AT344780B - Spannbeton-fahrbahnplatte - Google Patents

Spannbeton-fahrbahnplatte

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AT344780B AT245676A AT245676A AT344780B AT 344780 B AT344780 B AT 344780B AT 245676 A AT245676 A AT 245676A AT 245676 A AT245676 A AT 245676A AT 344780 B AT344780 B AT 344780B
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Description


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     Die Erfindung betrifft eine Spannbeton-Fahrbahnplatte aus nebeneinanderliegenden und quer   über die ganze Fahrbahnbreite verlaufenden Fertigplatten, die im Auflagebereich auf den Längsträgern mit durch Ortbeton ausgefüllten   und von Quertragbalken durehzogenen Durchbrüchen versehen sind und längs den querverlaufenden   Stossfugen eine ebenfalls mit Ortbeton auszufüllende L-förmige Ausnehmung aufweisen. 



   Ein derartiger über die gesamte Fahrbahnbreite sich erstreckender Fertigteil ist bereits bekannt (AT-PS Nr. 285663). Dieser Fertigteil besteht aus Quertragbalken, deren Höhe im wesentlichen der Fahrbahndicke entspricht. Diese Quertragbalken sind im Bereich der Auskragung und im Bereich zwischen der Auflage auf den Längsträgern mit als verlorene Schalung dienenden Platten verbunden. Nach dem Verlegen dieser Fertigteile auf den Längsträgern werden die Querspannglieder und die Bewehrung in die Fertigteile eingelegt und diese mit Ortbeton ausgegossen.

   Dazu ist ein verhältnismässig grosser maschineller Aufwand an der Baustelle erforderlich, da die frischbetonierte Ortbetonplatte nicht befahrbar ist und somit der benötigte Beton nicht 
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 dass es nur auf den Träger aufgelegt wird und nach dem Einbringen des Ortbetons den oberen Teil des Trägers bzw. des Trägerflansches nicht umfasst. Dadurch ist eine Vorspannung im Bereich der Verbindungsfuge in Querrichtung bzw. eine Umlagerung der Vorspannung auf den Trägerflansch nicht möglich. 



   Für ein Brückentragwerk mit einer aus mit   Querspanngliedern   durchzogenen Fertigplatte hergestellten Fahrbahn ist es auch bekannt, sich von Längsträger zu Längsträger erstreckende Fertigplatten in der Dicke der Fahrbahnplatte vorzusehen, wobei die Längsfugen über den Längsträgern verlaufen. Durch die plattenförmigen Betonfertigteile sind Spannkanäle in Querrichtung geführt, durch welche nach dem Montieren der Platten die Spannglieder hindurchgefädelt werden müssen. Dies setzt voraus, dass die Fahrbahnplatten sehr gewissenhaft verlegt und genau ausgerichtet sein müssen, damit die Spannkanäle fluchten. In den einzelnen Fugen zwischen den Fahrbahnplatten   müssen Muffenstosse   angebracht werden, so dass sehr viel mehr Muffenstösse benötigt werden, als dies bei aufgelegten Spanngliedern der Fall ist.

   Der Vorteil, dass die Fahrbahnplatte nach dem Verlegen der Fertigteile bereits befahrbar ist und somit für das Verlegen der Fertigteile wesentlich einfachere sowie leichtere und damit billigere Verlegegeräte benutzt werden können, wird teil- 
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 und anderseits für die Abstützvorrichtungen für die Montage der auskragenden äusseren Fertigplatten benötigt wird. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus Fertigplatten herstellbare quer vorgespannte und voll bewehrte Spannbeton-Fahrbahnplatte für sehr hohe Belastungen zu schaffen, wobei das Tragsystem schon im   Fertigteil vorliegt und das Ausfüllen der Fugen das Tragsystem nicht mehr wesentlich   verändert, wobei jedoch durchden Fugenbereich zwischen   Längsträger und   Fahrbahnplatte   nach demAusbetonieren der Fugen Vorspann-   druckkräfte verlaufen. Ferner sollen die Fertigplatten schon vor dem Ausgiessen der Fuge befahrbar sein. 



   Ausgehend von der eingangs erwähnten Spannbeton-Fahrbahnplatte wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass   die Fertigplatten in voller Dicke der Fahrbahnplatte   hergestellt sind, dass die Durchbrüche einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Längsträgers im Auflagebereich freigeben, dass die Querspannglieder sowie die volle Bewehrung der Fahrbahnplatte sowohl durch die vorfabrizierte Fertigplatte als auch durch die Quertragbalken und gegebenenfalls die Durchbrüche verlaufen, und dass die Unterseite der Fertigplatten im Auflagebereich auf den Längsträgern mit Ausnehmungen versehen ist, so dass die Fertigplatten über den Längsträger bzw. den Obergurt des Längsträgers greifen. 



   Bei einer nach den Merkmalen der Erfindung ausgestalteten Fertigplatte ergeben sich wesentliche Vorteile sowohl für die Herstellung einer Spannbeton-Fahrbahnplatte als auch für die Statik der Fahrbahnplatte selbst. Durch das Vorsehen der Durchbrüche in der Fertigplatte erhält diese in Querrichtung eine konstruktive bzw. statische Weichheit, die sie in die Lage versetzt, auch Trägerunebenheiten auszugleichen, ohne dass sie bricht. Daraus ergibt sich, dass das Mörtelbett, in das die Quertragbalken beim Ablegen der Platte eingelegt werden, nicht extrem genau ausnivelliert sein muss. Trotz dieser Weichheit der Fertigplatte ist jedoch durch   die Teilvorspannung genügend Druckkraft in den Quertragbalken   vorhanden, um zu verhindern, dass der Beton Zugrisse und Bruchstellen an diesen durch die Durchbrüche geschwächten Stellen erhält.

   Ein weiterer Vorteil ergibt sich auch gegenüber dem in seiner gesamten Breite mit Ortbeton auszufüllenden Fertigteil aus der Tatsache, dass keine sehr grossflächigen Schubverbindungen zwischen dem Ortbeton und dem Fertigteil vor-   handen   sind. Es ist bekannt, dass die Oberfläche des Fertigteil, bevor der Ortbeton eingebracht werden soll, sehr sorgfältig vorbereitet sein muss, um eine einwandfreie Flächenschubverbindung zu gewährleisten. Ganz wesentlich ist dabei, dass diese Oberfläche weder mit Staub oder Erde verschmutzt noch mit Zementmilch bedeckt sein darf. Daraus leitet sich ab, dass die Oberfläche auch die richtige Feuchtigkeit haben muss, jedoch   keineWasserrückständevorhanden   sind, die durchAuswaschen derunteren Lage des eingebrachten Ortbetons eine Verminderung der Flächenschubverbindung unvermeidlich machen.

   Ferner wird durch die Erfindung ein weiterer Nachteil überwunden,   der beim Betonieren grossflächiger,   verhältnismässig dünner Betonplatten prak- 

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 der Fertigplatte vorhanden ist, dass der Beton keine Zugrisse und Bruchstellen insbesondere an den Quertragbalken während des Verlegens erhält. Erfahrungsgemäss kann die Teilvorspannung etwa 10 bis 40% der Gesamtvorspannung betragen. 



   Aus   den Fertigplatten --2-- ragen in die L-förmigenAusnehmungen --5-- schleifenförmig   gebogene Bewehrungseisen, die sich gegenseitig überlappen und eine   gute Verbindung in derQuerfugenachdemBetonieren   gewährleisten. Auch aus der Oberfläche des Längsträgers ragen schleifenförmige Bewehrungseisen in die Durchbrüche, so dass nach dem Ausbetonieren dieser Durchbrüche die Schubverbindung im Anschlussbereich an den Längsträger gewährleistet ist. 



   Nach dem Verlegen der Fertigplatte werden die   Durchbrüche --3-- und   die L-förmigen Ausnehmungen   - -5-- mitFugenbeton ausgefUllt. Dabei entfäUt eine Verschalung   unter   denL-förmigenAusnehmungen,   jedoch werden die parallel zu den beiden Seitenflächen des Obergurtes verlaufenden Längsfugen mit Schalleisten   - -11-- verschlossen.   Die Seitenflächen des Obergurtes verlaufen vorzugsweise geneigt zur Senkrechten, womit sichergestellt wird, dass diese Längsfugen einwandfrei mit Fugenbeton ausgefüllt sind.

   Da die Fertigplatte im Auflagebereich auf dem Längsträger diesen über einen Teil der Seitenfläche des Obergurtes umfasst, geht auch   ein Teil der V orspanndruckkräfte durch   diese Längsfuge, so dass sie im Fugenbereich eine sichere Druckkraft ausbildet, die sich aus der Restvorspannung und der Umlagerung durch Kriechen und Schwinden ergibt. 



  Ein Vorteil der erfindungsgemässen Fertigplatte ist auch darin zu sehen, dass die Längsfuge an den Seitenflächen des Obergurtes nicht mehr an der Stelle des grössten Biegemomente bei normalen Verkehrslasten liegen. Eventuell in diesem Bereich auftretende Schubkräfte können bereits durch die Bewehrung, d. h. mit Hilfe von Schubeisen aufgenommen werden. 



   Die Fertigplatte gemäss der Erfindung weist gegenüber dem für den Endzustand notwendigen Tragverhalten keine wesentlichen Änderungen auf, d. h. die Konstruktion der Fertigplatte als Tragelement umfasst bereits das endgültige Tragsystem. Durch das Ausbetonieren der Fugen bzw. der Durchbrüche wird dieses Tragsystem kaum verändert, die Biegesteifigkeit und Tragfähigkeit jedoch erhöht. Ein Vorteil der Fertigplatte ist auch darin zu sehen, dass durch das Auflösen der Platte mit Hilfe der Durchbrüche die Fertigplatte In Querrichtung eine statische bzw. konstruktive Weichheit erhält, die sie in die Lage versetzt, auch Trägerunebenheiten auszugleichen, ohne zu brechen.

   Es ergibt sich, dass Verbiegungen über die Länge der teilvorgespannten Quertragbalken --4-- von 1 bis 2 cm möglich sind, ohne dass eine Beanspruchung im Bereich der Querbalken entsteht, die zu Schäden führen kann. 



     Inden Fig. 1,   4 und 5 ist das Verlegegerät dargestellt, mit dem eine Fertigplatte --2-- über die Fahrbahnplatte verschoben und auf die Längsträger aufgelegt werden kann. Dieses Verlegegerät besteht aus zwei Verlegewagen --12-- und je einem Vorlaufwagen --13--. Jeder Verlegewagen ist seinerseits aus zwei Transportwagen --14 und 15-- aufgebaut, die mit   einem Längsbalken--16--untereinander   verbunden sind. Die Transportwagen --14 und 15-- sind mit Doppelachsen versehen, deren Abstand grösser als die durch dia L-förmigen Ausnehmungen gebildete Querfuge ist. Dadurch werden Stösse beim Überfahren dieser Fuge vermieden.

   Im Transportwagen sind Hubzylinder --20-- vorgesehen, die oben durch eine Auflageplatte --21-miteinander verbunden sind. Über   Gummilager --22-- ist   auf den   Auflageplatten --21-- der Längsbalken   -   -16- abgestützt.   Am   Längsbalken --16-- sind   zweiarmige Tragbalken --23-- querverlaufend zum Längsbalken --16-- angebracht. An diesen Tragbalken --23-- wird die   Fertigplatte --2-- aufgehängt.   



   Das Verlegegerät umfasst ferner den   Vorlaufwagen --13--,   der auf der Oberfläche des Trägers längsverschiebbar angeordnet ist. Dieser   VorJaufwagen --13-- ist   ebenfalls mit einem Hubzylinder --25-- versehen, der nach oben ausgefahren werden kann. Um die beiden Vorlaufwagen --13-- quer zu stabilisieren, kann ein   Querträger --26-- an   den beiden Vorlaufwagen befestigt werden, der vorzugsweise als Arbeitsbühne ausgebildet sein kann. An diesem Querträger können Rollen --27-- angeordnet sein, die jeweils auf der Innenseite am Träger anliegen und dem Vorlaufwagen eine seitliche Stabilisierung geben. 



   Die Verlegewagen sowie der Vorlaufwagen sind vorzugsweise elektrisch oder hydraulisch angetrieben. 



  Dabei kann in einem der Wagen ein Verbrennungsmotor untergebracht sein, der entweder einen Generator fUr den elektrischen Antrieb oder eine Hydraulikpumpebetätigt, über welche die Hubzylinder und   einHydraulik-   motor antreibbar sind. 
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 --12-- UberFertigplatte --2-- an den   Tragbalken --23-- angehängt   werden kann. Sodann wird mit Hilfe der Hubzylinder -   der Längsbalken-16-- so   weit angehoben, dass die Fertigplatte frei in einem gewissen Abstand zur Oberfläche der Fahrbahnplatte hängt. Für das Aufhängen der Fertigplatte sind besondere Vorkehrungen und Massnahmen zu treffen, damit diese möglichst wenig beansprucht wird. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert. 



   Die beiderseits am Verlegewagen hängende Fertigplatte wird nunmehr mit Hilfe dieser Verlegewagen über die fertiggestellte   Fahrbahnplatte nach vom   transportiert. Dabei werden die Verlegewagen   zweckmässigerweise   derart über die beiden äusseren Längsträger geführt, dass sie mit den Rädern auf den plattenförmigen Teilen 

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 beiderseits der   Durchbrüche --3-- entlangrollen.   Auf diese Weise werden die bereits verlegten Fertigplatten der Fahrbahndecke nur minimal beansprucht. Es ist nicht notwendig, dass für das Transportieren der Fertigplatten die Durchbrüche der bereits verlegten Fertigplatten mit Beton ausgefüllt und abgebunden sind.

   Beim Erreichen der in Fig. 4 dargestellten Position, in welcher sich der vordere Transportwagen auf der zuletzt verlegten Fertigplatte befindet, greift der   Längsbalken --16-- über   den Vorlaufwagen. Der Hubzylinder --25-- am Vorlaufwagen-13-- wird ausgefahren und am   Längsbalken --16-- zur   Anlage gebracht. Anschliessend werden die Hubzylinder --20-- des vorderen Transportwagens --14-- eingefahren und dieser Transportwagen am   Längsbalken --16-- aufgehängt,   da die Auflageplatte --21-- mit Hilfe von Klammern -   am Längsbalken --16-- gehalten   ist und sich somit nicht nach unten verschieben kann. In dieser Lage kann die Fertigplatte --2-- mit Hilfe des Vorlaufwagens und des hinteren Transportwagens --15-- weiter in die Absenkposition verschoben werden.

   In dieser Position werden nunmehr die   Hubzylinder --20   und 25-eingefahren und die Fertigplatte auf den   Längsträgern --1-- abgelegt.   Nach dem Aushängen der Fertigplatte wird das auf dem Vorlaufwagen abgestützte Verlegegerät so weit nach hinten verschoben, dass der vordere Transportwagen über der abgelegten Fertigplatte zu hängen kommt. In dieser Lage werden die Hubzylinder - dieses Transportwagens ausgefahren, bis er auf der Fertigplatte aufsteht. Nach dem Einfahren des   Hubzylinders --25--des Vorlaufwagens --13-- können   die Verlegewagen --12-- unabhängig voneinander zurück zum Lagerplatz für die Fertigplatte verfahren werden. Damit beginnt ein neuer Verlegezyklus. 



   Für das Aufhängen der Fertigplatte an den Verlegewagen ist vorgesehen, dass die Fertigplatte beim Ausführungsbeispiel zweireihig mit jeweils zwei Aufhängepunkten A, B und A',   B'an   dem jeweiligen zweiarmigen Tragbalken --23-- so aufgehängt wird, dass der Tragbalken die halbe Last der Fertigplatte auf den Längsbalken des zugeordneten Verlegewagens überträgt. Dabei werden die Aufhängepunkte an der Fertigplatte und den Tragbalken so ausgewählt, dass sich eine statisch bestimmte und stabile Aufhängung ergibt und die Biegemomente in der Fertigplatte möglichst klein bleiben, so dass die Verformung aus der Biegemomentelinie praktisch 0 ist.

   Aus dieser Aufhängung ergibt sich der Vorteil, dass die Fertigplatte eine nahezu gleichbleibende Beanspruchung während des Transports und des Verlegens erfährt, unabhängig davon, ob Unebenheiten oder dergleichen den Transport ungünstig beeinflussen. Die beiden Verlegewagen können unabhängig voneinander operieren, ohne dass die aufgehängte Fertigplatte ein anderes Moment erhält. Diese Vorteile sind besonders hervortretend, wenn man in Erwägung zieht, dass beim bisherigen Transport von Platten dieser Grösse die Platten   an Aussteifungsträgern   aufgehängt wurden, die über die gesamte Länge der Platte biegesteif sein mussten.

   Ein   solcher Aussteifungsträger   wird nicht mehr benötigt, wodurch sich als weiterer Vorteil eine wesentliche Verringerung des Transportgewichtes ergibt und ferner auch durch die erfindungsgemässe Aufhängung keine besonderen konstruktiven Massnahmen in der Fertigplatte selbst vorgesehen werden müssen, um diese für den Transport speziell zu versteifen. Aus Fig. 6 geht die sich bei der Aufhängung nach der Ausführungsform gemäss Fig. 5 ergebende Biegemomentelinie hervor. Bereits aus dem Verlauf dieser Momentelinie und den für das Ausführungsbeispiel gerechneten positiven und negativen Momenten ergibt sich die Tatsache der   minimalenbeanspruchung derfertigplatte   beim Transport augenscheinlich.

   Für den dargestellten 
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 sich der Wert   a/n.   Für das Verhältnis der Lasten in den Aufhängepunkten A und B bzw. A'und B'gilt 
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 Für das Verhältnis der Hebelarme des zweiarmigen Hebels gilt die Gleichung 
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Bei einer Veränderung der Abstände zwischen den Aufhängepunkten verschieben sich die Maximal- und Minimalwerte für die Biegemomente in entsprechender Weise. Durch eine solche Verschiebung kann z. B. erreicht werden, dass ein Aufhängepunkt nicht in den Bereich der Quertragbalken zu liegen kommt, sondern immer in einem plattenförmigen Teil der Fertigplatte liegt. Auch bei einer   solchen Verschiebung der Aufhänge-   punkte kann die Forderung, dass die Biegemomente in der Fertigplatte möglichst klein und die Verformung etwa 0 sein soll, immer noch erfüllt werden. 



   Vorausstehend wurde eine Fertigplatte zur Herstellung einer quer vorgespannten Fahrbahnplatte sowie 

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 ein Verfahren und   ein Gerät zum Verlegen dieser Platte   beschrieben, die In Verbindung mit einem geeigneten Verfahren zur Herstellung der Längsträger den Bau eines Brückentragwerks aus Fertigteilen unter Verkürzung derftir denBau erforderlichen Zeit In   einem solchen Ausmass   ermöglicht, dass der Überbau eines aus mehreren Feldern bestehenden Brückentragwerkes, z. B. einer Talbrücke, mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Woche pro Feld herstellbar ist, wobei für das eigentliche Verlegen der Fahrbahnplatte bei Feldlängen bis zu etwa 60 m etwanur ein Tag pro Feld benötigt wird.

   Die Erfindung ermöglicht diese Leistung mit einem extrem geringen Aufwand an speziellen Baustellengeräten, so dass sich eine unerwartete Verringerung der Baukosten sowohl aus der verringerten Bauzeit als auch aus dem verringerten Gerätebedarf ergibt. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Spannbeton-Fahrbahnplatte aus nebeneinanderliegenden und quer über die ganze Fahrbahnbreite verlaufenden Fertigplatten, die Im Auflagebereich auf den Längsträgern mit durch Ortbeton auszufüllenden und von Quertragbalken durchzogenen Durchbrüchen versehen sind und längs den   quer verlauf enden Stossfugen   eine ebenfalls mit Ortbeton auszufüllende L-förmige Ausnehmung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigplatten (2) in voller Dicke der Fahrbahnplatte hergestellt sind, dass die Durchbrüche einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Längsträgers   (1)   im Auflagebereich freigeben, dass die   Querspannglie-   der (9) sowie die volle Bewehrung (7,8) der Fahrbahnplatte sowohl durch die vorfabrizierte Fertigplatte als auch durch die Quertragbalken (4)

   und gegebenenfalls die Durchbrüche (3) verlaufen, und dass die Unterseite der Fertigplatten im Auflagebereich auf den   Längsträgern     (1)   mit Ausnehmungen (3) versehen ist, so dass die Fertigplatten über den Längsträger   (1)   bzw. den Obergurt des Längsträgers greifen.

Claims (1)

  1. 2. Fahrbahnplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche mehr als 70% des Flächenbereichs Im Auflagebereich auf den Längsträgern betragen.
    3. Fahrbahnplatte nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Querspannglieder vorzugsweise nur durch die Quertragbalken verlaufen.
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