AT380502B

AT380502B - Verfahren und vorrichtung zum verbreitern von fahrbahnplatten, brueckenfahrbahnen od.dgl.

Info

Publication number: AT380502B
Application number: AT68883A
Authority: AT
Original assignee: Vorspann Technik Gmbh
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1986-06-10
Also published as: ATA68883A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbreitern von Fahrbahnplatten, Brückenfahrbahnen od. dgl. durch Anfügen von Verbreitungsteilen am Längsrand der Fahrbahnplatte sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Brückenfahrbahnen, Hochstrassen oder dergleichen Verkehrsflächen ist es manchmal erforderlich, wegen zunehmenden Verkehrsaufkommens eine Verbreiterung vorzunehmen, um beispielsweise zusätzliche Gehwege, Fahrspuren oder Abstellstreifen zu gewinnen. Wenn von einem völligen Neubau des zu schmal gewordenen Bauwerkes abgesehen werden kann, d. h. wenn seine Tragfähigkeit ausreicht, um auch die durch die Verbreiterung entstehenden höheren Belastungen aus erhöhtem Gewicht und grösserer Verkehrslast (Wanderlast) aufzunehmen, genügt es, die Fahrbahnplatten für sich zu verbreitern. Zu diesem Zwecke werden an den Seiten der Fahrbahnplatten Teile angefügt, wobei sich aber fallweise die Notwendigkeit ergibt, die bestehenden Platten in bestimmten Bereichen zu verstärken.

Die Aufgabe, bestehende Fahrbahnen od. dgl. zu verbreitern, kann beispielsweise mit Stahlbetonkonstruktionen gelöst werden, die an den bereits bestehenden Fahrbahnplatten od. dgl. mit Hilfe schlaffer Bewehrungen, mit Schrauben, Dübeln oder ähnlichen Mitteln befestigt werden. Es wurden auch schon Stahlkonstruktionen angewendet, welche in gleicher Weise mit den schon vorhandenen Platten verbunden wurden.

Der Nachteil dieser beiden Möglichkeiten besteht darin, dass zwischen den schon vorhandenen Platten und den neu hinzugefügten Platten immer eine Fuge entsteht, wodurch die Verbindungsmittel ausser den Biege- und Zugkräften auch noch Scherkräfte aufnehmen müssen. Sie sind daher entsprechend stärker zu bemessen ; die zusammengesetzte Beanspruchung an sich ist für die Verbindungsmittel immer nachteilig.

Zur Behebung dieser Nachteile wird ein Verfahren zum Verbreitern von Fahrbahnplatten, Brükkenfahrbahnen u. dgl. vorgeschlagen, welches erfindungsgemäss darin besteht, dass in der Oberseite der Fahrbahnplatten od. dgl. flache (seichte) Querrinnen hergestellt werden, dass die Verbreiterungsteile am Längsrand der Fahrbahnplatte angefügt werden, dass in die Querrinnen Spannelemente eingelegt werden, welche einenends an der Fahrbahnplatte und andernends an den Verbreitungsteilen verankert werden, und dass die Spannelemente vorgespannt werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ; gemäss der Erfindung besteht diese Vorrichtung aus einem oder mehreren Spanngliedern, z. B. Drähten oder Litzen, deren jedes von einem Schutzrohr mit kreisförmigem Querschnitt bzw. deren alle, nebeneinanderliegend, von einem Schutzrohr mit flachem, rechteckähnlichem Querschnitt umgeben sind, aus nachspannbaren Verankerungen für die Enden der Spannglieder und aus topfartigen, in die Fahrbahnplatte einsetzbaren Verankerungsbuchsen zur Aufnahme der Verankerungen.

Weitere Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert.

Hiebei zeigt Fig. l einen weitgehend vereinfachten Querschnitt durch eine nach der Erfindung verbreiterte Fahrbahn einer Hochstrasse oder Brücke ; die Fig. 2a und 2b sowie 3a und 3b sind Schnitte nach den Linien II-II bzw. III-III in Fig. l und veranschaulichen jeweils zwei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Spannelemente ; die Fig. 4 und 5 sind teilweise Fahrbahnquerschnitte und betreffen zwei verschiedene Ausbildungsarten der Endverankerung der Spannelemente in der vorhandenen Fahrbahnplatte od. dgl. ; Fig. 6 zeigt im Fahrbahnlängsschnitt Zuganker zum Niederhalten der Spannelemente, die Fig. 7, 8 und 9 veranschaulichen die Verankerung, wobei Fig. 7 ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 8 ist und Fig. 9 ein vergrösserter Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8.

Fig. l ist ein Schnitt durch eine bereits verbreiterte Brückenfahrbahn. Die ursprünglich vorhandenen Fahrbahnplatten sind mit-l-bezeichnet. Sie ruhen auf dem durch Pfeiler --2-- versinnbildlichten Tragwerk auf. Die Fahrbahnplatten-l-sind durch plattenförmige Teile --3-verbreitert. Diese Teile --3-- können vorgefertigte Betonplatten sein ; sie können aber auch mit Hilfe von Schalungen an Ort und Stelle gefertigt werden. Natürlich können auch Stahlkonstruktionsteile mit Deckschicht oder andere, in beliebiger Weise erzeugte Platten u. dgl. angewendet werden.

Zur Befestigung der Teile --3-- an den Platten --2-- sind Spannelemente --4-- vorgesehen, deren Aufbau später genauer erklärt wird. Jedes Spannelement ist mittels Verankerungen --5-einenends an der äusseren oder freien Schmalseite der Teile --3-- und andernends an der Platte

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Bei der Ausbildung nach Fig. 5 ist die ebenfalls zylindrische Durchbrechung --6-- zur Oberseite der Platte-l-geneigt hergestellt, u. zw. so, dass ihre Wandung senkrecht steht zum Boden der Querrinne --9-- bei deren Einmündung in die Durchbrechung --6--. Die Druckplatte --15-hat demnach rechteckige Form und ist daher leicht herstellbar und ohne Schwierigkeiten in der Buchse zu befestigen.

Bei beiden Ausführungsarten kann die Buchse'--7-- aus einem gerade bzw. schräg abgeschnittenen Stahlrohr hergestellt werden, welches mit Durchbrechungen --8-- versehen wird und in welchem die Druckplatte --15-- befestigt wird ; sodann wird der überstehende Boden, der in jedem Fall Kreisform haben kann, vorzugsweise durch Schweissen mit dem Rohrstück verbunden.

Zum Festlegen der Enden der Spannglieder --13-- sind Widerlagerplatten --17-- mit einer bzw. mehreren nebeneinanderliegenden konischen Bohrungen --18-- zur Aufnahme der nachspannbaren Verankerungen --5-- in Form von Keilen vorgesehen. Diese Keile bestehen, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, aus je zwei Halbbuchsen --19--, die aussen konisch und innen im wesentlichen zylindrisch sind. An den dickeren Enden der Halbbuchsen --19-- sind zusätzliche Schlitze --20-- vorgesehen. Eine Nut --21-- nahe dem dickeren Ende dient zum allfälligen Herausziehen der Halbbuchsen aus den konischen Bohrungen --18-- in den Widerlagerplatten --17--. Die Innenseite der Halbbuchsen --19-- ist mit Rillen --22-- bzw. Rippen --23-- versehen, die sägezahnförmigen Verlauf haben.

Der untere Abschnitt --24-- der Halbbuchsen --19-- ist, ausgehend vom dünneren Ende, angefast oder abgeschrägt (vgl. Fig. 9).
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und der Widerlagerplatte --15-- ein Schutzrohr ("Trompete") --25-- vorgesehen, welches das Spannglied bzw. die jeweils vom gleichen flachen Hüllrohr --14-- umgebenen Spannglieder --13-- um- schliesst und bis in die Durchbrechung --26-- in der Druckplatte --15-- reicht. Vom Schutzrohr - geht ein Rohrstutzen --27-- aus, an welchen ein Füllschlauch (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann. Durch diesen Schlauch kann das Innere der Trompete --25-- unter entsprechender Druckanwendung mit einer Füllmasse wie Fett, Bitumen, Kunststoff, Füllmörtel u. dgl. ausgefüllt werden.

Die Füllmasse schliesst dabei die Spalte zwischen Trompete --25-- und Hüllrohr --14-- einerseits und zwischen Trompete --25-- und Druckplatte --15-- sowie Widerlagerplatte --17-- völlig aus. Das Eindringen von Feuchtigkeit wird dadurch mit Sicherheit vermieden.

Die Trompeten --25-- haben, wenn nur ein Draht bzw. nur eine Litze pro Hüllrohr vorgesehen ist, im wesentlichen Zylinderform. Umgibt das sodann flache Hüllrohr mehrere Drähte oder Litzen, dann hat die Trompete im Grundriss Trapezform, d. h. sie wird vom Hüllrohr weg und zur Druckplatte hin breiter, weil der Abstand der konischen Bohrungen --18-- in der Widerlagerplatte - grösser ist als der Abstand der Spannglieder --13-- voneinander im Hüllrohr.

Zum sicheren Halten der Spannelemente --4-- in den Querrinnen --9-- können, falls erforderlich, Queranker --28-- vorgesehen werden (Fig. 6). Deren vom Querstück --29-- ausgehender Spannbolzen --30-- durchsetzt eine Bohrung --31-- in der Platte-l-und ist mittels Muttern --32-festgelegt. Der Spannbolzen kann aber auch in einer Sackbohrung mittels Dübeln festgehalten werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird in der folgenden Weise durchgeführt :
Die zu verbreiternden Platten-l-der Fahrbahn od. dgl. werden an ihrer Oberseite mit den in entsprechendem gegenseitigem Abstand liegenden seichten Querrinnen --9--, etwa durch Fräsen oder Schleifen, versehen. Die Rinnen --9-- beginnen am Rand der Platten-l-und werden zu den inneren Enden hin tiefer. An den inneren Enden der Rinnen werden die Durchbrechungen --6--, gerade oder schräg, durch Bohren, Schlagbohren, Schleifen, Fräsen usw. hergestellt. Die Buchsen --7-- werden in die Bohrungen eingesetzt, wobei ihre Durchbrechungen --8-- mit den Rinnen --9-- fluchten müssen, und werden in üblicher Weise festgelegt. Nunmehr werden die Ver- breiterungsteile --3-- angebracht oder es werden Schalungen für ihre Fertigung an Ort und Stelle gebaut.

Sodann werden die Spannelemente --4-- in die Rinnen --9-- eingelegt sowie in die dazu vorgesehenen Kanäle der fertigen Teile --3-- eingezogen bzw. in die Schalungen eingebracht. Die einen Enden der Spannglieder --13-- werden in die Verankerungsbuchsen eingezogen, die Keile (Halbbuchsen --19--) werden angesetzt und in die Bohrungen der Widerlagerplatten eingeschoben.

Die andern (äusseren) Enden der Spannglieder --13-- werden in derselben Art durch konische Boh-

rungen von Widerlagerplatten gezogen und mit Verankerungen --5-- (Halbbuchsen --19--) verse- hen. Falls vorgesehen, sind jetzt die Teile --3-- zu giessen; ihr Abbinden ist abzuwarten. Falls erforderlich, werden die Queranker in zuvor hiebei hergestellte Bohrungen eingesetzt und festge- legt.

Durch Ansetzen von Vorspannpressen vorzugsweise an den aus den Teilen --3-- vorstehenden
Enden der Spannglieder --13--, wobei gleichzeitig die Halbbuchsen --19-- in die konischen Bohrungen der Widerlagerplatte gedrückt werden können, werden die Spannglieder --13-- vorgespannt.

Dadurch erfolgt auch die Verankerung der Spannglieder an den Platten indem die Spannglieder die Halbbuchsen --19-- in die konischen Bohrungen der Widerlagerplatten --17-- hineinziehen.

Nach dem Abschliessen des Vorspann-Vorganges werden an die Stutzen --27-- Schläuche angeschlos- sen zum Füllen der Trompeten mit Füllmasse. Nach dem Füllen der Trompeten werden die Schläuche wieder abgenommen. Die Rinnen und die Verankerungsbuchsen werden mit Füllmassen ausgefüllt.

Die Fahrbahndecke kann jetzt aufgebracht werden.

Durch die Vorspannung der Spannelemente werden die Teile --3-- voll an die schon vorhandenen Platten-l-angepresst ; es entsteht daher aus beiden Stücken eine monolithische Platte. In der Trennfläche treten, gleichviel welcher Art die Beanspruchungen sind, keine oder nur sehr geringe Zugspannungen auf. Mit der Anwendung der Spannelemente kommen erprobte Verbindungselemente zum Einbau, die sowohl für statische als auch für dynamische Beanspruchungen eine hohe Sicherheit aufweisen. Es ist zu beachten, dass die Herstellung der Fahrbahnverbreiterungen häufig ohne jede Verkehrsbeschränkung erfolgen muss.

Durch den Verkehr entstehen demnach auch während der Herstellungszeit der Teile --3-- und während des Vorspannens der Spannelemente --4-- Vibrationen ; deshalb ist die Wirkung der Vorspannung dadurch, dass die Teile --3-- und die Platten - voll angepresst werden, besonders günstig.

Durch die zum Anspannen der neuen Fahrbahnteile angebrachten Spannelemente werden die schon vorhandenen Fahrbahnplatten verstärkt, so dass sie in der Lage sind, die höheren Beanspruchungen infolge der Verbreiterung problemlos zu übernehmen.

Das Wesen der Lösung der gestellten Aufgabe bestand in der Auswahl der Spannelemente, in der Art der Verlegung derselben, in der Konstruktion der Verankerung sowie im Korrosionsschutz.

Die Vorteile der Anwendung der beschriebenen Spannelemente mit dünnen Drähten oder Litzen als Spannglieder liegen in deren besonderer Biegsamkeit, auch mit sehr kleinem Krümmungshalbmesser, zur Anpassung an örtliche Ungenauigkeiten und Umlenkungen sowie bei den Ablenkungen an den Verankerungsstellen, in der geringen Dicke der Spannelemente, so dass die für sie vorzusehenden Rinnen in den vorhandenen Platten sehr seicht sein können, wobei jeweils mehrere Spannglieder im gleichen, flachen Schutzrohr geführt sein können. Damit können auch die Ankerkörper klein und flach ausgebildet werden und bewirken damit eine sehr platzsparende Anordnung, wodurch hohe Sicherheit gegen statische und gegen dynamische Beanspruchungen gegeben ist.

Durch die Anordnung der Hüllrohre, die selbst mit Korrosionsschutzüberzügen versehen sind, durch das Ausfüllen aller Zwischenräume zwischen Spanngliedern und Hüllrohren mit Korrosionsschutzmassen sowie durch das Überziehen der Spannglieder selbst mit Polyäthylen od. dgl. ist jeder Korrosionsangriff auf die Spannelemente auf Lebenszeit der Fahrbahn unmöglich gemacht.

Die Einleitung der Verankerungskräfte aus den Spannelementen in die vorhandenen Platten ist durch die Verwendung der topfartigen Buchsen --7-- aus Stahl überaus einfach, sicher und völlig wartungsfrei.

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PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Verbreitern von Fahrbahnplatten, Brückenfahrbahnen od. dgl., durch Anfügen von Verbreiterungsteilen am Längsrand der Fahrbahnplatte, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberseite der Fahrbahnplatten od. dgl. flache (seichte) Querrinnen hergestellt werden, dass die Verbreiterungsteile am Längsrand der Fahrbahnplatte angefügt werden, dass in die Querrinnen Spannelemente eingelegt werden, welche einenends an der Fahrbahnplatte und andernends an den Verbreiterungsteilen verankert werden, und dass die Spannelemente vorgespannt werden. <Desc/Clms Page number 5>

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung an den Verbreiterungsteilen an deren aussenliegender Schmalseite erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verankerung der Spannglieder in der Fahrbahnplatte in dieser Durchbrechungen von etwa kreisförmigem Querschnitt hergestellt werden, in welche die Querrinnen einmünden, dass in die Durchbrechungen topfartige Verankerungsbuchsen eingesetzt werden und dass das eine Ende der Spannelemente durch Löcher in der Wandung der Verankerungsbuchsen durchgesteckt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrinnen zu den Durchbrechungen hin tieferwerdend ausgeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen schräg zur Fahrbahnplatten-Oberseite ausgeführt werden, so dass der Boden des Endes der Querrinne senkrecht zur Wandung der Durchbrechung steht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente zumindest in der Nähe der Ränder der Fahrbahnplatten und bzw. oder der Verbreiterungsteile durch Queranker festgelegt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Querrinnen liegenden Spannelemente mit einer die Rinne ausfüllenden Schicht aus Beton, Bitumen od. dgl. überdeckt werden.

8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die topfartigen Verankerungsbuchsen mit Beton, Bitumen od. dgl. ausgefüllt werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem oder mehreren Spanngliedern (13), z. B. Drähten oder Litzen, besteht, deren jedes von einem Schutzrohr (14) mit kreisförmigem Querschnitt bzw. deren alle, nebeneinanderliegend, von einem Schutzrohr mit flachem, rechteck ähnlichem Querschnitt umgeben sind, aus nachspannbaren Verankerungen (5) für die Enden der Spannglieder (13) und aus topfartigen, in die Fahrbahnplatte einsetzbaren Verankerungsbuchsen (7) zur Aufnahme der Verankerungen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Spannelement (4) mit einem Korrosionsschutz-Überzug, vorzugsweise aus Polyäthylen, versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzrohre (14) aus Stahl oder Stahlblech bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzrohre (14) gewellt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzrohre (14) vorzugsweise innen und aussen, mit einem Korrosionsschutzüberzug, vorzugsweise Polyäthylen, versehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen Spannglied (13) und Schutzrohr (14) mit einer Korrosionsschutzmasse, vorzugsweise einem Fett, ausgefüllt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verankerung aus zwei aussen konischen, innen zylindrischen, am dickeren Ende längsgeschlitzten Halbbüchsen (19) besteht, welche mitsammen ein Ende eines Drahtes bzw. einer Litze umgeben und in eine konische Bohrung (18) einer Ankerplatte (17) einsetzbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite jeder Halbbuchse (19) mit Querrillen (22) versehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (22) sägezahnartigen Querschnitt haben.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite jeder Halbbuchse (19) nahe dem dünneren Ende angefast ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsbuchse (7) eine Druckplatte (15) zur Auflage einer Wiederlagerplatte (17) für die Verankerungen (5) aufweist. <Desc/Clms Page number 6>

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsbuchse (7) die Form eines schiefen Zylinders hat und die Druckplatte (15) achsparallel verläuft.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsbuchse (7) mit einem allseits vorstehenden Boden versehen ist.