Warum ist die über 30 Jahre alte Nanpu-Brücke so beliebt geworden?

Kürzlich ging ein Video der Nanpu-Brücke im Internet viral.

Die Internetnutzer riefen: „Es ist so spirituell!“ Sie verdient den Namen „Magic City“!

Bildquelle: 021 Video

Bei genauerem Hinsehen erkennt man jedoch, dass dies durch Spezialeffekte erreicht wird. Dies hat jedoch keinerlei Auswirkungen auf die Gefühle aller gegenüber der Nanpu-Brücke.

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Als erste Brücke über den Huangpu-Fluss in der Innenstadt von Shanghai blickt die Nanpu-Brücke auf eine 30-jährige Geschichte zurück. Sie ist wie eine Harfe auf dem Huangpu-Fluss, spielt das Lied der Stadt und erzählt die Geschichte der Stadtentwicklung Shanghais.

Der große Anlass am Eröffnungstag der Nanpu-Brücke

Quelle: Xinmin Evening News

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Bau eines „offenen Kanals“ für Pudong

Von der Eröffnung des Hafens in der späten Qing-Dynastie über die große Zahl an Fabriken, die sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts auf beiden Seiten des Huangpu-Flusses ansiedelten, bis hin zu seiner Umwandlung in eine Weltmetropole ist die Entwicklung Shanghais eng mit den natürlichen Vorteilen seines Hafens verbunden.

Die Bevölkerungskonzentration hat zwar die Entwicklung der Wirtschaft Shanghais gefördert, hat jedoch auch zu einer Überfüllung des zentralen Stadtgebiets geführt. Die Verlagerung traditioneller Industrien erfordert von Shanghai auch die Suche nach neuen wirtschaftlichen Wachstumspunkten.

Daher beschloss das Zentralkomitee der Partei, Pudong zu entwickeln und im Rahmen der Pudong-Planung fünf umfassende Gebiete einzurichten.

Quelle: Planung und Bau des neuen Pudong-Gebiets

Um die Verbindung und Zusammenarbeit zwischen Ost und West zu stärken, ist ein modernes Verkehrsnetz unerlässlich. Bei der Pudong-Planung müssen moderne Verkehrseinrichtungen wie die innere Ringstraße, die äußere Ringstraße, U-Bahnen, Tunnel, Brücken usw. einheitliche Standards aufweisen und eine Ost-West-Vernetzung gewährleisten. In diesem Zusammenhang begann der Bau der Nanpu-Brücke.

Anfang 1988 hielt das damalige Baukomitee der Stadt Shanghai eine Sitzung ab und beschloss, die Nanpu-Brücke eigenständig zu bauen. Am 25. Dezember 1988 begann der Bau der Nanpu-Brücke. Er heißt „Nanpu“, weil er die Bezirke Nanshi und Pudong verbindet. Der Bezirk Nanshi wurde im Jahr 2000 in den Bezirk Huangpu eingegliedert.

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Hängebrücke? Schrägseilbrücke? Wie man wählt

Die erste Herausforderung beim Bau einer Brücke über den Huangpu-Fluss ist die Spannweite der Brücke (der Abstand zwischen den Mittellinien der Pfeiler). Aufgrund der starken Schifffahrt auf dem Huangpu-Fluss würde die Errichtung von Brückenpfeilern in der Flussmitte die Schifffahrt beeinträchtigen. Daher muss die Brücke den Fluss „in einem Stück überqueren“.

Der Huangpu-Fluss verläuft im Stadtgebiet und ist an seiner schmalsten Stelle etwa 400 Meter breit. Zu dieser Zeit gab es im Land keine Brücke, die eine solche Spannweite erreichen konnte, und es gab nur zwei Arten von Brücken, die große Spannweiten bewältigen konnten, nämlich Hängebrücken und Schrägseilbrücken. Welches soll ich wählen?

Unter den modernen Brücken halten Hängebrücken den Rekord hinsichtlich der Spannweite. Die hohen Brückentürme, die gebogenen Hauptkabel und die soliden Anker bilden das grundlegendste Tragsystem und zugleich das markanteste Erscheinungsbild der Brücke.

Die Kabel einer Hängebrücke verlaufen senkrecht zum Brückendeck, sodass unabhängig von der Länge der Spannweite keine Axialkraft entsteht, die den Hauptträger zusammendrückt. Die Verankerung ist die tragende Hauptstruktur einer Hängebrücke. Sie trägt der Spannung des Hauptkabels stand und überträgt sie auf das Fundament. Nach Berechnungen von Wissenschaftlern kann die Spannweite der Hängebrücke mindestens 5.000 Meter erreichen.

Schematische Darstellung der Hängebrücke

Der Bau einer Hängebrücke erfordert jedoch ein solides Ankerfundament. Die Geologie auf beiden Seiten des Huangpu-Flusses ist weich. Wenn die Wahl auf eine Hängebrücke fällt, sind nicht nur die Fundamentarbeiten enorm, sondern auch die Kosten sehr hoch.

Eine Schrägseilbrücke ist eine Brücke, bei der der Hauptträger durch viele schräg verlaufende Kabel direkt auf den Brückenturm gezogen wird. Es besteht aus drucktragenden Türmen, gespannten Kabeln und einem Druckbiegebalken. Wenn die Brücke über Kopf verläuft, verbiegt sich der Balken oder bricht sogar aufgrund des Gewichts des Brückendecks und der Ladung (Fußgänger und Fahrzeuge). Das Schrägseil kann eine starke Zugkraft zum Halten des Hauptträgers bereitstellen und dann die Zugkraft auf den Brückenturm übertragen, wo sie in Abwärtsdruck umgewandelt wird.

Schematische Darstellung einer Schrägseilbrücke

Ein sehr wichtiges Merkmal einer Schrägseilbrücke ist die „Selbstverankerung“. Selbstverankerung bedeutet, dass die Kabel keine zusätzlichen Anker benötigen und direkt an ihren eigenen Hauptträgern verankert werden können. Aufgrund dieser Eigenschaft eignen sich Schrägseilbrücken sehr gut für die weichen geologischen Bedingungen Shanghais. Darüber hinaus weist die Schrägseilbrücke eine hohe Steifigkeit, eine gute Wind- und Erdbebenbeständigkeit auf, ist kostengünstig und weist eine hohe und schöne Form auf. Nach Abwägung zahlreicher Faktoren entschieden sich die Ingenieure schließlich für die Schrägseilbrücke.

Die Nanpu-Brücke ist eine Schrägseilbrückenkonstruktion mit Verbundträgern, einer Hauptspannweite von 423 Metern, einem sechsspurigen Brückendeck, einer Breite von 30,35 Metern und einem Brückenturm von 155 Metern. Der Brückenturm ist eine unterbrochene H-förmige Hohlsäule, die im oberen Teil des Turms genügend Platz lässt, um die Stahlkabel zu befestigen. Die Hauptträger sind auf beiden Seiten des Brückenturms mit Stahlschrägseilen miteinander verbunden und die verteilten Seilflächen bilden eine fächerförmige Seilfläche mit abwechselnd virtuellen und realen Flächen.

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Die Nanpu-Brücke hat auch ein auffälliges Design – die spiralförmige Zufahrtsbrücke. Warum ist es so gestaltet? Ist es aus ästhetischen Gründen? Tatsächlich liegt der Hauptgrund darin, dass das Westufer der Brücke ein dicht besiedeltes Gebiet ist und um den Platzbedarf der Brücke und die Abrisskosten zu verringern, wurde die Zufahrtsbrücke spiralförmig konzipiert.

Bild von TuChong Creative

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Verwandeln Sie Gefahr in Sicherheit und schaffen Sie einen Präzedenzfall

Die Verbundträger-Schrägseilbrückenkonstruktion, die bei der Nanpu-Brücke zum Einsatz kam, hatte damals weltweit einen Präzedenzfall: die Annasis-Brücke in Kanada. Daher orientierten sich die Ingenieure bei der Bewertung der Vorschläge häufig an der Annasis-Brücke.

Annacis Bridge, Kanada, erbaut 1986

Bildquelle: structurae.net

Da die Annasis-Brücke erst vor weniger als zwei Jahren gebaut wurde, entschieden sich die Ingenieure, für eine Felduntersuchung nach Kanada zu reisen und entdeckten Risse in der Brücke. Chefingenieur Lin Yuanpei führte unmittelbar nach seiner Rückkehr von der Inspektion theoretische Berechnungen durch und die Ergebnisse zeigten ebenfalls, dass Risse auftreten würden.

„Da ich es berechnen kann, bedeutet das, dass es ein Muster gibt und es nicht das Ergebnis nachlässiger Arbeit der Arbeiter ist. Wenn es Risse gibt, sickert Regenwasser ein. Es gibt Stahlnägel und Stahlträger, die sie verbinden. Wenn die Stahlnägel mit der Zeit rosten, stürzt die Brücke ein!“

Nach wiederholten Untersuchungen glaubte Lin Yuanpei, dass die Risse in der Annasis-Brücke durch unsachgemäße Planung und Konstruktion verursacht wurden. Er teilte die Risse in vier Kategorien ein und beschloss, das Design zu ändern, um sie nacheinander zu beheben. Nachdem die Ingenieure über 3.000 Zeichnungen nach und nach überarbeitet hatten, bauten sie schließlich die Nanpu-Brücke über den Huangpu-Fluss.

Brückenbauer halten eine Besprechung ab, um den Bauplan zu besprechen

Bildquelle: Red Voice

Die Nanpu-Brücke war ein Vorreiter beim unabhängigen Bau moderner Brücken mit großer Spannweite in meinem Land und legte den Grundstein für den späteren Bau der Yangpu-Brücke und der Xupu-Brücke. Darunter befindet sich die Yangpu-Brücke, die im Oktober 1993 für den Verkehr freigegeben wurde. Sie hat eine Spannweite von 602 Metern und war zu dieser Zeit die größte Schrägseilbrücke der Welt.

Die Nanpu-Brücke verbindet nicht nur den Verkehr auf beiden Seiten des Huangpu-Flusses, sondern auch die Wirtschaft und die Lebensgrundlage der Menschen auf beiden Seiten und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von Pudong.

Als die Nanpu-Brücke gebaut wurde, war der Pudong-Abschnitt voller idyllischer Landschaften.

Quelle: Xinmin Evening News

Autor: Jade Cucumber

Herausgeber: Tinker Bell

Wissenschaftliche Überprüfung: Zhu Ledong, Forscher am Institut für Brückenbau, Fakultät für Bauingenieurwesen, Tongji-Universität; Ma Xiaogang, Ingenieur beim Shanghai Pudong Architectural Design and Research Institute Co., Ltd.

Quelle: Shanghai Science and Technology Museum

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