Abbau wesentlicher Teile einer Brückenstruktur [Term Guide]

Vor Tausenden von Jahren bauten Vormenschen die erste Brücke. Es war ein einfacher Baumstamm oder Felsbrocken, der über einen kleinen Bach oder eine Schlucht gelegt wurde. Es hätte geholfen, die Füße der Nomaden trocken zu halten, während sie von einem Ort zum anderen reisten.

Brücken sind seitdem viel komplizierter geworden. Aus diesem Grund haben wir dieses Glossar mit 20 der am häufigsten verwendeten Strukturkomponenten für Brücken zusammengestellt.

Abutment: Abutments sind die Elemente an den Enden einer Brücke, die diese stützen. Sie absorbieren viele der auf die Brücke einwirkenden Kräfte und wirken als Stützmauern, die verhindern, dass sich die Erde unter der Annäherung an die Brücke bewegt.

Bogen: Ein Bogen ist eine gekrümmte Struktur, die einen offenen Raum überspannt. Brücken mit Bögen gehörten zu den frühesten großen Ingenieur- und Bauprojekten.

Bogenbrücken können große Flächen überspannen, da sie die auf sie einwirkenden Kräfte in Druckspannungen umwandeln, wodurch Zugspannungen eliminiert werden. (Dies wird oft als „Arch-Aktion“ bezeichnet.“)

Wenn die Kräfte innerhalb von Bogenbrücken zum Boden gedrückt werden, wird der Bogen an seiner Basis herausgedrückt, was als Schub bezeichnet wird. Wenn die Höhe eines Bogens zunimmt, nimmt sein nach außen gerichteter Schub zu. Um eine Bogenbrücke aufrecht zu halten, wird das Vertrauen durch seine Widerlager zurückgehalten.

Es gibt drei Arten von Bögen: Festbogen, Zweigelenkbogen und Dreigelenkbogen.

• Ein fester Bogen wird am häufigsten auf kürzeren Betonbrücken verwendet. Die Verwendung von festen Bögen ist begrenzt, da sie anfällig für temperaturbedingte Expansion und Kontraktion sind.
• Bei mittelgroßen Brücken wird im Allgemeinen ein Zweigelenkbogen verwendet, da die Stiftverbindung an der Basis Temperaturschwankungen besser aushält.
• Ein dreiflügeliger Bogen ist nicht nur an seiner Basis, sondern auch in der Mitte der Brückenspannweite angelenkt. Dies verleiht der Struktur ein höheres Maß an Flexibilität und ermöglicht es ihr, thermische Ausdehnung und Kontraktion über größere Längen in extremeren Klimazonen zu bewältigen.

Strahl: Ein Balken ist eine strukturelle Komponente auf einer Brücke, die Lasten widersteht, die auf ihre Achse ausgeübt werden. Ein Balken reagiert typischerweise auf Kräfte, indem er sich als Reaktion auf seine Stützpunkte biegt, die typischerweise die Widerlager und Pfeiler an beiden Enden sind. Strahlbrücken sind typischerweise die einfachsten und daher am wenigsten stark und flexibel über größere Entfernungen. Sie werden im Allgemeinen verwendet, um Verkehr über kleinere Spannweiten zu bewegen.

Gebogen: Ein gebogen ist ein kreuzförmiges Strukturelement, das zum Konstruieren eines Bocks verwendet wird, ein wichtiges Stützelement in vielen Brücken.

Brückenlager: Ein Brückenlager bietet eine Auflagefläche zwischen den Pfeilern einer Brücke und ihrem Deck. Sein Zweck ist es, eine kontrollierte Bewegung zwischen den beiden Oberflächen zu ermöglichen. Die unterstützten Bewegungsarten umfassen thermische Ausdehnung und Kontraktion oder seismisches Schütteln. Einige Arten Brückenlager erlauben Hin- und Herbewegung, während andere Verdrehen unterbringen können.

Cantilever: Cantilever sind Strukturen, die horizontal in den Raum ragen. Sie sind die Schlüsselkomponenten von freitragenden Brücken. Kleinere Kragbalken sind einfache Balken. Größere verwenden Traversen aus Baustahl oder Kastenträger aus Spannbeton. Freitragende Brücken können relativ lange Strecken überspannen, während sie immer noch leicht und offen erscheinen.

Gegengewicht: Ein Gegengewicht, das typischerweise an Hubbrücken, Zugbrücken oder Klappbrücken verwendet wird, ist ein Gewicht, das das Brückenliftsystem stabilisiert und ausbalanciert.

Cutwater: Ein Cutwater ist eine keilförmige Komponente, die an einem Brückenpfeiler angebracht wird. Es wurde entwickelt, um dem Wasserfluss zu widerstehen und Eis aufzubrechen, wodurch der Druck verringert wird, den diese Elemente auf eine Brücke ausüben. Cutwaters ermöglichen es Ingenieuren, strukturell ehrgeizigere Brücken in extrem kalten Klimazonen und Gebieten mit erheblichem Gezeitenstrom zu bauen.

Deck: Das Deck (auch als Fahrbahn oder Oberfläche bezeichnet) einer Brücke ist der Funktionsbereich, in dem Fahrzeuge und Fußgänger Autobahnen, Täler und Gewässer überqueren können. (Versorgungsinfrastruktur wird oft unter Deck aufgehängt.)

Decks werden normalerweise aus Beton, Stahl, Holz oder einem Gittersystem hergestellt. Sie sind in der Regel mit Asphalt, Beton oder einer anderen Art von Pflaster bedeckt. Das Deck kann in die Tragstruktur der Brücke integriert, von Trägern oder Trägern getragen oder von den primären Strukturelementen aufgehängt sein. Bei einigen modernen Brücken, wie gebundenen Bogen- oder Schrägseilbrücken, ist das Deck das primäre strukturelle Stützelement.

Elastomerbrückenlager: Dies ist ein Lagertyp, der häufig auf modernen Brücken verwendet wird. Es wurde entwickelt, um unter einer vertikalen Last zu komprimieren und gleichzeitig eine horizontale Drehung und seitliche Scherbewegung zu ermöglichen. Diese Kategorie von Brückenlagern umfasst Neopren-Lagerauflagen und -lager, laminierte Elastomerlager und seismische Isolatoren.

Hochwasserbogen: Ein Hochwasserbogen ist eine kleine, sekundäre Bogenbrücke, die neben einer Hauptbrücke sitzt. Es bietet zusätzliche Kapazität für den Umgang mit Hochwasser. Der Bereich unter einem Flutbogen ist gewöhnlich trocken oder behandelt eine begrenzte Menge Wasser. Hochwasserbögen werden häufig hinzugefügt, nachdem die Hauptbrücke überflutet wurde.

Gründung: Das Fundament (oder die Basis) einer Brücke ist das Element, das die Struktur mit der Erde verbindet und Lasten von ihr auf den darunter liegenden Boden überträgt.

Träger: Ein Träger ist der horizontale Hauptträger einer Brücke. Es unterstützt die kleineren Balken. Träger haben oft einen I-Trägerquerschnitt, der aus zwei tragenden Flanschen besteht, die durch einen Stabilisierungssteg getrennt sind. Sie können jedoch auch eine Kastenform, Z-Form oder eine andere Form aufweisen.

Trägerbrücken sind weltweit die häufigsten Typen. Im einfachsten Fall kann die Form auf die einfachsten frühen Holzbrücken zurückgeführt werden. Die zwei allgemeinsten Trägerarten sind Plattenträger und Kastenträger.

• Ein Plattenträger wird aus separaten Baustahlplatten anstelle eines einzigen Querschnitts hergestellt. Diese werden dann zusammengeschweißt, um den vertikalen Steg und die horizontalen Flansche eines Balkens zu erzeugen.
• Ein Kastenträger (oder Rohrträger) ist ein geschlossenes Rohr mit mehreren Wänden, das normalerweise aus gewalztem oder geschweißtem Stahl, Aluminiumprofilen oder Spannbeton besteht. Ein Kastenträger kann Drehbewegungen widerstehen, während er beträchtliche Stärke beibehält.
• Ein fester Bogen wird am häufigsten auf kürzeren Betonbrücken verwendet. Die Verwendung von festen Bögen ist begrenzt, da sie anfällig für temperaturbedingte Expansion und Kontraktion sind.
• Bei mittelgroßen Brücken wird im Allgemeinen ein Zweigelenkbogen verwendet, da die Stiftverbindung an der Basis Temperaturschwankungen besser aushält.
• Ein dreiflügeliger Bogen ist nicht nur an seiner Basis, sondern auch in der Mitte der Brückenspannweite angelenkt. Dies verleiht der Struktur ein höheres Maß an Flexibilität und ermöglicht es ihr, thermische Ausdehnung und Kontraktion über größere Längen in extremeren Klimazonen zu bewältigen.

Leitplanke: Eine Leitplanke ist ein System, das an den Seiten von Brücken — und manchmal auch im Median — verwendet wird, um zu verhindern, dass Personen und Fahrzeuge in unsichere Bereiche gelangen oder von der Kante fallen.

Die vier häufigsten Arten von Leitplanken (vom schwächsten / billigsten bis zum stärksten / teuersten) umfassen:

• Kabel und Pfosten (nur in ländlichen Gebieten verwendet).
• Stahl mit Holz- oder Metallpfosten.
• Beton oder Stein.
• Stahlkastenbalken.
• Betonbarrieren (typischerweise in Medianen verwendet).

Sicherheits-, kosten-Nutzen- und reparaturbezogene Belange entscheiden, welche Art von Leitplanke auf einer bestimmten Brücke verwendet wird.

Hängesysteme: Hängesysteme werden verwendet, um Versorgungsinfrastruktur an Brücken zu befestigen. Dies kann Verkabelung, Rohrleitungen oder Rohrleitungen umfassen.

Kleiderbügel können von der Stange gekauft oder kundenspezifisch angefertigt werden, um die Anforderungen spezifischer Projekte zu erfüllen.

Pier: Ein Pier ist eine erhöhte Struktur, die in einem Gewässer sitzt, um eine Brücke zu stützen. Die offene Struktur eines Piers lässt Wasser durch und verhindert, dass sich Druck dagegen aufbaut.

Pfahl: Ein Pfahl ist eine vertikale Stützstruktur, die zum Teil verwendet wird, um eine Brücke zu halten. Es kann aus Holz, Beton oder Stahl bestehen. Ein Pfahl wird in den Boden unter der Brücke gehämmert, bis sein Ende die harte Unterschicht aus verdichtetem Boden oder Gestein darunter erreicht. Bis zu dieser Tiefe gehämmerte Pfähle nutzen den Griff und die Reibung des umgebenden Bodens, um einen Teil der Last des Brückendecks zu tragen.

Seitenplatte: Eine Seitenplatte ist ein Linearlager, das als Teil einer Dehnungsfuge einer Brücke verwendet wird. Eine Platte ist typischerweise fixiert, und die andere gleitet darüber, um Expansion und Kontraktion aufzunehmen. Dadurch erhält die Brückenstruktur Halt bei gleichzeitiger Aufnahme von Temperaturverschiebungen.

Schrägbogen: Ein Schrägbogen (manchmal auch als Schrägbogen bezeichnet) ist ein Bogenstil, bei dem seine Flächen nicht senkrecht zu den Widerlagern der Brücke stehen. Das Innere des Bogens hat die Form eines Parallelogramms und nicht eines Rechtecks oder Quadrats. Durch die Verwendung eines Schrägbogens kann eine Brücke eine Spannweite in praktisch jedem Winkel und nicht nur in einer geraden Linie überqueren.

Überbau: Der Überbau ist der Teil der Brücke, der die Nutzlast aufnimmt. (Das Widerlager, die Pfeiler und andere Stützelemente werden als Unterkonstruktion bezeichnet.)