklich nachgewiesen werden können, indem die Reihenfolge der zu den einzelnen Zonen gehörigen Teile in irgendwelcher Hängestange ganz willkürlich geändert werden kann, und es können somit die bekanntgegebenen Ausführungsformen besonders auch noch dadurch gekennzeichnet werden, dass die Hängestangen der Brücke aus solchen Teilen bestehen, welche nach entsprechender Änderung ihrer Lagen innerhalb der Hängestangen so gruppiert werden können,
dass in der Ebene des Hauptträgers die erwähnten parallelen Zonen entstehen.
Die für die Erfindung im allgemeinen kennzeichnende, früher bereits hervorgehobene konstruktive Eigenschaft, nämlich, dass die Hängestangen im Falle der sieh stufenweise verringernden Spannweiten immer mit dem Längenunterschiede von je zwei in der Vorrückungsrichtung gegen die Brückenmitte aufeinanderfolgenden Hängestangen verkürzbar sein müssen, kann gemäss Fig. 18-21 auch durch eine
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weitere und von den bisherigen etwas abweichende Konstruktion gesichert werden. Das Wesen dieser Lösung ist, dass die Hängestangen, deren Länge geändert wird, wesentlich nur aus drei Hauptteilen : z. B. (neben dem Bogen) aus einem oberen und (neben dem Versteifungsträger) aus einem unteren Stangenteil und einem zwischen ihnen befindlichen langen Laschenpaar oder z.
B. aus drei, paarweise teleskopartig ineinander schiebbaren Rohrstücken bestehen, welche Teile untereinander für wechselbar Einbindung geeignet ausgebildet sind.
Auf dem in Fig. 18 dargestellten Brückenabschnitt sind die sieben Hängestangen von veränderlicher Länge insgesamt aus zwei verschiedenen oberen Stangenteilen Wt-W2, zwei verschiedenen unteren Stangenteilen WS-W4 und zwei verschiedenen Laschen W5-WG zusammengesetzt, so dass die Verkürzung der Hängestangen von der Mitte der Brücke gegen das Ende hin durch die Einbindung der Lasche an verschiedenen Stellen möglich gemacht wird, zu welchem Zwecke die Laschen, und zweckentsprechend auch die unteren und oberen Stangenenden, in der Längsrichtung der Hängestange mit verschiedenen Schraubenbohrungen versehen sind.
Durch die in Einklang mit den im allgemeinen kennzeichnenden Eigenschaften der Erfindung ermittelte, die Einstellung des Längenunterschiedes je zweier benachbarter Hängestangen ermöglichende Aufnahme der Schraubenbohrungen kann der Übergang auf die in Fig. 19 und 20 angegebenen kleineren
Spannweiten ohne Schwierigkeiten verstanden und einfach, mit wenigen Bestandteilen, so insbesondere mit wenigen Bindeschrauben und geringer Montagearbeit, bewerkstelligt werden. Damit die Hängestangen auch solche Biegungsmomente aufzunehmen imstande sind, welche z. B. aus allfälliger ungleicher
Gewichtsverteilung stammen, sind die Laschen zweckmässig nicht aus einfachen Flacheisen, sondern z. B. aus Eisenstangen mit U-oder T-Profilen hergestellt. Die übrigen Konstruktionsteile der Brücke, wie z.
B. die Hauptelemente der Versteifungsträger, das Endfeld und das Portal, weiters die Bogenstücke, können beispielshalber ebensolcher Konstruktion sein wie bei den vorher in Verbindung mit den Fig. 1-17 beschriebenen Brücken.
Die behandelten zwei Hauptlösungsformen können je nach Bedarf auch kombiniert werden, z. B. kann bei der ersten Lösungsform das eine oder zwei Glieder der aus mehreren Stangenteilen bestehenden Hängestange durch eine für Einbindung an verschiedenen Stellen geeignete Lasche ersetzt werden, und es kann die Länge der Hängestangen ausser durch Weglassen einzelner Stangenteile auch durch die Änderung der Einbindungsstellen der Laschen geändert werden. Zugleich bereitet es keine Schwierigkeit, für die miteinander zu verbindenden Stangenstück- und Laschenenden eine derartige konstruktive Ausbildung zu finden, dass im Falle der Weglassung der Laschen die Enden der verbleibenden Stangenstücke auch miteinander verbunden werden können.
In Anbetracht der Möglichkeit der Erhöhung der Spannweite gehören unter den Erfindungschutz auch diejenigen Lösungen, bei welchen in der Mitte nicht ein einziges, sondern mehrere, z. B. drei oder fünf solche Felder sind, in welchen das den Teil des Bogens bildende, obere Verbindungsglied waagrecht ist.
Um die Anzahl der verschiedenen Bestandteile geringer zu halten, ist die Aufteilung der Hauptträgerebene auf gleich breite Felder von erstrangiger Wichtigkeit. Weitere hier nicht behandelte Standpunkte können aber in gegebenen Fällen auch solche Lösungen notwendig machen, wo für einzelne, allenfalls nur für ein einziges der Felder eine andere, von der normalen (sich in der Mehrzahl der Felder wiederholenden) abweichende Feldbreite vorgesehen wird.
Die Überlegenheit der beschriebenen zerlegbaren Brücke gegenüber den bekannten zerlegbaren Brücken mir Parallelgurtträgern ist hauptsächlich vom Standpunkte der Materialausnutzung und des Gewichtes offenkundig. Von nicht zu unterschätzender Bedeutung ist jedoch auch der weitere Vorteil, dass mit Rücksicht auf das kleinere Gewicht, zugleich im allgemeinen auch weniger Bestandteile und Bindeelemente benötigt werden, wodurch auch die Dauer und die Kosten der Montage sich verringern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zerlegbare Brücke mit bogenförmigen Hauptträgern, gekennzeichnet durch den Hauptträger völlig oder überwiegend auf Montagefelder gleicher Breite teilende, mit Ausnahme der Felder an den Brückenenden mehrteilige Hängestangen, deren Länge bei der stufenweise mit je zwei zur Mitte symmetrisch liegenden Montagefeldern vollzogenen Verringerung der maximalen Brückenspannweite stufenweise um den Längenunterschied von je zwei in der Richtung gegen die Brückenmitte hin der Reihe nach paarweise aufeinanderfolgenden Hängestangen verringert werden kann.