DESCRIPTION
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to bridge structures, and, more particularly to bridge structures that incorporate a laterally curved deck.
BACKGROUND OF THE INVENTION
Using an arch to support a bridge is well known, and has been variously employed for hundreds of years. Until very recently, the bridge deck being supported by one or more arches has been substantially straight, at least for each section that is within the span of the arch. In some recent bridge designs, a horizontally (laterally) curved deck is suspended by suspension members (e.g., cables) extending down to it from an overhead arch that is more vertical than horizontal. In these prior art designs, the suspension members are necessarily angled with respect to portions of the deck because the arch is not directly above most of the deck's length. The more that the deck is curved, the more this affects the angle of the suspension members. Obviously cables that slant at a significant angle across the deck will interfere with persons and/or vehicles passing along the deck. Furthermore, instead of simply hanging from (vertical) suspension members attached to both sides of the deck, the deck is additionally given unbalanced lateral stress forces that cause tension, compression, bending, and/or torsion.
The prior art practice to resolve this problem includes, for example, some form of outrigger that laterally extends the deck's side, or for example, provides an intermediate structure around which the suspension members can wrap to change to a more nearly vertical orientation at the deck edge. These accommodations require extra strengthening structure in and around the deck, thereby increasing the complexity, bulk, and cost of the structure.
It is an object of the present invention to provide a method for supporting horizontally curved decks that doesn't require so much deck structure to handle.
BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
In a broad form, the present invention concerns a bridge structure 100 that includes:
A bridge deck 105 that is supported from above by (suspended from) a support beam 102, wherein the deck 105 describes a laterally curved shape 125 and is generally inclined or declined at a first angle relative to horizontal, wherein the angle can be positive, zero, or negative, but is generally a relatively small angle, thereby making the deck's lateral curve 125 predominantly horizontal. In a preferred embodiment, the deck's curve 125 may be described as a mostly planar arch having an apex 115 between two deck ends distal to the apex 115. The term “arch” is used loosely herein to mean a freeform curve that extends from deck end to deck end while generally undergoing a “U-turn”.
A support 102 (e.g., a beam) that describes a laterally curved shape similar to that of the deck, for example having an apex 112 and two ends distal to the apex and each beam end being secured in a base 108, 109 (e.g., foundation in the ground 380). The support beam 102 is generally inclined from the support's bases 103 to the apex 112 at a second angle relative to horizontal that is greater than the deck's first angle, and sufficient to position the support 102 above the deck 105.
The support's relative position, dimensions and shape are such that the majority of the supporting beam 102 is above and approximately horizontally aligned with corresponding points of the deck 105, thereby allowing suspension members 104 to extend substantially vertically between attachment points on the support beam 102 and corresponding attachment points on the aligned portions of the deck 105. The advantage of this arrangement is that stresses on the deck 105 are kept to a minimum, therefor even a deeply curved deck 105 can be made with lightweight, inexpensive materials. Especially for non-vehicular use, the deck 105 can thus be very thin which means that the deck's vertical rise can be minimized.
Several factors become evident after consideration of the basic concept. For example, since non-aligned parts of a bridge 100 will require a stronger portion of decking, it is advantageous to maximize the aligned portion of the support arch 102, Therefor, the bases of the support beam will likely be fixed at locations fairly close to the deck's corresponding ends 106 a, 106 b (the closer the better), and the supporting beam 102 will “lean” in the same general direction as the deck 105. Other factors will be discussed in the following disclosure.
Other objects, features and advantages of the invention will become apparent in light of the following description thereof.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Reference will be made in detail to preferred embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawing figures. The figures are intended to be illustrative, not limiting. Although the invention is generally described in the context of these preferred embodiments, it should be understood tha
DESCRIPTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTIONThe present invention relates to bridge structures, and, more particularly to bridge structures that incorporate a laterally curved deck.BACKGROUND OF THE INVENTIONUsing an arch to support a bridge is well known, and has been variously employed for hundreds of years. Until very recently, the bridge deck being supported by one or more arches has been substantially straight, at least for each section that is within the span of the arch. In some recent bridge designs, a horizontally (laterally) curved deck is suspended by suspension members (e.g., cables) extending down to it from an overhead arch that is more vertical than horizontal. In these prior art designs, the suspension members are necessarily angled with respect to portions of the deck because the arch is not directly above most of the deck's length. The more that the deck is curved, the more this affects the angle of the suspension members. Obviously cables that slant at a significant angle across the deck will interfere with persons and/or vehicles passing along the deck. Furthermore, instead of simply hanging from (vertical) suspension members attached to both sides of the deck, the deck is additionally given unbalanced lateral stress forces that cause tension, compression, bending, and/or torsion.The prior art practice to resolve this problem includes, for example, some form of outrigger that laterally extends the deck's side, or for example, provides an intermediate structure around which the suspension members can wrap to change to a more nearly vertical orientation at the deck edge. These accommodations require extra strengthening structure in and around the deck, thereby increasing the complexity, bulk, and cost of the structure.
It is an object of the present invention to provide a method for supporting horizontally curved decks that doesn't require so much deck structure to handle.
BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
In a broad form, the present invention concerns a bridge structure 100 that includes:
A bridge deck 105 that is supported from above by (suspended from) a support beam 102, wherein the deck 105 describes a laterally curved shape 125 and is generally inclined or declined at a first angle relative to horizontal, wherein the angle can be positive, zero, or negative, but is generally a relatively small angle, thereby making the deck's lateral curve 125 predominantly horizontal. In a preferred embodiment, the deck's curve 125 may be described as a mostly planar arch having an apex 115 between two deck ends distal to the apex 115. The term “arch” is used loosely herein to mean a freeform curve that extends from deck end to deck end while generally undergoing a “U-turn”.
A support 102 (e.g., a beam) that describes a laterally curved shape similar to that of the deck, for example having an apex 112 and two ends distal to the apex and each beam end being secured in a base 108, 109 (e.g., foundation in the ground 380). The support beam 102 is generally inclined from the support's bases 103 to the apex 112 at a second angle relative to horizontal that is greater than the deck's first angle, and sufficient to position the support 102 above the deck 105.
The support's relative position, dimensions and shape are such that the majority of the supporting beam 102 is above and approximately horizontally aligned with corresponding points of the deck 105, thereby allowing suspension members 104 to extend substantially vertically between attachment points on the support beam 102 and corresponding attachment points on the aligned portions of the deck 105. The advantage of this arrangement is that stresses on the deck 105 are kept to a minimum, therefor even a deeply curved deck 105 can be made with lightweight, inexpensive materials. Especially for non-vehicular use, the deck 105 can thus be very thin which means that the deck's vertical rise can be minimized.
Several factors become evident after consideration of the basic concept. For example, since non-aligned parts of a bridge 100 will require a stronger portion of decking, it is advantageous to maximize the aligned portion of the support arch 102, Therefor, the bases of the support beam will likely be fixed at locations fairly close to the deck's corresponding ends 106 a, 106 b (the closer the better), and the supporting beam 102 will “lean” in the same general direction as the deck 105. Other factors will be discussed in the following disclosure.
Other objects, features and advantages of the invention will become apparent in light of the following description thereof.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Reference will be made in detail to preferred embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawing figures. The figures are intended to be illustrative, not limiting. Although the invention is generally described in the context of these preferred embodiments, it should be understood tha
การแปล กรุณารอสักครู่..

รายละเอียดข้อมูลทางเทคนิคของการประดิษฐ์ปัจจุบันการประดิษฐ์เกี่ยวข้องกับสะพานโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งมากขึ้นโครงสร้างรวมด้านข้างโค้งสะพานดาดฟ้าประวัติความเป็นมาของสิ่งประดิษฐ์การใช้โค้งเพื่อรองรับสะพานเป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดี และมีหลากหลายที่ใช้สำหรับหลายร้อยปี จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆนี้ , สะพานดาดฟ้าได้รับการสนับสนุนจากหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งโค้งมีมากตรง อย่างน้อยก็สำหรับแต่ละส่วนที่อยู่ภายในช่วงของโค้ง ในการออกแบบสะพานล่าสุดในแนวนอน ( ด้านข้าง ) ดาดฟ้าโค้งถูกระงับโดยสมาชิกชั่วคราว ( เช่นสายเคเบิล ) ยื่นลงมาจากเหนือศีรษะโค้งที่เป็นแนวตั้งมากกว่าแนวนอน ในเหล่านี้ก่อนที่ศิลปะออกแบบช่วงล่างให้สมาชิกต้องมุมด้วยความเคารพในส่วนของดาดฟ้า เพราะประตูไม่ตรงข้างบนสุดของความยาวของดาดฟ้า เพิ่มเติมที่ดาดฟ้าโค้งขึ้นนี้มีผลกับมุมระงับสมาชิก แน่นอนสายที่ ลาด ที่สำคัญมุมทั่วดาดฟ้าจะเข้าไปยุ่งกับบุคคลและ / หรือยานพาหนะที่วิ่งไปตามระเบียง นอกจากนี้ แทนที่จะห้อย ( แนวตั้ง ) ระงับสมาชิกที่แนบมากับทั้งสองด้านของดาดฟ้า , ดาดฟ้าให้สมดุลที่มีความเครียดและแรงที่ก่อให้เกิดความตึงเครียด , การบีบอัด , การดัด และ / หรือ แรงบิดฝึกศิลปะก่อน เพื่อแก้ไขปัญหานี้รวมถึง ตัวอย่างเช่น บางรูปแบบของ Outrigger ที่ด้านข้างขยายของดาดฟ้าด้านหรือกึ่งโครงสร้าง ตัวอย่างเช่น มีรอบ ซึ่งการระงับสมาชิกสามารถตัดเปลี่ยนทิศทางเพิ่มเติมเกือบแนวตั้งที่ดาดฟ้าที่ขอบ ที่พักเหล่านี้ต้องการเสริมเพิ่มโครงสร้างใน และ รอบ ๆดาดฟ้า จึงเพิ่มความซับซ้อนขนาดใหญ่ และต้นทุนของโครงสร้างมันเป็นวัตถุของการประดิษฐ์ในปัจจุบันเพื่อให้วิธีการที่สนับสนุนแนวนอนโค้งโต๊ะที่ไม่ต้องใช้โครงสร้างดาดฟ้ามากที่จะจัดการกับสรุปโดยย่อของการประดิษฐ์ในรูปแบบกว้าง ปัจจุบันการประดิษฐ์เกี่ยวข้องกับสะพานโครงสร้าง 100 ซึ่งรวมถึง :สะพานดาดฟ้า 105 ที่ได้รับการสนับสนุนจากข้างต้นโดย ( พักงาน ) คานสนับสนุน 102 ซึ่งดาดฟ้า 105 อธิบายรูปร่างโค้งด้านข้างและโดยทั่วไปเอียงหรือลดลงในแรกมุมสัมพันธ์กับแนวนอน ซึ่งมุมที่สามารถบวก ศูนย์ หรือ ลบ แต่โดยทั่วไปจะเป็นมุมที่ค่อนข้างเล็ก จึง ทำดาดฟ้าของด้านข้างโค้ง 125 เด่นในแนวนอน ในศูนย์รวมที่ต้องการของดาดฟ้าโค้ง 125 อาจอธิบายได้เป็นระนาบโค้งส่วนใหญ่มีปลาย 115 ระหว่างสองไพ่สิ้นสุดปลายถึงปลาย 115 . คำว่า " โค้ง " ถูกใช้อย่างอิสระในที่นี้หมายถึงหมวดหมู่ : เส้นโค้งที่ขยายจากดาดฟ้าดาดฟ้าสิ้นสุดสิ้นสุดในขณะที่โดยทั่วไประหว่าง " ยูเทิร์น "สนับสนุน 102 ( เช่นคาน ) ที่อธิบายด้านข้างโค้งรูปร่างคล้ายกับที่ของดาดฟ้า , ตัวอย่างเช่นมีปลาย 112 และปลายทั้งสองส่วนปลายของคานปลายแต่ละปลายและการรักษาความปลอดภัยในฐาน 108 , 109 ( เช่น มูลนิธิในพื้นดิน 380 ) สนับสนุนคาน 102 โดยทั่วไปเอียงจากฐานสนับสนุนไปปลาย 112 ที่สองมุมสัมพันธ์กับแนวนอนที่มากกว่าของเด็คแรก มุม และเพียงพอกับตำแหน่งสนับสนุน 102 ข้างบนดาดฟ้า 105ตำแหน่งสัมพัทธ์ของการสนับสนุน , ขนาดและรูปร่างเช่นว่าส่วนใหญ่ของการสนับสนุนคาน 102 เป็นด้านบนและประมาณแนวนอนชิดกับจุดที่สอดคล้องกันของดาดฟ้า 105 จึงอนุญาตให้สมาชิกในการขยายอย่างมากในแนวตั้งระหว่าง 104 จุดสิ่งที่แนบในการสนับสนุนคาน 102 และสอดคล้องกันแนบชิดจุดในส่วนของดาดฟ้า 105 ข้อดีของการจัดเรียงนี้ที่เน้นบนดาดฟ้า 105 จะน้อยที่สุด ดังนั้นแม้ลึกโค้งดาดฟ้า 105 สามารถทำได้กับวัสดุน้ำหนักเบา ราคาไม่แพง โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่ใช่ยานพาหนะใช้ดาดฟ้า 105 จึงสามารถบางมากซึ่งหมายความว่าของดาดฟ้าขึ้นแนวตั้งสามารถจะลดลงหลายปัจจัยกลายเป็นชัดเจนหลังการพิจารณาของแนวคิดพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น เมื่อชิดนอก ส่วนของสะพาน 100 จะต้องแข็งแกร่ง ส่วนของพื้นระเบียง มันได้ประโยชน์สูงสุด ดูแลส่วนของการสนับสนุนซุ้มประตู 102 , ดังนั้น , ฐานของคานสนับสนุนอาจจะได้รับการแก้ไขในสถานที่ที่ค่อนข้างใกล้เคียงกับของดาดฟ้าที่สิ้นสุด 106 , 106 B ( ใกล้ชิดดีกว่า ) และสนับสนุนคาน 102 จะ " ยัน " ในทิศทางเดียวกันทั่วไปเป็นดาดฟ้า 105 ปัจจัยอื่น ๆ จะถูกกล่าวถึงในการเปิดเผยข้อมูลต่อไปนี้วัตถุอื่น ๆ คุณลักษณะและข้อดีของการประดิษฐ์จะกลายเป็นชัดเจนในแง่ของรายละเอียดดังกล่าวต่อไปนี้คำอธิบายโดยย่อของภาพวาดอ้างอิงจะถูกสร้างในรายละเอียดที่ต้องการ embodiments ของการประดิษฐ์ ตัวอย่างที่แสดงในการวาดภาพประกอบตัวเลข ตัวเลขนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะลง ไม่จํากัด . ถึงแม้ว่าสิ่งประดิษฐ์โดยทั่วไปจะอธิบายในบริบทของ embodiments ที่ต้องการเหล่านี้ มันควรจะเข้าใจท่า
การแปล กรุณารอสักครู่..
