Gebundene Bogenbrücke – Wikipedia

Die Fort Pitt Brücke. Die Bögen enden auf schlanken, erhöhten Pfeilern und sind durch die Straßendeckstruktur gebunden.

EIN gebundene Bogenbrücke ist eine Bogenbrücke, bei der die nach außen gerichteten horizontalen Kräfte des Bogens (der Bögen) als Spannung von einem Akkord getragen werden binden Der Bogen endet und nicht am Boden oder an den Brückenfundamenten. Dieser verstärkte Akkord kann die Deckstruktur selbst sein oder aus separaten, deckunabhängigen Spurstangen bestehen.

Beschreibung[edit]

Stöße nach unten auf einem Brückendeck mit gebundenem Bogen werden als Spannung durch vertikale Bindungen zwischen dem Deck und dem Bogen übersetzt, die dazu neigen, es zu glätten und dadurch seine Spitzen nach außen in die Widerlager zu drücken, wie bei anderen Bogenbrücken. Bei einer gebundenen Bogen- oder Bogenbrücke werden diese Bewegungen jedoch nicht durch die Widerlager, sondern durch den verstärkten Akkord eingeschränkt, der diese Spitzen zusammenhält und die Stöße als Spannung nimmt, ähnlich wie die Saite eines Bogens, der abgeflacht wird. Daher wird das Design auch als a bezeichnet Bogensehnenbogen oder Bogenstrang-Träger-Brücke.^[1][2]

Durch die Beseitigung horizontaler Kräfte an den Widerlagern können Brücken mit gebundenem Bogen mit weniger robusten Fundamenten gebaut werden. Somit können sie auf erhöhten Pfeilern oder in Gebieten mit instabilem Boden aufgestellt werden.^[3] Da sie für ihre Integrität nicht von horizontalen Druckkräften abhängig sind, können gebundene Bogenbrücken außerhalb des Standorts vorgefertigt und anschließend geschwommen, gezogen oder an Ort und Stelle gehoben werden. Zu den bemerkenswerten Brücken dieses Typs gehören die Fremont Bridge in Portland, Oregon, sowie die erste “computergestaltete” Brücke dieses Typs, die Fort Pitt Bridge in Pittsburgh, Pennsylvania.^[4]

Sowohl die gebundene Bogenbrücke als auch die selbstverankerte Hängebrücke belasten die Verankerung nur vertikal und sind daher dort geeignet, wo große horizontale Kräfte schwer zu verankern sind.

Varianten[edit]

Schultergebundener Bogen[edit]

Einige gebundene Bogenbrücken binden nur einen Teil der Hauptbogen direkt und verlängern Sie den verstärkten Akkord, um an den oberen Enden von zu binden Hilfsbögen (Halbbögen). Letztere stützen das Deck normalerweise von unten und verbinden ihre unteren Füße mit denen des Hauptbogens (der Hauptbögen). Die Stützpfeiler an dieser Stelle können schlank sein, da die nach außen gerichteten horizontalen Kräfte des Haupt- und Hilfsbogens das Gegengewicht beenden. Die ganze Struktur ist selbst verankert. Wie im einfachen Fall werden ausschließlich bodengebundene Stützen vertikal belastet.

Ein Beispiel ist die Fremont Bridge in Portland, Oregon, der zweitlängsten Brücke mit gebundenem Bogen der Welt und auch als Durchgangsbogenbrücke klassifiziert. Das Chaotianmen Brücke In Chongqing gibt es einen gebundenen Bogen, einen Durchgangsbogen und eine Fachwerkbogenbrücke.

Im Gegensatz dazu ist die Hart Bridge verwendet einen freitragenden Fachwerkbogen, ist es selbst verankert, aber sein Bogen ist nicht gebunden. Insbesondere ist das Brückendeck aufgehängt, bindet aber nicht die Bogenenden.

Diskreter Mehrbogen mit mehreren Spannweiten[edit]

Gebundene Bogenbrücken können aus nacheinander aufgereihten Bögen an Stellen bestehen, an denen eine einzige Spannweite nicht ausreicht. Ein Beispiel dafür ist das Godavari Bogenbrücke in Rajahmundry, Indien. Es hat vier separate Stützen an jedem Pier und trägt die South Central Railway Line von Indien. Es wurde für den Schienenverkehr mit 250 km / h ausgelegt.

Durchgehender Mehrbogen mit mehreren Spannweiten[edit]

Wie bei durchgehenden Balkenbrücken mit mehreren Spannweiten überspannt der Bindegurt kontinuierlich alle Pfeiler. Die Bögenfüße fallen an den Brückenpfeilern zusammen (verschmelzen). Eine gute visuelle Anzeige sind gemeinsame Stützen an den Pfeilern. Dynamische Lasten werden auf die Spannweiten verteilt.

Dieser Typ kann mit dem oben diskutierten Schulter-gebundenen Bogen-Design kombiniert werden. Ein Beispiel dafür ist Dashengguan Brücke in Nanjing, China. Die beiden Hauptbögen werden von kurzen Hilfsbögen getragen. Es ist sowohl ein (starrer) gebundener Bogen als auch ein freitragender Fachwerkbogenentwurf. Da der Verkehr durch die strukturelle Hülle verläuft, handelt es sich auch um eine Durchgangsbogenbrücke. Guandu-Brücke In New Taipei ist Taiwan ein Beispiel ohne Fachwerk mit drei Hauptbögen, die durch zwei Hilfsbogensegmente an den Brückenportalen ergänzt werden.

Die Infinity Bridge verwendet zwei Bögen unterschiedlicher Höhe und Spannweite, die sich beide vor ihrer Spitze teilen. Über seinem einzigen, mittig versetzten Flusspfeiler liegt das Deck zwischen den Bögen. Im Gegensatz dazu trägt jedes Widerlager am Flussufer nur ein einziges Bogenende in der Mitte des Decks. Die Bindungsakkorde bestehen aus einer zusammengesetzten Deckstruktur. Vier nachgespannte Stahlspulenkabel, zwei zu jeder Seite des Laufdecks, werden alle 7,5 Meter durch orthogonal verlaufende Stahlträger verriegelt. Die Aufhänger sind mit jedem dieser Träger zwischen jedem Kabelpaar verbunden. Da sich die Träger über die Breite des nachgespannten Betondecks erstrecken, bleiben die Spannkabelpaare sichtbar.

Eine Nahaufnahme des Flusspfeilers zeigt, dass die strukturelle Eigenlast pro Spannweite gebunden ist: Bei der größeren Bogenspanne werden dickere Spannseile verwendet, und die Reflexsegmente werden nicht an Stahlträgern aufgehängt, sondern von diesen getragen, wodurch die Bögen am Flusspfeiler im Wesentlichen vervollständigt werden . Bei dynamischen und ungleichmäßigen Belastungen dürfen die visuell definierten Bogenfortsetzungen jedoch nicht vernachlässigt werden.^[5]

Einzelner Bogen pro Spannweite[edit]

Normalerweise werden für eine einzelne Spannweite zwei gebundene Bögen parallel neben dem Deck platziert, sodass das Deck zwischen den Bögen liegt. Axialer gebundener Bogen oder einzelner gebundener Bogen Brücken haben höchstens einen gebundenen Bogen pro Spannweite, der normalerweise in der Mitte des Brückendecks zentriert ist.^[6] Ein Beispiel dafür ist Hoge Brug in Maastricht. Da es Scharnierbügel hat, könnte es auch als Nielsen-Brücke klassifiziert werden, die ab 1926 ein Patent für Brücken mit Klappbügeln und Klappbügeln besaß.

Gekippter Bogen[edit]

Einige Konstruktionen neigen die Bögen nach außen oder innen in Bezug auf die Achse, die entlang des Brückendecks verläuft.

Gebundener Zwilling[edit]

In Analogie zu Doppelbrücken kann auf zwei nebeneinander errichtete Bogenbrücken zur Erhöhung der Verkehrskapazität verwiesen werden, die jedoch strukturell unabhängig sind gebundene Bogen-Doppelbrücken. Jeder kann im Gegenzug ein diskretes oder kontinuierliches Design mit einem oder mehreren Spannweiten verwenden.

Differenzierung[edit]

Eine Bowstring-Fachwerkbrücke ähnelt im Aussehen einem gebundenen Bogen. Der Sehnenbinder verhält sich jedoch wie ein Binder, nicht wie ein Bogen. Die visuelle Unterscheidung ist, dass eine Brücke mit gebundenem Bogen keine wesentlichen diagonalen Elemente zwischen den vertikalen Elementen aufweist.

In einem 1978 von der Federal Highway Administration (FHWA) herausgegebenen Gutachten stellte die FHWA fest, dass gebundene Bogenbrücken anfällig für Probleme sind, die durch schlechte Schweißnähte an der Verbindung zwischen der Bogenrippe und den Verbindungsträgern sowie an der Verbindung zwischen dem Bogen und dem Bogen verursacht werden vertikale Bindungen. Darüber hinaus führten Probleme mit Elektroschlackenschweißnähten, obwohl sie nicht mit Brücken mit gebundenem Bogen isoliert waren, zu kostspieligen, zeitaufwändigen und unpraktischen Reparaturen. Die Struktur als Ganzes wurde als nicht redundant beschrieben; Ein Versagen eines der beiden Verbindungsträger würde zum Versagen der gesamten Struktur führen.^[7]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Galerie der gebundenen Bogenbrücken[edit]

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• 

  Torikai ohasi (große Torikai-Brücke) over 大橋 – über den Yodo-Fluss, Osaka, Japan

• 

  Imari Bay Bridge in der Präfektur Saga, Japan