章节内容：法兰克福桥梁系统的建造方式将因地制宜
法兰克福桥梁系统的路线非常多样化：在某些地方，由于下方的街道较窄，因此桥梁必须保持相对纤细；在其他地方，街道较宽，但已有铁路桥穿过，因此法兰克福的桥梁系统必须被建在更高的高度。
针对不同的基地条件必须进行相对应的桥梁设计：在狭窄的地方，选择钢结构的窄桥体，而不是混凝土结构的宽桥体；在桥梁必须通向高处的情况下，适合采用类似于高架桥的结构，并使用天然石材进行建造。
法兰克福桥梁系统的桥梁多样性设计与实施
法兰克福桥梁系统依据途径街道的宽度和特征，通过现代或传统的手法进行设计。桥梁的某些路段为钢结构，其他路段为红色砂岩或浅色的裸露混凝土结构，并与现代艺术相结合。两座横跨美茵河的桥梁将运用古老的德国和欧洲的桥梁结构，通过手工艺的手法进行建造。而位于法兰克福中央火车站后方横跨铁轨的桥，将呈现出高度现代化的风格。
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法兰克福桥梁系统途径不同区域：有时越过河流，有时横跨中央火车站的铁轨或城市中的电车轨道；在少数情况下还会部分穿过狭窄路段
针对上述的每一个挑战都需要找到相应的解决方案。
并非所有的桥梁都是相同的：法兰克福桥梁系统途径各式各样的建筑
与横跨河流的桥梁不同，法兰克福桥梁系统跨度不大，主要承担建筑、植被和交通的荷载。因此，大部分情况下桥梁都是钢筋混凝土结构。当街道较窄，或桥墩位于狭窄的人行道上并且距离两侧的建筑很近时，桥梁将采用钢结构，并且桥墩将尽量远离两侧的建筑。
早在1870年，纽约市就设想了城市第二层交通的不同施工方法。当时该市正在寻找建设途经曼哈顿街道的新一层交通通道的可能性。
为特殊情况提供适应性的特殊解决方案： 桥梁可以漂浮在树上，几乎像吊船一样，或者在部分区域配备一个几乎连续的玻璃体
1870年，纽约已经开始考虑这些在城市中建造第二层的不同建筑方法，当时该市正在寻找新的交通路线，以提供通过曼哈顿街道峡谷的另一层交通
法兰克福桥梁系统横跨美茵河的部分以及狭窄的街道上方将采用钢结构
德国二战后的大部分桥梁都由混凝土构筑。如今，仅仅过了50到60年，其中的一半以上都需要翻新，而19世纪建造的钢桥仍然完好无损。这些钢桥因其结构裸露而更容易修复，而混凝土桥梁的钢筋隐藏在混凝土中，可能已经破损却不易察觉。
法兰克福桥梁系统将有两段桥梁横跨美茵河。这两段桥梁将采用钢结构进行建造。
钢结构也同样适用于狭窄街道的部分。纤细的钢架允许大量光线穿过，美学方面也可通过艺术设计的手法让桥梁的外观更加吸引人。
钢的优点是，它可以实现丝状结构，而且它的耐久性（在适当的加工和维护下）使它适合于一个绝对可持续的桥梁建设系统。
钢结构的复兴将是最可持续的解决方案——唯一的问题是，今天是否还有公司可以建造它
钢结构不仅是桥梁，也是大跨建筑的首选建造方式
历经几个世纪的精美建筑：巴黎的旧市场大厅 (Les Halles)、纽约的宾夕法尼亚车站（于 1969 年被拆除）和埃菲尔铁塔——它们都是几乎被遗忘的成功工程案例。
法兰克福有一些精美的钢结构构筑物：Honsell桥，铁桥以及中央火车站
拱门和玫瑰花饰也有其对应的功能
人们经常在钢结构中发现精美的拱门或玫瑰花饰。它们虽然没有支撑作用，但也不仅仅是为了美观，而是具有加固作用：这不仅使整体结构更加稳定，并且通过均匀分布的“更多”质量减少了钢架的振动。
Especially with regard to steel construction and steel trusses, which flourished during the period of industrialization, there are fortunately still numerous records and documentation of calculations that can be evaluated and processed in the Master Academy on the Offenbach bridges.
An example: the Ardant steel truss
In 1839, engineer Camille Polonceau invented the structurally effective Polonceau truss. However, architects long refused to expose iron structures in public buildings for aesthetic reasons.
Nevertheless, engineers recognized the great structural possibilities of iron roofs, which led them to experiment with curved trusses to avoid the stick roof trusses reminiscent of industrial buildings.
Today, though, everyone knows the Polonceau truss, while its aesthetic counterpart, the Ardant truss, is known to few. This curved truss uses an inscribed arch tangential to the main rafters of a gable roof to increase the rigidity of the roof structure and avoid distracting tie straps.
In keeping with the spirit of the times, this solution, with its high decorative potential, seemed to offer a satisfactory answer to both the aesthetic and structural problems of iron roof trusses in public buildings.
As a result, it was widely used in swimming pools, stock exchange buildings, schools, platform roofing, palaces, shopping malls, etc. (https://onlinelibrary.wiley.com)
Ardant桁架是一种屋顶桁架结构，由一个 "吊杆拱 "组成，切向连接到主椽和屋檐框架。该设计旨在成为Poloceau桁架的一个美观的替代方案，Poloceau桁架是一种传统的桁架，由于其最佳元素的使用和材料的最小化而受到欢迎。Poloceau桁架依靠横跨屋顶的水平拉杆来平衡由屋顶荷载引起的水平推力。
图14显示了Vierendeel（比利时工程师1852年至1940年）使用的原理：一些假的拉伸桁架接头（蓝色）和实际的弯曲桁架元件（红色）。
应对瓶颈的钢桁架：法兰克福的桥梁大部分时间都在非常宽阔的四车道或六车道道路上运行--但整个路线上也有瓶颈。
两个最关键的瓶颈之一是Gartenstraße的一段路：虽然它也有四条车道，但在某些地方的人行道相对较窄，因此必须为法兰克福的桥梁选择一个特别细的结构。为此，玻璃结构成为问题，或采用高质量的工艺的钢桁架。
在街道较窄的部分采用玻璃结构可能会显得比较平淡，但它对居民来说有一个很大的好处，那就是创造了最低限度的遮阳。
一座精致的钢架桥穿过花园街
这一结构具有力学灵活性：不同尺寸的拱门尺寸确保车辆畅通无阻，在可能的情况下保持停车位不变。
花园街桥梁的剖面示意图
通过花园街路段的桥梁是“法兰克福轻质桥”：桥上没有建筑物或其他构筑物，仅提供两侧的自动驾驶车道和中间的人行道，总宽度为10m。桥上长满了攀缘植物，为居民提供了窗前绿化。
除了精美的结构之外，还需在通过狭窄路段的桥面上嵌入尽可能多的采光窗
对于桥体来说，“越明亮精美越好”这一点同样适用：在可能的情况下，桥体配备可在其上行走的玻璃地板，要么以圆形通光孔的形式散布，要么像花园街上的桥一样，在车道和人行道下方以条带状分布，使得更多的光线通过通光孔到达桥梁下方区域。
阴影分析显示，没有拱门的桥梁，日照商数减少4%至11%，而有拱门的桥梁则高达18%至20%。
图中显示，受影响的并不是窗前的入射光线，而是进入房间深处的入射光线（绿松石色区域）。下面的数值（Dmin和Dmax）表示 "日照商数"： 日光商（D）描述了在阴天下室内照度（Ei）与室外照度（Ea）的比率，是衡量房间自然光供应的一个标准。而目前Gartenstraße的底层公寓的日光穿透力在某些地方达到了房间的后面，即使是在没有拱门的丝状桥的情况下，这也会减少4%到11%。
为了将对日光商数的损害降到最低，设计了一个 "玻璃桥结构"（此处为截面图）。
然而，选择哪种形式的决定权将留给所有路段的居民：是不加装饰的玻璃桥还是丝状的钢桁架，是有还是没有可种植的拱门--所有这些只有在对所有变体进行全面的阴影分析时，居民才能做出判断。对于桥梁的走向，唯一重要的是，即使通过瓶颈，桥梁运输系统的交通路线仍然是安全的，无论居民决定哪种设计。
桥梁系统经过的另一个狭窄路段位于高街
与花园街类似，这一路段两侧的房屋间距只有19到20米。
因此，在这一路段将使用比花园街更纤细的结构：自动驾驶车道在这里上下重叠，下桥体仅8米宽，上桥仅5米宽。
车道在高街上下重叠，在花园街左右并行
若要围绕法兰克福市中心建立一个封闭的环形交通，那么这两个路段几乎没有任何替代方案。环形交通的中断将严重影响自动驾驶系统的有效性，以至于失去吸引力。纤细的钢结构为这一路段提供了很好的解决方案，在保证车道和人行道畅通的同时尽可能少地牺牲空间和光线。
或者，只能选择纯玻璃结构作为替代方案
桥下空间的亮度最大化通过可在其上行走的玻璃地板实现
狭窄路段的桥梁有多种多样的建造方式
无论采用哪种建造方式，重要的是使其看上去尽可能精巧
精心制作的铸铁结构也可以在有无障碍玻璃的桥梁部分发挥作用。
在定位所有桥形时，必须事先进行视野检查
在可行性研究中静态检查过的所有路段都保留了柱子的静态系统，这样一来，桥梁的支架总是可以向右或向左略微变化地移动一米。
如果这时它们仍然在十字路口的视野中，那么它们的设计必须是钢桁架的形式，这样它们就可以透视了。
主桥1，“自由之桥”：平行于和平之桥
法兰克福桥梁系统在与和平之桥的交汇处，距美因河畔的街道净高6.20m。桥梁系统的跨河路线并未穿过和平之桥，而是作为第二座桥梁，平行于和平之桥横在跨美茵河上。一方面，由于不影响现有桥梁结构而降低了施工难度：若要在和平之桥上建造新桥，那么现有的桥梁结在力学上必须能够支撑新建的结构，而它当初并不是这样设计的；另一方面，法兰克福桥梁系统为原本相当灰暗的和平之桥提供了一个视觉上的美丽的背景。
法兰克福桥梁系统以及和平之桥的自动驾驶系统将接管大约4000万人次的交通流量，大大缓解了法兰克福市的交通运输压力。
自由之桥紧挨着和平之桥，由钢桁架制成，以铁桥为基础。
与和平之桥相对应，与其紧挨着的更高的桥被命名为 “自由之桥"。自由作为和平的重要补充得到了尊重：意见自由或言论自由是欧洲文化领域的一个宝贵的基本要素。
在设计和建造方面，该桥以法兰克福最著名的桥梁为基础：铁桥，建于1868年，因出现在著名的表现主义画家马克斯-贝克曼的一幅画中而著名。
自由之桥被规划为一座由钢桁架构成的悬臂桥——就像铁桥一样
尽管铁桥看起来仍然是一座悬索桥，但由于它在1912年进行了翻修和加高，从设计上看它不再是一座悬索桥，而是一座所谓的悬臂桥。
世界上第一座带有铰接梁的悬臂桥横跨美因河，距离法兰克福约150公里：海因里希-格伯于1864年在那里建造了哈斯弗特桥，其设计于1866年获得专利。
19世纪末还建造了另外两座悬臂桥：苏格兰的魁北克桥和第四桥。这两座桥今天仍然屹立不倒。
横跨美因河的自由之桥有两层架构：自动驾驶系统位于上层，自行车和步行系统位于下层
横跨美因河的自由之桥有两层架构：自动驾驶系统位于上层，自行车和步行系统位于下层
自由之桥的两个 “亲戚”：位于纽约和布达佩斯
美因河上的自由之桥的钢桁架在夜间通过柔和的灯光加以凸显。
和与其同名的布达佩斯自由大桥或纽约皇后大桥类似，后者也有两层交通系统。
主桥2——“公平之桥”：它将法兰克福桥梁系统从Deutschherren河岸引向Schönen Aussicht
法兰克福桥梁系统第二次横跨美茵河，从而形成闭环：从Walter-Kolb街 / Deutsch-Herren河岸横跨到另一侧的 Schönen Aussicht。
第二座主桥的名字是“公平之桥”——作为第一座主桥“自由之桥”的补充：除了自由，博爱和平等是法国大革命中欧洲走向民主的核心价值观。公平一词是对这些基本价值的提醒：与自由并列，在社会的所有层面上努力实现公平，是未来的巨大挑战之一。
本着博爱和平等的精神，法兰克福公平之桥仿照巴黎的比尔哈基姆桥（Pont-de Bir Hakeim）进行建造
比尔哈基姆桥和公平之桥的主要相似之处：二者都有双层交通系统——下层为行人交通，上层为轨道交通。
两座主桥提供了跨越美茵河的双层交通：和平之桥旁边的自由之桥，老桥与伊格纳茨布比斯桥之间的公平之桥
正义之桥为下层的行人和自行车提供了保护性的雨棚，自动交通系统位于上层。
桥梁三部曲：自由之桥，和平之桥，公平之桥
法兰克福一直是一个自由贸易城市，而且具有明显的国际性。作为欧洲主要的交通枢纽和金融中心之一，它执行着重要的任务。将 “自由、和平和公平 ”的基本价值观固定在其桥梁上，既符合该城市的传统，也顺应了未来的发展方向。
在设计上，公平之桥采用了两个相邻桥梁的拱门元素：一边是老桥，另一边是伊格纳茨布比斯桥。
第三座大桥横跨法兰克福中央车站的铁轨：“德铁未来之桥"
为了形成闭环，法兰克福桥梁系统还必须穿过中央火车站后侧的铁轨。这座跨度超过230米的桥梁采用了最现代的桥梁设计，其中主要交通路线上方的空间被用作第二层城市生活空间。
德铁未来之桥的设计目标：沿用中央车站的拱形屋顶形式
中央车站屋顶的优美拱形为同为拱形的桥梁提供了设计上的参考。230米的跨度可以通过一座拱桥来实现。然后，桥墩的位置在对角线方向相互发生了偏移，这一点应通过桥梁整体的设计来补偿。
巴西利亚的JK大桥是德铁未来之桥的参考案例。
巴西利亚的JK大桥三个拱门中的一个就跨越了230多米的距离，而德铁未来之桥的总跨度只有234米。
与巴西利亚的模型不同，德国铁路公司的未来之桥没有裸露的混凝土表面，而是闪亮的金属表面--与桥下的铁轨相对应，为其照明提供了完美的背景。
没有德铁公司（DB）的合作，法兰克福大桥就无法建成。
法兰克福桥梁系统不仅要跨越法兰克福中央车站的铁轨，还要在沿线的六个点上跨越德铁的铁路桥——可以说是在第二层“铁路桥”之上的第三层。这只能在与德铁公司合作情况下才能实现。
在铁路桥上层的高架路段，高架桥开始发挥作用
在法兰克福城区有很多铁路桥——类似于高速公路桥——跨越宽阔的街道。由于不能交叉，法兰克福桥梁系统必须以适当的间距跨过这些铁路桥。若法兰克福桥梁系统以5.2米的净高运行，那么在这些路段至少需要11.2米的净高。
对于这种高架的桥梁路段，适合采用高架桥的施工方法。而高架桥通常采用传统的，使用天然石材的建造方式。因此，应当研究在这些地方是否可以用天然石材来补充或部分取代混凝土进行建造。
高架桥结构因其高度高于树冠而避免了因桥梁建造带来的树木砍伐。
为桥梁系统所经路段的所有挑战找到可行且美观的解决方案
法兰克福桥梁系统并没有采用统一的施工方法，而是采用了不同的施工方法以应对不同路段现状带来的挑战。
这种因地制宜的方式使得桥梁系统与周围环境得以完美融合。
对于横跨美茵河的桥梁，特别选择了具有美感的双层形式（下层为人行和自行车系统， 上层为自动驾驶运输系统）。