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Fugenausbildung für Brückentragwerke, insbesondere für
Hochstrassen aus Spannbeton
Infolge der Längenänderungen bei Temperaturunterschieden werden bei Brückentragwerken jeweils am Anschluss der eigentlichen Tragwerkskonstruktion an die auf dem Erdboden ruhenden starren Widerlager Dehnungsfugen angeordnet, die durch geeignete Konstruktionen überbrückt werden müssen. Derartige Fahrbahnübergänge sind in jedem Falle als schwache Punkte des betreffenden Bauwerks anzusprechen, da der Fahrbahnbelag an dieserStelle eine Lücke aufweist und die meist aus Stahl bestehende Übergangskonstruktion dem Verschleiss unterliegt und ständige Pflege erfordert.
Bei Hochstrassen mit ihrer meist engen Stützenteilung wächst entsprechend den kürzeren Fahrbahnabschnitten die Anzahl der Fugen erheblich. Allerdings kann deren Ausführung einfacher gehalten werden, da die auszugleichenden Bewegungen ungleich geringer sind. Gerade bei Hochstrassen haben sich die bekannten Ausführungen deswegen als nachteilig erwiesen, weil durch die verhältnismässig dichte Aufeinanderfolge von Fugenübergängen, die auf die darüberrollenden Kraftfahrzeuge jedesmal Stösse ausüben,
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durchgeführt werden kann.
Die Erfindung geht dabei von derErkenntnis aus, dass bei Fahrbahndecken mit Asphaltbelag dieser im allgemeinen eine Fugenbewegungvonzirka0, 75 mm ohne Rissgefahr überbrücken kann. Da die Längen- änderung eines Betonbauwerkes bei den in Frage kommenden Temperaturänderungen von 250C zirka 0, 50 mm/m beträgt, müsste also auf je etwa 1. 50 m Bauwerkslänge eine Fuge angeordnet werden. Ausserdem muss Vorsorge dafür getroffen werden, dass die Bewegung, also das Öffnen oder Schliessen aller Fugen gleichmässig verläuft.
Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass diese Fugen nicht unbedingt gleichmässig über das ganze Bauwerk verteilt zu sein brauchen, sondern dass diese bei Anordnung einer Fuge des Betontragwerks in der Nähe dieser Fuge dicht nebeneinander vorgesehen sein können.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Fugenausbildung, bei der zwischen den eine Dehnungsfuge bildenden Bauteilen mit diesen verbundene, elastisch nachgiebige Zugorgane angeordnet sind, deren der Ausdehnung der anschliessenden Bauteile umgekehrt proportionale Längenänderung sich einer Anzahl von parallel zur Fuge verlaufenden und mit den Zugorganen fest verbundenen, im Rahmen der Temperaturbewegung beweglichen Baugliedern als Horizontalverschiebung mitteilt, derart, dass die gesamte Längen- änderung auf eine so grosse Anzahl entsprechend kleinerEinzelfugen verteilt wird, dass sie von dem darüber hinweggeführten Asphaltbelag ohne Rissgefahr aufgenommen werden kann.
Die Zugorgane bestehen zweckmässig aus in den die Fuge bildenden Bauteilen fest verankerten Spanngliedern, auf welche in einer Ausklinkung des einen Bauteiles Mann an Mann beweglich gelagerte, quer zu ihrer Längsachse durchlochte Betonbalken aufgefädelt sind, wobei zwischen den Spanngliedern und den Betonbalken ein Verbund durch Injizieren von Zementleim hergestellt ist.
Die Verankerung der Zugorgane in den die Fuge bildenden Bauteilen erfolgt zweckmässig durch Vermuffen mit der Spannbewehrung des Tragwerkes. Es ist aber auch möglich, die Zugorgane durch Vermuffen mit einem einen einbetonieren Betonfertigteilbalken in der Längsrichtung durchsetzenden Spannstab herbeizuführen.
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Die Wirkungsweise der Erfindung lässt sich etwa mit der eines Gummibandes vergleichen, mit dem zwei relativ zueinander bewegliche Bauteile verbunden sind bzw. die zwischen ihnen befindliche Fuge überbrückt wird. Die Elastizität dieses"Gummibandes"wird dabei durch die Zugorgane erreicht, die in den die Fuge bildenden Bauteilen verankert sind und eine der Bewegung der Bauteile umgekehrt proportionale Längenänderung erfahren. Um nun die Summe der Längenänderungen, die an der Fuge auftreten, auf eine so grosse Strecke zu verteilen, dass sie der Bitumenbelag ohne Rissgefahr mitmachen kann, wird von vornherein eine Reihe von exakt ausgebildeten Fugen vorgegeben, indem nämlich im Bereich der Fuge eine Anzahl von quer zur Fuge verlaufenden Baugliedern nebeneinander angeordnet und mit den Zugorganen verbunden wird.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Eigenschaften der erfindungsgemässen Fugenausbildung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt in Fahrbahnachse bzw. einen Querschnitt durch die Fugenausbildung und Fig. 2 einen Querschnitt durch die Fahrbahnkonstruktionbzw. einen Längsschnitt durch die Fugenausbildung.
Die erfindungsgemässeFugenausbildung soll im folgenden am Beispiel eines Einhängeträgers erläutert werden. Der über ein festes Widerlager hinausragende Brückenteil ist in der Fig. 1 mit 1 und der Einhängeträger mit 2 bezeichnet. Der Einhängeträger 2 liegt auf dem Tragglied 1 mittels eines Punktkipplagers 3 auf. Zur Aufnahme der Längenänderungen zwischen Einhängeträger 2 und Tragglied 1 dient eine wegen der Auflagerung abgesetzte Fuge 4, die je nach den Temperaturverhältnissen mehr oder weniger breit ge- öffnet ist.
Die Tragkonstruktion 1 ist in dem Bereich neben der Fuge unterhalb des Fahrbahnbelages 5 auf eine gewisse Strecke in einer Tiefe von zirka 15 cm ausgeklinkt und die dadurch entstandene Aussparung durch Betonfertigteilbalken 6 von zirka 14 auf 14 cm Querschnitt, die Mann an Mann quer zur Fahrbahnachse liegen, ausgefüllt. Die Länge dieser Ausklinkung, in Fahrbahnrichtung gemessen, muss in einer gewissen Abhängigkeit von der Spannweite der Briickenkonsiruktion stehen und muss wieder den Anforderungen genügen, dass der unmittelbar auf diese Fertigteilbalken 6 aufgebrachte Fahrbahnbelag 5 nur eine Fugenbewegung von zirka 0, 75 mm ohne Rissgefahr überbrücken kann. In dem dargestellten Beispiel beträgt die Spannweite zwischen den Unterstützungen etwa 30 m.
Da ein Einhängeträger angeordnet ist, verteilen sich die Längenänderungen aus den Temperaturunterschieden auf zwei Fugen. Da, wie bereits oben ausgeführt, auf zirka 1, 50 in Bauwerkslänge eine Fuge angeordnet werden muss, beträgt die Ausklinkung im vorliegenden Fall etwa 1/10 der Spannweite.
Die Fertigteilbalken 6 liegen auf einer Sandbettung 7 auf und sind durch zirka 5 mm dicke Asbestplatten 8 oder ein ähnliches Material, das ein gleichmässiges Öffnen und Schliessen der Fugen gestattet, voneinander getrennt. Sie sind weiterhin quer zu ihrer Längsrichtung durchlocht, und durch diese Löcher 9 sind Spannglieder 10 gesteckt, die in den beiden eine Fuge bildenden Bauwerksteilen 1, 2 verankert sind. Im Beispiel besteht die Verankerung aus Spannstäben aus hochwertigem Stahl, z. B. St 125/140, die an den aus denFertigteilbalken 6 herausragenden Enden 11, 12 mit Gewinden versehen sind.
Auf der dem Tragwerk zugekehrten Seite sind diese Spannstäbe mit den Enden der dort verankerten Spannglieder 13, z. B. durch Vermuffung verbunden, während auf der dem Einhängeträger zugekehrten Seite an das überstehende Ende der Spannstäbe ebenfalls durchVermuffungVerankerungskörper 14 angeschlossen sind, die aus einem in Längsrichtung von einem Spannstab 15 durchzogenen Fertigteilbalken. 16 bestehen, der in diesem Zustand in den Einhängeträger einbetoniert wird.
DieSpannstäbe, deren Länge gleich der der Ausklinkung etwa 1/10 der Spannweite des Bauwerks be- trägt, erleiden bei Temperaturänderungen eine zehnmal so grosse Dehnung wie der Beton des Bauwerks, nämlich 5 mm/m, was einer Spannungsdifferenz im Spannstahl von 10400 kg/cm2 entspricht. Die Stäbe werden so eingebaut, dass sie bei Temperaturminimum mit zirka 11400 kg/cm2, bei Temperaturmaximum mit zirka 1000 kg/cm auf Zug beansprucht sind. Die Spannstäbe 10 werden durchinjizieren der Hohlräume mit Zementleim in Verbund mit den Fertigteilbalken gebracht, so dass sich beim Zusammenziehen derBrückenkonstruktion infolgeTemperaturabfalls dieSpannstäbe dehnen und sich dieDehnung auf alle Asbestfugen gleichmässig verteilt.
Mit Hilfe dieser Fugenausbildung ist es möglich, bei Dehnungsfugen von Brücken, insbesondere von Hochstrassen, auf besondere Fugenübergänge völlig zu verzichten und über die ganze Fahrbahnlänge eine durchgehende Asphaltfahrbahndecke anzuordnen.