Verfahren zur Herstellung von Balkenbrücken aus Stahlbeton und nach dem Verfahren hergestellte Balkenbrücke. Die Erfindung bezieht sieh auf ein Ver fahren zur Herstellung von Balkenbrücken aus Stahlbeton und auf eine naeb diesem Verfahren hergestellte Balkenbrücke.
Bisher geht, man bei der Herstellung von Balkenbrücken aus Stahlbeton in der Regel so vor. dass Lehrgerüste errichtet erden, die sich über den ganzen Brückenbereich er strecken. Auf diesen Lehrgerüsten -erden die für die Bewehrung erforderlichen Rundeisen schlaff ausgelegt und die Betonierung vor genommen.
I: in solches Verfahren hat erliebliehe Nach teile. IVIit der Verstellung des mitunter reelit komplizierten Lehrgerüstes und seinem späte ren Abbau nach erfolgtem Abbinden des Be tons ist ein erheblicher Arbeitsaufwand ver bunden. Weiterhin benötigt man für die F.r- richtun- der Lehrgerüste eine ausserordentlich grosse --Menge an, Schalungsholz, das einem starken Verschleiss ausgesetzt. ist.
Bei der i\berbrüekun g schiffbarer Wasserläufe tritt dureli das Lehrgerüst eine Behinderung der Sehiffahrt ein, ausserdem bestehen ernsthafte Gefahren für das Bauwerk und das Lehr- gerüst, wenn lioehwasser einsetzt. Weiterhin sind der Spannweite von Stahlbetonbriicken mit der meist üblichen schlaffen Bewehrung aus Rundeisen Grenzen gesetzt, da die Eigen- gewiehtsinom.ente sehr rasen ansteigen.
Die mögliche und vertretbare Spannweite bleibt ,#ielfaeli unterhalb der praktischen Anforde rungen und ihre fibersehreitung führt zu Kon- struktionen, die aus Stahlbeton wirtsehaftlieli und auch aus all-eineinen Gründen nicht mehr herstellbar sind. In diesem Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen, dass mit steigender Spannweite der Stahlverbrauch in einem im mer ungünstiger werdenden Verhältnis an steigt.
1Ianehe dieser Nachteile werden durch die bekannte Melanbauweise vermieden, bei der ein leichtes Stalilfaeliwerk mit angehängter Schalung das Lehrgerüst. ersetzt. Das Faeli- werk wird einbetoniert und dient als Beweh rung des endgültigen Verbundquerschnittes. Dieses Verfahren wurde bisher nur vereinzelt, vor allem bei einigen Bogenbrfieken ange wandt und konnte sieh in der Praxis nicht durchsetzen, da ihm allgemein ein unwirt schaftlich hoher Stalilverbraueli nachgesagt wird.
Gegenstand der Erfindung ist. ein Verfah ren, welches die eben geschilderten Nachteile der Stahlbetonbrücken mit schlaffer Rund eisenbewehrung beseitigt. Die Erfindung be steht darin, dass als Bewehrung eine selbst tragende, aus Baustahl bestehende Stahlkon struktion verwendet und dass diese mit den im Stahlbau gegenüber den im Stahlbetonbau zu lässigen höheren Stahlspannungen bean sprucht wird.
Bekanntlich besteht bei der Herstellung von Stahlbetonbrüeken die Vorschrift, dass zum Beispiel der hochwertige Stahl, den man für die Bewehrung aus schlaffen Rundstäben verwendet, zur Vermeidung von Rissen im Beton nur bis zu einem Wert von 1600 kg,;# cm\= beansprucht werden darf, während in W irk- liehkeit seine zulässige Zugbeanspruchung bei \3100 kg!cm2 liegt.
Die Differenz von 500 kg/em2 kann bei Anwendung des erfin dungsgemässen Verfahrens zur Aufnahme des Eicengewiehtes des Betons mit herangezogen -erden, indem man dafür Sorge trägt, dass die Stahlkonstruktion durch dieses Eigengewicht entsprechend vorgespannt wird.
?dachstehend sind an Hand der Zeichnung Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert.
Fig.l zeigt im Aufriss das System einer nach dem Verfahren hergestellten Balken brücke, die sich über drei Öffnungen erstreckt.
Fig. ? erläutert die Reihenfolge des Beto- nierens der Hauptträger in einzelnen Abschnit ten und das System der Stahlkonstruktion während des Betonierungsv organfies.
Fig. 3 isst ein Querschnitt durch die Brücke in vergrössertem Massstab.
Fig. -1 zeigt die Erzeugung von Druck vorspannungen in den Zuggurten der Stahl konstruktion durch die Anordnung und das Anspannen von Seilen.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Balken brüeke besteht aus zwei Plattenbalken, deren beide Stege cr. und<I>b</I> mit einer Stahlkonstruk tion in Form von geschweissten oder geniete ten Pfostenfachwerken aus hochwertigem Profilstahl bewehrt sind. Diese starre Beweh rung aus Profilstahl ist so dimensioniert, dass sie auch das bei der Betonierung der Platten balkenstege hinzukommende Eigengewicht des Betons aufzunehmen vermag und durch diese Belastung mit 500 kg/em2 vorgespannt wird.
:Wach dem Erhärten des Betons stellen die Stege eine Verbundkonstruktion im Sinne des Stahlbetons dar und können durch die Fahr bahnplatte, Fahrbahndecke und Nutzlast mit weiteren 1600 kg, ein= beansprucht werden, so dass die gesamte Zugbeanspruchung der Be wehrung 1600 + 500 = \?1.00 kgjem=, also 500 kgjem2 mehr als bei Verwendung einer schlaffen Bewehrung beträgt.
Zur Erzielung einer genügenden Knick sicherheit. in jedem Baustadium und einer aus reichenden Steifigkeit gegenüber Windbela stung sind beide Hauptträger durch leichte Stahlquerträger c miteinander verbunden', welche später einbetoniert erden und die Be wehrung der Querträger bilden, wie Fig.3 erkennen lässt. Ein horizontaler Windverband in der Ebene des Obergurtes ist ebenfalls an geordnet, der gegebenenfalls vor dem Betonie ren der Fahrbahnplatte ausgebaut und durch die Sehalung, ersetzt. werden kann.
Bei Ver wendung von Fertigplatten für die Fahrbahn platte kann der Verband finit einbetoniert. werden.
Die einzelnen Hauptträger der Stahlkon struktion bestehen im vorliegenden Fall, wie Fig. 3 zeigt, aus einem doppelwandigen Fach- @@erk d, in dessen innern Ilohlraum zwischen den nicht miteinander verbundenen zweitei ligen Diagonalen c vor dein Betonieren Hohl körper f eingefügt werden.
Die Hohlkörper liegen im Bereich der Zugzone des Stahlbeton querselinittes und können zum Beispiel aus Wellbleehen hergestellt werden, die man bei lotreehtein Verlauf der Wellungen zu einem kastenförmigen Gebilde mit geschlossener 1Kalit dureh Biegen verformt oder aus einzel nen Wandungstafeln zusaininenfügt und mit einander versehweisst. Die obere und untere Stirnfläehe wird, um ein Eindringen von Be ton zu verhindern, entsprechend abgedeckt.
Gegebenenfalls können in den so gebildeten kastenförmigen Hohlkörpern Versteifungen in Forni von Zwischenstegen angebracht werden.
Weiter erläutert Fig. 3 das Betonieren des Querschnittes in zwei Stufen. Mit Hilfe einer an die Faeliwerkträger d angehängten Scha lung g werden die Stege des Plattenbalkens bis zur völligen Umnianteltuifi des Stahlfach werkes betoniert. Ini reeliten Teil der Fig.3 ist. diese Betonierung-s-Zone finit A bezeichnet.
Nach deni Erhärten des Betons bildet. der Steg des Plattenbalkens einen Stahlbetonbalken finit Rechteekquersehnitt, auf den nun eine Fahrbahnplatte B als Druckplatte aufbeto- niert wird. Die Fahrbahnplatte und die Geh- \vegauskragung- wird eingeschalt oder teilweise aus Fertigteilen aufgebaut.
In der linken Hälfte von Fig.3 ist der Brückenquerschnitt im Endzustand wieder gegeben; zur Herstellung der eigentlichen Fahrbahnplatte dienen beim dargestellten Ausführungsbeispiel Fertigteile aus Beton.
Fig. \? zeigt das abschnittsweise Betonieren der Brüekenhauptträger in Längsrichtung, durch welche die Vorspannung der Stahlkon struktion bei einem Durehlaufträger erreicht wird. Zur einwandfreien Beherrschung der Spannung an der Stahlkonstruktion wirken im vorliegenden Fall die Hauptträger wäh rend des Betonierens als statisch bestimmte Gerberträger mit den Gelenken h, bei denen die Stabanschlüsse i erst zum Schluss ver schraubt, vernietet oder verschweisst und ein betoniert werden.
Damit die Stahlkonstruktion im Bereich über den Stützen eine genügend hohe Vorspannung erhält, werden in der an gegebenen Reihenfolge zuerst das eingehängte Mittelfeld I, dann die Randfelder der Seiten öffnungen 1I und zum Schluss die symmetri- sehen Abschnitte III über den Stützen beto- tiiert. Dann wird durch Schliessung bei IV die 1)urchlaufwirkung erzielt.
Die Abschnitte III über den Stützen sind für sieh symmetrisch und belasten nicht, die Nachbarfelder, sondern nur die Pfeiler, so dass man zur Erzielung der Verbundwirkung nicht abzuwarten braucht, bis der Beton irgendeines Trägers erhärtet ist, sondern den ganzen Betonierungsv organg rasch durchführen kann. Sämtliche Diagona len der Fachwerkträger sind so angeordnet, dass sie durch das Eigengewicht beim Beto nieren Zugvorspannungen erhalten.
Fig. 4 zeigt ein Brückensystem, bei dein ausser der in gleicher Weise wie bei der Brücke nach Fir.l bis 3 erzielten höheren Bean- sprueliung des Profilstahles in den Zuggurten der starren Bewehrung Druckvorspannungen erzeugt werden und das bei besonders un- ;,ütxsli#"@en Verhältnissen hinsichtlich Spann weite oder Bauhöhe angewandt wird.
Der starren Beweln-ung gemäss Fig. 4 sind die Seile h- eingegliedert, die sieh an den Umlenk- punkten <B>1</B> mit Rollen oder Gleitstücken gegen die Stahlkonstruktion abstützen und an ihren Enden mz fest mit dem Untergurt verbunden sind. Über beiden Pfeilern wirken hydrau lische Pressen n auf die Seile ein, durch die Vorspannkräfte messbarer Grössen in die Seile eingetragen werden.
Da sich diese Vorspann kräfte nur in der Stahlkonstruktion auswir ken, lassen sie sich genau festlegen und werden im Gegensatz zu dem bekannten Spannbeton von den Einflüssen des Kriechens und Sehwindens des Betons nicht betroffen. Durch die Verwendung einer steifen Bewehrung, die sich selbst und das Eigengewicht des sie um gebenden Betons trägt, durch das stufenweise Betonieren in bestimmter Reihenfolge und durch entsprechende Dimensionierung der Stahlkonstruktion wird diese mit etwa 500 kg'cm2 vorgespannt.
Nach dem Erhärten des Betons kann die Bewehrung der Platten balkenstege, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3, durch die Fahrbahn- platte,Fahrbahndeckeund Nutzlast um weitere 1600 kg/cmz, also insgesamt mit der im Stahl bau gegenüber der im Stahlbetonbau zulässi gen höheren Stahlspannung beansprucht wer den.
Durch die Vorspannung der starren Bewehrung durch Seile und die Verwendung von Hohlkörpern wird eine weitere Vermin derung des Gesamtbedarfes an Stahl und eine kleinere Bauhöhe der Hauptträger bei gleicher Spannweite oder bei gleichem Stahlbedarf und gleicher Bauhöhe der Hauptträger eine nicht unwesentliche Vergrösserung der Spann weiten gegenüber reinen Stahlbetonbrüeken mit schlaffer Bewehrung ermöglicht.
Bei dem beschriebenen Verfahren entfällt weiterhin die Errielxtung, das Absenken und der nachträgliche Ausbau eines Lehrgerüstes. Dadurch tritt eine ganz erhebliche Verein fachung an Arbeit und Zeit und eine wesent liche Ersparnis an Holz ein. Beim Bau von Brücken über schiffbare ZVasserläufe wird eine Behinderung der Schiffahrt vermieden, und es kann keine Gefährdung des Brücken- haues durch Hochwasser eintreten.
Weiterhin besteht der Vorteil, dass die Stahlkonstruktion, die in vorbereiteten Einheiten an der Baustelle angeliefert werden kann, in verhältnismässig kurzer Zeit. ausgelegt werden kann und einen Notverkehr über die Brücke ermöglicht.
Es ist. möglich, die oben geschilderten bei den Arten der Erzeugung von Vorspannkräf- ten entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 einerseits und nach Fig. 4 anderseits bei ein und. derselben Brücken konstruktion auch gleichzeitig anzuwenden.
In allen Fällen können auch, wenn es zweckmässig erscheint, zur besseren Anpas- sun- an den llonientenverlauf neben den star- ien Faehwerkträgern zusätzlich noeh Rund eisen in Form von schlaffen Zulagebewehrun- gen verwendet werden.