AT396139B

AT396139B - Verfahren zur sanierung von bruecken

Info

Publication number: AT396139B
Application number: AT136590A
Authority: AT
Original assignee: Geisler Herbert
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1993-06-25
Also published as: EP0463619B1; ATA136590A; DE59101222D1; EP0463619A1

Description

AT396 139 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung von Brücken, insbesondere Autobahnbrücken, aus aneinandergereihten PUzelementen, die jeweils einen Schaft und eine allseitig auskragende Pilzplatte aufweisen, wobei ein erster Querrand jeder Pilzplatte eine Auflagerkonsole für den abgestuften, zweiten Querrand der anschließenden Pilzplatte aufweist, und zwischen je zwei der das Brückentragwerk bildend«! Pilzplatten eine die 5 Standsicherheit der Auflageikonsole gefährdende Pilzfuge ausgebildet ist.

Im Zuge des Autobahnbaues der vergangenen 40 Jahre, wurden eine Reihe von Autobahnbrücken als sogenannte Pilzbrücken «richtet. Diese Art von Brückenkonstruktion setzt sich je nach Brückenlänge aus ein« unterschiedlichen Anzahl hintereinander gereihter, sich wiederholender "Vollpilze" oder "Halbpilze" zusammen. Der Vollpilz besitzt eine solche Breite, daß beide Richtungsfahrbahnen einer Autobahn einschließlich all« Leit- und 10 Begrenzungseinrichtungen darauf Platz finden können. Die Breite des Halbpilzes bietet hingegen nur Platz für eine Richtungsfahrbahn, einschließlich deren Begrenzungseinrichtungen. Jed« Voll- oder Halbpilz weist einen hohlen Schaft und eine Pilzplatte auf, welche monolithisch miteinand« verbunden sind. Die Pilzplatte ist massiv und besteht aus Spannbeton. Die Fugenkonstruktion soll einerseits die Befahrbarkeit der Fugen und andererseits deren Dichtigkeit gegen in die Fugen bzw. auf die Auflagerkonsolen und die Auflagerelemente eindringende 15 aggressive Fahrbahnabwässer sich«stellen. Beispiele für solche Fugenkonstruktionen zeigen die AT-PS 375 984 und die EP-A149 697.

Im Laufe d« nun jahrzehntelangen Betriebserfahrung zeigt es sich, daß die Fugenkonstruktionen unter der ständigen Einwirkung des mit hoher Geschwindigkeit rollenden Rades einem außerordentlich hohen V«schleiß unterliegen, sodaß die Dichtigkeit auch nach jeder Reparatur oder Austausch der Fugenkonstruktion bereits nach 20 wenigen Monaten nicht mehr gegeben ist. Dadurch sind die Auflagerkonsolen und die Auflagerelemente größtenteils nicht gegen die aggressiven Fahrbahnabwässer geschützt. Da aber gerade die Standsicherheit d« Gesamtkonstruktion vom Zustand der Auflagerkonsolen abhängt, ist die Standzeit der Pilzbrücken insgesamt erheblich verkürzt.

Es wurde bereits versucht die Fugen "stillzulegen", d. h. dem direkten Verschleiß durch den reitenden Verkehr 25 und dem Zutritt von Fährbahnabwässem zu entziehen, indem deren Dehnweg unterbrochen wurde. Um dies zu erreichen, w«den die bestehende Tragkonstruktion geöffnet und die Verankerungsvorrichtungen der Spannglied« bzw. diese selbst direkt verbunden. Die Durchführung dieses Verfahrens zählt zu den schwierigsten und kostenaufwendigsten Aufgaben im konstruktiven Ingenieur- und Spannbetonbau.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, das mit einem wirtschaftlich 30 vertretbaren Aufwand die Tragfähigkeit der Auflagerkonsolen der Pilzfug«! dauerhaft erhält, bzw. eine b«eits ver minderte Tragfähigkeit der Pilzkonstruktion im nachhinein entsprechend erhöht Gegebenenfalls soll es dabei auch möglich sein, die Brücke zu v«breitem.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Brückentragwerk durch eine sich üb« die Pilzfugen erstreckende, bewehrte B etonkonstruktion ergänzt wird, die an den Schäften der Pilzelemente abgestützt wird. 35 Durch die ergänz«ide Betonkonstruktion wird die Pilzbrücke in einer Weise verändert die ihre Standzeit an jene ander« Brück«itragwerke angleicht indem die in sich wid«sprüchliche Doppelfunktion d« Pilzfugen, nämlich die eines Verschleißteiles mit Standsicheiheitserfordernis, ausgeschlossen wird.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß als ergänzende Betonkonstruktion auf die Pilzplatten mindestens eine, mehrere Pilzplatten überspannende Fahrbahntragplatte aus Stahl- oder Spannbeton aufge-40 bracht wird.

Eine derartige Vorgangsweise wird insbesondere dann gewählt wenn die Schädigung der Auflagerkonsole und der Auflag«elemente noch gering und eine ausreichende Tragreserve gegeben ist D« Zutritt der Fahrbahnabwässer in die Pilzfugen und die weitere Korrosion der Auflagerkonsole und der Auflagerelenrente ist dadurch ausgeschlossen. Bevorzugt wird dabei der bestehende Fahrbahnaufbau entfernt über die freiliegenden Pilzplatten 45 eine Trennschicht gelegt und darauf die neue Fahrbahntragplatte Irergestellt Die Trennschicht sorgt eurerseits für eine Abdichtung zu den Pilzelementen und andererseits für den nötigen Dehnweg der neuen Fahrbahntragplatte, wenn als Trennschicht eine untere Lage aus Vlies, eine mittlere Kunststoffolie und eine obere Lage aus Vlies aufgebracht wird. Beispielsweise werden hiefür Kunststoffvliese eingesetzt Falls «forderlich, kann die neue Fahrbahntragplatte mit einer Pilzplatte v«bunden werden, sodaß ein Dehnungsfestpunkt gebildet wird. Bedingt 50 durch das Herstellungsv«£ahren der Pilzelemente weist die Spannbewehrung der Pilzplatte sogenannte Fenster auf, sodaß eine Einbindung d« Fahrbahntragplatte relativ leicht erfolgen kann. Als Dehnungsfesipunkt wird vorzugsweise das dem elastischen Schwerpunkt des Brückensystems bzw. bei weiteren Fahrbahntragplatten das dem elastischen Schwerpunkt des jeweilig«! Abschnittes nächsüiegende Pilzelement gewählt Eine einzige Fahrbahntragplatte kann bis zu einer Brückenlänge von etwa 150 m errichtet weiden. Bei größeren Brückenlängen wird jede 55 Querfuge zwischen den Fahrbahntragplatten insbesondere über dem Schaft eines Pilzelementes ausgebildet In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß an den beiden Brückenwiderlagem die Fahrbahn-tragplatte über das Bröckenwid«lag« hinaus «streckt wird, sodaß kein Eingriff in die bestehenden Brückenwiderlager notwendig wird.

Die Herstellung der neuen Fahrbahntragplatte aus Stahl- oder Spannbeton in der nach statischen und kon-60 struktiven Erfordernissen bestimmten Dicke ermöglicht in einfacher Weise auch eine eventuelle Verbreiterung der

Brücke dadurch, daß die bzw. jede Fahrbahntragplatte über den Längsrand der Pilzplatten ausgekragt wird.

Ist die Schädigung der Auflag«konsole und der Auflagerelemente schon weit« fortgeschritten, sodaß keine -2-

AT 396139 B ausreichenden Tragreserven für eine neue Fahrbahntragplatte gegeben sein könnte, so sieht eine zweite Ausführung der Erfindung vor, daß als ergänzende Betonkonstruktion unterhalb jeder Auflagerkonsole ein Unterzug hergestellt wird, an dem die beiden Pilzplatten abgestützt werden.

Hiedurch wird die Tragfähigkeit der Pilzbrückenkonstruktion verstärkt und deren Standsicherheit zumindest wiederhergestellt, wobei die Aufbringung einer neuen Fahrbahnträgplatte nicht unbedingt erforderlich ist Die Abstützung des Unterzuges an den Schäften der Pilzelemente kann beispielsweise über Schrägstreben oder Längsträger erfolgen, die an den Schäften verankert werden.

Bevorzugt wird dabei am Schaft eine Auflagermanschette für die Unterzugstützen hergestellt wobei die Schäfte der Pilzelemente gegebenenfalls durch zusätzliche außen- oder innenliegende Pfeil« verstärkt werden können, falls die Tragrcserven der Schäfte zu gering sind.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.

Die Fig. 1 zeigt die Seitenansicht ein« aus Pilzelementen bestehenden Autobahnbrücke, die Fig. 2 eine Draufsicht auf die Brücke, die Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie (ΠΙ-ΠΙ) in Fig. 1, die Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie (IV-IV) in Fig. 1, die Fig. 5 eine bisherige Pilzfuge, die Fig. 6 einen Schnitt entsprechend Fig. 4 durch eine mittels der ersten Ausführungen des Verfahrens sanierte Autobahnbrücke, die Hg. 7 entsprechend Fig. 5 die Pilzfuge der sani«ten Autobahnbrücke von Fig. 6, und die Fig. 8 bis 13 zeigen verscbie-dene Varianten d« zweiten Ausführung des Sanierungsverfahrens, wobei die Fig. 8,10 und 12 jeweils schematische Längsschnitte eines Brückenabschnittes und die Fig. 9,11 und 13 jeweils Draufsichten auf die ergänzende Betonkonstruktion darstellen.

Eine Autobahnbrücke gemäß den Fig. 1 und 2 setzt sich aus Pilzeiranenten (1) zusammen, wobei der mitt-lere Bereich sogenannte Halbpilze umfaßt, die nur eine Richtungsfahrbahn umfassen. Jedes Pilzelement besteht aus einem im Untergrund verankerten, insbesondere hohlen Schaft (3) und einer Pilzplatte (4).

Quer zur Briickenlängsrichtung kragen die Pilzplatten (4), beidseits d« Schaftachsen (10) im allgemeinen um das gleiche Maß aus. In Brückenlängsrichtung kragen die Pilzplatten (4) hingegen ungleichmäßig über die Schaftachsen (10) aus. D« qu« zur Fahrbahn verlaufende erste Rand der Hlzplatten (4) ist jeweils als Auflagerkonsole (12) für den zweiten Rand (13) der anschließenden Pilzplatte (4) ausgebildet und insbesondere am kiirzraen Kragarm vorgesehen, wobei zwischen den beiden Pilzplatten (4) Auflagerelemente (14) eingesetzt sind. Die sich so ergebenden Pilzfugen (11) gleichen die aus den atmosphärisch bedingten Temperaturänderungen resultierenden Verlängerungen und V«kürzungen der Pilzplatten, aber auch dynamische, durch den Verkehr verursachte Bewegungen aus. Der Fahrbahnaufbau (6) weist dadurch an jeder Pilzfuge (11) eine Fugenkonstruktion (15) auf, die die Pilzfiige (11) äbdichten und die Auflagen gegen die Fahrbahnabwäss« schützen soll.

Da die Dichtigkeit der Pilzfugen (11) nicht erreichbar ist, sind die Auflag«konsolen (12) und die Auflager-elemente (14) ein« Korrosion ausgesetzt, die die Standfestigkeit der Brücke beeinträchtigt

Nach der in den Hg. 6 und 7 näher dargestellten ersten Ausführung des Sani«ungsverfahrens können alle Pilzfugen (11) dadurch datterhaft geschützt und dem Angriff von beton- und/od« stahlaggressiven Atmosphärilien entzogen werden, indem der gesamte Fahrbahnaufbau (6) bis auf das durch die Hlzplatten (4) gebildete Rohtragwerk entfernt wird, deren Oberseite durch Sand- und/od« Wasserstrahlung gereinigt wird. Li der Folge wird über alle Pilzfugen (11) hinweg ein unteres Vlies (22) aufgebracht und dieses mittels ein« Kunststoffolie (23) abgedeckt sodaß ein Feuchtigkeitszutritt zu den Hlzplatten (4) und insbesondere zu den Auflagerkonsolen (12) ausgeschlossen ist

Anschließend erhält die Kunststoffolie (23) eine obere Vliesabdeckung (24), auf die im Bereich Pilzfugen (11) ein Abdeckstreifen (25) aufgelegt wird. Auf die aus den Vliesen (22) und (24) und der mittigrai Kunststoffolie (23) gebildete Trennschicht (21) wird eine neue Fahrbahntragplatte (20) aus Stahl- od« Spannbeton in der nach statischen und konstruktiven Gesetzen und Regeln erforderlichen Dicke über alle Pilzfugen (11) hinweg in der gesamten Brückenbreite aufgebracht. Im Bedarfsfälle kann die neue Fahrbahntragplatte (20) an einem Hlzelement (1) mit der Pilzplatte (4) verbunden werden, sodaß ein Dehnungsfestpunkt geschaffen wird.

Auch die neue Fahrbahntragplatte (20) kann an den Längsrändem mit Randlängsbaien und mit ein« Mittelrippe (8) zwischen den beiden Richtungsfahrbahnen versehen werden, die die erford«lichen Leiteinrichtungen aufnehmen.

Erforderlichenfalls wird die neue Fahrbahntragplatte (20) über den Längsrand ausgekragt, wodurch gleichzeitig die Möglichkeit dar Fahrbahnverbreiterang gegeben ist Ersatzweise kann aber auch eine Laufstegkonstruktion aus Stahl angeordnet sein. Auf die neue Fahrbahntragplatte (20) wird dann der Fahrbahnbelag (18) in seinem jeweils erforderlichen Aufbau und der erforderlichen Zusammensetzung aufgebracht. Am Längsrand werden dann die allgemein üblichen Randkappen (7) angeordnet.

An den Brüclcenwiderlagem werden für die neue Fahrbahntragplatte (20) eigene Fahrbahnübergänge ausgebildet, die insbesondere außerhalb der Wid«lagerkonstruktion vorgesehen werden.

Um den aufzunehmenden Dehnweg an den Brückenwid«lagem auf eine praktische Größenordnung zu beschränken, ist die Ausbildung ein« einzigen neuen Fahrbahntragplatte insbesondere bis zu ein« Länge von 150 Metern günstig. Für längere Pilzbrücken werden mehrere Fahrbahntragplatten (20) durch je eine Fuge (19) (Fig. 8) getrennt, die jeweils über dem Schaft (3) eines Pilzelementes (1) liegt, wobei jeder Dehnungsfestpunkt, also die Verbindung zwischen der Fahrbahntragplatte (20) und der Pilzplatte (4) jeweils über dem mittig zwi- -3-

Claims

AT396 139 B sehen zwei Fugen (19) liegenden Schaft (3) vorgesehen wird. Auf diese Weise lassen sich die großen Dehnwege beherrschen, ohne in das Tragsystem zu große Rückkoppelkräfte einzuleiten. Weisen die Pilzfugen (11) bereits einen derartigen Schädigungsgrad auf, oder besitzen die Pilzplatten (4) keine ausreichenden Tragreserven um Zusatzlasten aufzunehmen, so kann anstelle von neuen Fahrbahntafeln (20) die Tragfähigkeit der Pilzbrückenkonstruktion wieder hergestellt bzw. erhöht werden. Bei dieser Ausführung des Verfahrens wird gemäß den Fig. 8 und 9 jeder Schaft (3) mit eine Manschette (26) aus Stahl- oder Spannbeton versehen, auf der vier Auflagerkonstruktionen (27) angeordnet werden. Auf jede Auflagerkonstruktion (27) werden je zwei Längsträger (28) aufgelegt, die unter der Pilzplatte (4) die Brückenfelder von Schaft (3) zu Schaft (3) überspannen. Auf den Längsträgem (28) werden pro Brückenfeld ein Unterzug (30) unter der Pilzfuge (11), und, wie strichliert gezeigt, ein zweiter Unterzug (30) angeordnet Zweckmäßigerweise bestdien die Unterzüge (30) aus Stahl- oder Spannbeton. Mittels auf den Unterzügen (30) angeordneten Kapselpressen (32) oder dergleichen kann der Kraftschluß zu den Pilzplatten (4) hergestellt werden. Die Fig. 10 und 11, bzw. 12 und 13 zeigen Varianten, bei denen pro Brückenfeld zwei durch drei Längsträger (28) unterfangene Unterzüge (20) (Fig. 10,11), bzw. nur ein Unterzug (30) (Fig. 12,13) durch Schrägstreben (29) zu den Schäften (3) abgestützt ist Die Verbindung zu den Schäften (3) kann ebenfalls über Auflagermanschetten (26), oder direkt erfolgen, wobei in die Schäfte (3) Druckkörper (33) eingesetzt werden können, wenn die Tragreserven der Schäfte ausreichend sind. Im Falle, daß entsprechende Tragreserven in den Schäften (3) nicht gegeben sind, steht einer Verstärkung derselben auf einfache Weise z. B. mittels Lisenen (31), nichts im Wege. Die in den Fig. 8 bis 13 gezeigten ergänzenden Stützkonstruktionen wandeln die Pilzbrücke im wesentlichen in eine herkömmliche Brücke mit auf Pfeilern abgestützten Tragwerken um, sodaß der bestehende Fahrbahnaufbau (6) und die Fugenkonstruktion (15) beibehalten werden kann. Die Auflagerkonsole (12) und die Auflagerelemente (14) sind dann zwar weiterhin der Korrosion ausgesetzt, jedoch ist die Standsicherheit der Brücke nicht mehr gefährdet. Die Aufbringung neuer Fahrbahnplatten (20) ist somit nicht bzw. nicht gleichzeitig notwendig, wodurch die Sanierungskosten relativ nieder gehalten werden können. Eine spätere Aufbringung der neuen Fahrbahnplatten (20) ist selbstverständlich jederzeit möglich. Das erfindungsgemäße Sanierungs-Verfahren läßt dabei auch die Aufrechterhaltung des Verkehrs zumindest halbseitig zu. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Sanierung von Brücken, insbesondere Autobahnbrücken, aus aneinandergereihten Pilzelementen, die jeweils einen Schaft und eine allseitig auskragende Pilzplatte aufweisen, wobei ein erster Querrand jeder Pilzplatte eine Auflagerkonsole für den abgestuften, zweiten Querrand der anschließenden PUzplatte aufweist, und zwischen je zwei der das Brückentragwerk bildenden Pilzplatten eine die Standsicherheit der Auflagerkonsole gefährdende Pilzfuge ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückentragwerk durch eine sich über die Pilzfugen (11) erstreckende, bewehrte Betonkonstruktion ergänzt wird, die an den Schäften (3) der Pilzelemente (1) abgestützt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ergänzende Betonkonstruktion auf die Pilzplatten (4) mindestens eine, mehrere Pilzplatten (4) überspannende Fahrbahntragplatte (20) aus Stahl oder Spannbeton aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bestehende Fahrbahnaufbau (6) entfernt wird, über die freiliegenden Pilzplatten (4) eine Trennschicht (21) gelegt und darauf die bzw. jede Fahrbahntragplatte (20) hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennschicht eine untere Lage aus Vlies (22), eine mittlere Kunststoffolie (23) und eine obere Lage aus Vlies (24) aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Fahrbahntragplatte (20) an einem Pilzelement (1) mit der Pilzplatte (4) verbunden wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Fahrbahntragplatte (20) mit dem dem elastischen Schwapunkt des Brückensystems bzw. mit dem dem elastischen Schwerpunkt des von der Fahrbahntragplatte (20) überspannten Abschnitt des Brückensystems nächsten Pilzelement (1) verbunden wird.
7. Verfahren nach einem da Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Querfuge (19) zwischen zwei Fahrbahntragplatten (20) Über dem Schaft (3) eines Pilzelementes (1) ausgebildet wird. -4- AT 396 139 B
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Brückenwi-derlagem die Fahrbahntiagplatte (20) über das Brückenwiderlager hinaus erstreckt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Fahrbahntragplatte (20) über den Längsrand der Pilzplatten (4) ausgekragt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ergänzende Betonkonstruktion unterhalb jeder Auflagerkonsole (12) ein Unterzug (30) hergestellt wird, auf dem die beiden Pilzplatten (4) abgestützt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Unterzug (30) über Schrägstreben (29) zu den Schäften (3) der beiden Pilzelemente (1) abgestützt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Unterzug (30) auf Längsträger (28) gestützt wird, die zwischen den Schäften (3) der beiden Pilzelemente (1) angeordnet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaft (3) eine Auflagerman-schette (26) für die Unterzugstützen (28,29) hergestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schäfte (3) der Pilzelemente (1) verstärkt werden. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -5-