DE4002769A1

DE4002769A1 - Multiple-span bridge - is carried on with two pairs of triangular steel frames at each pier head

Info

Publication number: DE4002769A1
Application number: DE19904002769
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-08-01

Abstract

The multi span bridge with a continuous superstructure carried on piers, constructed of reinforced or prestressed concrete. The superstructure bears on two pairs of traingular steel brackets (6, 7) fixed to the head of the pier (5) at right angles to each other. The strength of the support for vertical loads at the pier head is considerably less than that at the area of the bracket supports. USE/ADVANTAGE - Retains the advantage of a four point bearing in regard to a reduced span.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrfeldriges Brückentragwerk mit einem über eine Reihe von Mittelstützen mit im wesentlichen starrem Stützenschaft durchlaufenden Überbau gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a multi-span bridge structure one over a series of central supports with essentially rigid support shaft continuous superstructure according to Preamble of claim 1.

Die Auflagerung eines Brückenüberbaus auf einer Mittelstützenreihe ist bekannt. Sie kann vor allem in unregelmäßigem Gelände die Trassierung einer Brücke wesentlich erleichtern. Bei zweibahnigen, also sehr breiten Verkehrswegen, kann jede Richtungsfahrbahn auf einem eigenen Überbau angeordnet werden, ohne daß die Aufwendungen für die Abstützung zu groß werden bzw. das ästhetische Erscheinungsbild der Brücke leidet.The support of a bridge superstructure on a Center column row is known. You can especially in irregular terrain, the alignment of a bridge make it much easier. In the case of two-lane, i.e. very wide Traffic routes, each directional lane can be on its own Superstructure can be arranged without the expenses for the Support too big or the aesthetic Appearance of the bridge suffers.

Es ist auch schon bekannt, bei einem derartigen Brückentragwerk den Überbau auf je vier, in den Ecken eines Quadrats angeordneten Rollenlagern auf den Stützenköpfen abzustützen (DE-Z "Straßen- und Tiefbau", H. 9, 1957, S. 513 bis 520). Während durch die Rollenlager die Längsverschieblichkeit des Überbaus infolge der Temperaturdehnung und der Schwindverkürzung gewährleistet wird, kann durch geschickte Wahl der Abstände der Lager voneinander in Abstimmung auf die Stützweiten verhindert werden, daß sich der Überbau bei irgendeinem Lastfall von einem der vier Lager abhebt. Eine solche Vierpunktlagerung eines Brückenüberbaus führt zu einer Verringerung der Spannweite bei allen Lastfällen und ermöglicht eine Einspannung des Überbaus in die Pfeiler bei feldweiser Verkehrsbelastung. Sie baut damit die Beanspruchungen des Überbaus ab und ermöglicht es, die Bauhöhe des Brückenüberbaus zu verringern und die Baukosten zu senken.It is also known in such a case Bridge structure the superstructure on four, in the corners of one Square roller bearings arranged on the column heads to be supported (DE-Z "Straßen- und Tiefbau", H. 9, 1957, p. 513 up to 520). While through the roller bearings Longitudinal displaceability of the superstructure as a result of Temperature expansion and shrinkage guaranteed can, by cleverly choosing the distances between the bearings prevented from each other in coordination with the spans be that the superstructure is in any load case of one of the four camps takes off. Such a four-point bearing a bridge superstructure leads to a reduction in Span in all load cases and enables a Clamping the superstructure in the pillars at Feldweiser Traffic load. It builds the demands of the Superstructure and enables the overall height of the Reduce bridge superstructure and reduce construction costs.

Problematisch bei dieser Konstruktion, bei der unelastische Lager auf einer starren, kapitellartigen Stützenkopfverbreiterung paarweise parallel zur Längs- und Querachse des Brückentragwerks angeordnet sind, ist, daß sie einen absolut parallelen Verschiebeweg aller vier Lager erfordert, der in der Praxis nicht erreicht werden kann. Wenn nur ein Lager, das in sich zwar planparallel ist, auch bei Anwendung aller Sorgfalt als ganzes etwas geneigt eingebaut wird, hat dies bei Längsverschiebungen des Brückenüberbaus zur Folge, daß es bei Verschiebungen in einer Richtung "aufklettert" und dann zu viel Last erhält, während es bei Verschiebungen in der Gegenrichtung "abhebt" und damit zu wenig Last erhält, so daß die übrigen Lager überlastet werden. Somit entstehen bei unterschiedlichen vertikalen Lagerbewegungen im Bereich eines Stützenkopfes sehr hohe Zwängungskräfte in den Lagern und in den daran anschließenden Bauteilen.Problematic with this construction, with the inelastic one Camp on a rigid, capital-like Column head widening in pairs parallel to the longitudinal and Transverse axis of the bridge structure are arranged that they an absolutely parallel displacement of all four bearings required that cannot be achieved in practice. If only a bearing that is plane-parallel in itself, too somewhat inclined as a whole when applying all care is installed, this has with longitudinal displacements of the Bridge superstructure with the consequence that there are displacements in "climbs" in one direction and then receives too much load, while it "takes off" when there are shifts in the opposite direction and thus receives too little load, so that the remaining bearings be overloaded. Thus arise with different vertical bearing movements in the area of a column head very high constraining forces in the bearings and in them subsequent components.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile einer Vierpunktlagerung im Hinblick auf eine Verkürzung der Spannweite eine Möglichkeit zu finden, um das Auftreten von Zwängungskräften, wenn nicht zu vermeiden, so doch stark zu verringern.Against this background, the object of the invention underlying, while maintaining the benefits of a Four-point bearing with a view to shortening the To find a way to prevent the occurrence of Coercive forces, if not to be avoided, are strong reduce.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention this object is achieved by the characterizing part of claim 1 specified Features solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments result from the Subclaims.

Der Vorteil der Erfindung wird vor allem darin gesehen, daß durch die Verringerung der Steifigkeit der Abstützung des Überbaus eine weiche Abstützung erreicht und damit die in den anschließenden Bauteilen auftretenden Zwängungskräfte stark reduziert werden. Die Verringerung der Steifigkeit der Abstützung kann zum einen durch elastisch nachgiebige Lagerkonstruktionen erreicht werden; eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht aber darin, daß die der Abstützung der Lager dienenden Verbreiterungen des Stützenkopfes aus Stahlkonstruktionen bestehen.The advantage of the invention is seen above all in that by reducing the stiffness of the support of the Superstructure achieved a soft support and thus the in the subsequent components occurring constraining forces be greatly reduced. Reducing the rigidity of the Support can be achieved through elastic resilience Bearing designs can be achieved; one special advantageous embodiment is that the Supporting the widening of the bearing Column head made of steel structures.

Im Rahmen der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn jeweils zwei fachwerkartige Tragkonstruktionen einander gegenüberliegend in der Längsachse und im Bereich der Stützenachse in Querrichtung des Überbaus angeordnet sind. Durch entsprechende Wahl der Auskragungen und der Abmessungen der Tragkonstruktionen kann die Verteilung der auf die einzelnen Lager entfallenden Auflagerlasten so gesteuert werden, daß die Auflagerlasten auf den in Querrichtung auskragenden Lagern gerade für die Kippsicherheit ausreichen, während auf den in Längsrichtung auskragenden Lagern möglichst hohe Auflagerlasten zur Reduzierung der Trägerspannweite zur Verfügung stehen.In the context of the invention it is particularly advantageous if two truss-like supporting structures each opposite in the longitudinal axis and in the area of the Column axis are arranged in the transverse direction of the superstructure. By appropriate choice of the overhangs and the Dimensions of the supporting structures can be the distribution of the bearing loads attributable to the individual bearings be controlled that the bearing loads on the in Cantilevered bearings just for the Tilt resistance is sufficient while on the lengthways cantilevered bearings as high as possible Reduction of the beam span are available.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be described with reference to the drawing explained. It shows

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht eines Brückentragwerks nach der Erfindung, Fig. 1 is a partial side view of a bridge supporting structure according to the invention,

Fig. 2 eine Untersicht zu der Darstellung der Fig. 1, Fig. 2 is a bottom view to the view of FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Brückentragwerk entlang der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 3 shows a cross section through the bridge structure along the line III-III in Fig. 1 and

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Lagersituation in Draufsicht. Fig. 4 is a schematic representation of the storage situation in plan view.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäß ausgebildeten Brückentragwerk in Ansicht und Untersicht dargestellt. Der Brückenüberbau 1 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Spannbetonträger 2, der über eine Reihe von Mittelstützen 3 durchläuft. Die Stützen 3 sind entlang der Brückentrasse in durch die jeweilige Feldweite L bestimmten gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet.In Figs. 1 and 2, a detail is shown of an inventive design bridge structure in view, and bottom view. In the exemplary embodiment shown, the bridge superstructure 1 consists of a prestressed concrete beam 2 which passes through a series of central supports 3 . The supports 3 are arranged along the bridge route at uniform or uneven distances from one another determined by the respective field width L.

Die Stützen 3, deren Regelausführung in den Fig. 1 und 2 in der linken Hälfte der Darstellung wiedergegeben ist, bestehen aus einem im wesentlichen starren Stützenschaft 4 aus Stahlbeton, der in einem - nicht dargestellten - Fundament eingespannt ist und der am Stützenkopf 5 Verbreiterungen in Form auskragender, als Fachwerk ausgebildete Tragkonstruktionen 6 und 7 aus Stahl aufweist. Jede dieser Tragkonstruktionen 6 bzw. 7 besteht, wie vor allem in Fig. 3 erkennbar ist, aus einem oberen horizontalen Zugstab 8 und einem unteren schrägen Druckstab 9, die am Stützenkopf 5 verankert sind und an ihrer Spitze 10 jeweils ein Lager 11 tragen. Die Tragkonstruktionen 6 sind, wie vor allem Fig. 2 zeigt, einander gegenüberliegend in der Längsachse 12 des Brückentragwerks und die Tragkonstruktionen 7 in den durch die Stützenachsen S verlaufenden Querachsen 13 angeordnet.The supports 3 , the standard version of which is shown in FIGS. 1 and 2 in the left half of the illustration, consist of an essentially rigid support shaft 4 made of reinforced concrete, which is clamped in a foundation (not shown) and which has widenings on the support head 5 Form cantilevered, designed as a framework support structures 6 and 7 made of steel. Each of these support structures 6 and 7 consists, as can be seen above all in FIG. 3, of an upper horizontal tension rod 8 and a lower oblique pressure rod 9 , which are anchored to the support head 5 and each carry a bearing 11 at their tip 10 . The supporting structures 6 are, as shown above all in FIG. 2, opposite one another in the longitudinal axis 12 of the bridge structure and the supporting structures 7 are arranged in the transverse axes 13 running through the support axes S.

Anhand Fig. 4, die eine schematische Darstellung der Auflagersituation zeigt, kann erläutert werden, wie durch geeignete Wahl der Abmessungen und Steifigkeiten der Tragkonstruktionen 6 und 7 die Verteilung der Gesamtauflagerlast je Stütze auf die einzelnen Lager 11 verteilt werden kann. Bei der dargestellten Auflagersituation reduzieren die Auflagerpunkte A, die im Abstand a bzw. a′ von der Stützenachse S angeordnet sind, die Trägerspannweite L; die Auflagerpunkte B im Abstand b bzw. b′ von der Längsachse sind notwendig, um z. B. bei exzentrischen Verkehrslasten die Kippsicherheit des Überbaus zu gewährleisten. Durch entsprechende Wahl der Länge der Auskragungen a bzw. a′ und b bzw. b′ sowie der Querschnittsabmessungen der Tragkonstruktionen 6 und 7 kann die Verteilung der Auflagerlasten auf die Auflagerpunkte A und B so gesteuert werden, daß die Auflagerlasten auf den Auflagerpunkten B gerade für die Kippsicherheit ausreichen, so daß möglichst hohe Lasten auf den Auflagerpunkten A zur Reduzierung der Trägerspannweite L zur Verfügung stehen.With reference to Fig. 4, which shows a schematic representation of the Auflagersituation, can be explained as by suitable choice of the dimensions and stiffness of the support structures 6 and 7, the distribution of the Gesamtauflagerlast can be depending on the individual support bearings 11 distributed. In the support situation shown, the support points A, which are arranged at a distance a or a 'from the support axis S, reduce the beam span L; the support points B at a distance b or b 'from the longitudinal axis are necessary to z. B. to ensure the tipping safety of the superstructure with eccentric traffic loads. By appropriate choice of the length of the projections a or a 'and b or b' and the cross-sectional dimensions of the support structures 6 and 7 , the distribution of the support loads on the support points A and B can be controlled so that the support loads on the support points B just for the tipping safety is sufficient so that the highest possible loads are available on the support points A to reduce the beam span L.

Die Beanspruchungen im Gesamtsystem mit einer derartigen Vierpunktlagerung sind besonders günstig, wenn die Bauhöhe des Brückenträgers 2 im Bereich der Auflagerung größer ist als im Feldbereich; dies kann z. B., wie in der Zeichnung dargestellt, durch Anordnung von Vouten erreicht werden. Eine geringe Bauhöhe im Feldbereich wird unter anderem deshalb als günstig angesehen, weil dann die Einspannung des Brückenträgers 2 in die Stütze bei feldweiser Verkehrsbelastung größer ist als bei größerer Bauhöhe. Eine größere Bauhöhe im Auflagerbereich bringt auch den Vorteil, daß der Überbau in diesem Bereich steif ist im Verhältnis zu den Tragkonstruktionen 6 bzw. 7, was zu einer günstigen Aufteilung der Gesamtlasten des Brückenüberbaus auf die vier Lager 11 beiträgt.The stresses in the overall system with such a four-point bearing are particularly favorable if the overall height of the bridge girder 2 is greater in the area of the support than in the field area; this can e.g. B., as shown in the drawing, can be achieved by arranging haunches. A low overall height in the field area is considered to be favorable, among other things, because then the clamping of the bridge girder 2 in the support is greater when the traffic is field-wise than with a greater overall height. A larger overall height in the support area also has the advantage that the superstructure in this area is stiff in relation to the supporting structures 6 and 7 , which contributes to a favorable distribution of the total loads of the bridge superstructure over the four bearings 11 .

Der Schaft 4 der Stützen 3 sollte möglichst steif sein, da er die erwünschte Einspannung des Brückenüberbaus 1 in die Stütze 3 bei feldweiser Verkehrslast bewirkt; seine Steifigkeit beeinflußt jedenfalls die Zwängungskräfte im Bereich der Lager 11 nicht.The shaft 4 of the supports 3 should be as rigid as possible, since it brings about the desired clamping of the bridge superstructure 1 in the support 3 with a field-by-road traffic load; in any case, its rigidity does not influence the constraining forces in the area of the bearings 11 .

In unregelmäßigem Gelände kann es zweckmäßig sein, innerhalb eines Brückenzuges eine Vierpunktlagerung bei großen Spannweiten mit einer Zweipunktlagerung bei kleineren Spannweiten zu kombinieren. Dies ist in den Fig. 1 und 2 bei der in der Darstellung rechten Stütze 3′ angedeutet. Durch Verzicht auf die in Richtung der Brückenlängsachse verlaufenden Tragkonstruktionen entsteht hier mit den in Brückenquerrichtung angeordneten Tragkonstruktionen 7′ eine einfachere Ausführung der Abstützung, die im Bereich dieser Stützen die ordnungsgemäße Abtragung der Lasten und die Kippsicherheit gewährleistet ohne die hier nicht erforderlichen Vorteile hinsichtlich einer Verkürzung der Spannweite.In irregular terrain it can be useful to combine a four-point bearing with large spans with a two-point bearing with smaller spans within a bridge. This is indicated in FIGS. 1 and 2 in the right support 3 'in the illustration. By dispensing with the support structures running in the direction of the longitudinal axis of the bridge, the support structures 7 'arranged in the transverse direction of the bridge result in a simpler design of the support, which in the area of these supports ensures the proper transfer of the loads and the stability against tipping without the unnecessary advantages in terms of shortening the Span.

Claims

1.Multi-span bridge structure with a superstructure running through a series of central supports with an essentially rigid support shank, in particular made of reinforced concrete or prestressed concrete, in which the superstructure on the support heads has four in each case in the area of widenings on the support heads in the corners of one of the support axes is supported symmetrical quadrilateral arranged bearings, characterized in that the rigidity of the support for vertical loads on the column heads ( 5 ) is considerably lower than the rigidity of the bridge superstructure ( 1 ) in the area of the quadrilateral.

2. Bridge structure according to claim 1, characterized in that the support shaft ( 4 ) made of reinforced concrete and the widenings on the support head ( 5 ) consist of a steel structure projecting beyond the shaft.

3. Bridge structure according to claim 2, characterized in that for each bearing a separate, from the support head ( 5 ) projecting truss-like support structure ( 6 , 7 ) from an upper horizontal tension rod ( 8 ) and a lower oblique pressure rod ( 9 ) is provided, wherein the bearings ( 11 ) are each arranged at the top of the supporting structure ( 6 or 7 ).

4. Bridge structure according to claim 3, characterized in that two supporting structures ( 6 and 7 ) are arranged opposite one another in the longitudinal axis ( 12 ) and in the region of the support axis (S) in the transverse direction ( 13 ) of the superstructure ( 1 ).

5. Bridge structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bridge superstructure ( 1 ) has a greater rigidity in the column area than in the field area.

6. Bridge structure according to claim 5, characterized in that the bridge superstructure ( 1 ) to increase the rigidity in the column area has a greater height than in the field area.