Verfahren zum Herstellen von Bauwerken aus Stahlbeton-Fertigteilen Im Zuge der auch im Bausektor einsetzenden Entwicklung von wirtschaftlichen Arbeitsweisen ist man dazu übergegangen, die Bauwerke in Einzelteile aufzuteilen, die entweder in besonderen Betonwerken oder auf der Baustelle hergestellt werden können. Diese sogenannten Stahlbeton-Fertigteile werden nach dem Erhärten des Betons an ihre Einbaustelle trans portiert und in geeigneter Weise miteinander verbun den.
Die Herstellung der Fertigteile erfolgt in der Regel, indem der Beton in Schalungen bekannter Art gestampft, gerüttelt oder auf andere Art und Weise so verdichtet wird, dass die Werkstücke in kürzester Frist entschalt und die Schalungen noch vor dem völligen Erhärten des Betons erneut verwendet werden können.
Um ein sattes Auf- oder Aneinanderliegen benach barter Teile zu gewährleisten, wurden beim Verlegen der so hergestellten Fertigteile in den Stoss- oder Lagerfugen eine eventuelle Unebenheiten ausgleichen de Schicht, z. B. eine Zwischenlage aus Mörtel oder an Ort und Stelle eingebrachtem Beton angeordnet. Solche Zwischenschichten wurden auch vorgesehen, wenn gleichartige Fertigteile nebeneinander oder auf einander verlegt werden sollten, z.
B. bei dicht an dicht liegenden Deckelbalken, Brückenträgern, Rah menriegeln, die auf vorgefertigte Rahmenstiele auf gesetzt werden, bei aus Teilstücken vorfabrizierten Balken oder Bogenbindern, bei der Aneinanderreihung vorgefertigter Shed- oder Tonnenschalen zu einem Dach, beim Einbau von Tübbingen in Tunnel- oder Stollenauskleidungen u. dgl.
Auch bei Aufwand besonderer Sorgfalt und bei Verwendung von ausgesprochen festen Schalungen fallen die Berührungsflächen der Fertigteile niemals so eben aus, dass, wenn wirklich gut geschlossene Fugen erforderlich sind, eine wenigstens die Uneben heiten, seien sie auch minimaler Art, ausgleichende Zwischenschlussschicht entbehrt werden könnte.
Das beruht darauf, dass die in einer Fuge aneinander- stossenden Flächen benachbarter Betonfertigteile stets von unterschiedlichen Schaltflächen gebildet sind, de ren Unebenheiten sich in der Sichtfläche widerspiegeln. Auch das vielfach versuchte nachträgliche Bearbeiten der Fugenflächen, z. B. durch Schleifen, führt nicht zu dem gewünschten Erfolg.
Die Anordnung einer Ausgleichsschicht in den Fugen ist, wie immer sie auch ausgebildet sein mag, zeitraubend und arbeitsaufwendig. Am nachteiligsten aber ist, dass die Betonqualität dieser meist unter schwierigen Bedingungen eingebrachten Schicht er heblich schlechter ist als diejenige der Fertigteile, was zu Beeinträchtigungen der Festigkeit des gesamten Bauwerkes führt.
Diese Festigkeitsminderung wird zum Teil durch das unterschiedliche Alter von Fertigteil- und Fugen beton und zum Teil dadurch verursacht, dass die bereits erhärteten Fertigteile dem frisch in die Fugen eingebrachten Beton das zum Abbinden notwendige Wasser entziehen. Der jüngere Fugenbeton schwindet stärker als der Beton der Fertigteile. Dadurch treten im Beton der Fuge Zugspannungen auf. Die dadurch bedingten inneren Spannungszustände machen daher eine Bewehrung des zwischen die Fertigteile im Be reich der Fuge eingebrachten Betons notwendig, wel che für das Tragvermögen der Konstruktion nicht nutzbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um auf Fugeneinlagen, die für die Gesamtkonstruktion nachteilig sind, ganz zu verzichten.
Die Lösung dieser Aufgabe liegt in der Aus wertung der Erkenntnis, dass zwei Berührungsflächen, die mit ein und demselben Blech als Schalung herge stellt werden, bezüglich ihrer Unebenheiten einander so entsprechen, dass beide Flächen genau auf- und ineinander passen, wodurch es möglich ist, die Fertig teile ohne das Einfügen von Ortbeton in die Fugen zu verlegen und derart zusammenzuschliessen, dass die Fugen ohne Verbindungsmittel Kräfte zu über tragen vermögen.
Zu diesem Zweck werden die zur Verwendung kommenden Fertigteile in geeigneten Schalungen in einer Lage zueinander betoniert, die derjenigen entspricht, die sie beim späteren Versetzen an dem zu errichtenden Bauwerk einnehmen, wobei die Flächen der herzustellenden Fertigteile in der späteren Einbaulage im Bereich einer Fuge einander zugekehrt sein werden, die beim Betoniervorgang durch ein Stahlblech voneinander getrennt werden, an dessen einer Seite sich die eine Stossfläche des zu bildenden Fertigteiles abformt,
während sich die Stossfläche des zu bildenden benachbarten Fertig teiles an der gegenüberliegenden Seite des Zwischen- bleches abformt und dass die so gebildeten Stoss- flächen benachbarter Fertigteile mit Flächenberührung aneinandergefügt und ohne Zwischenlagen mit Hilfe von an sich bekannten, die Teile durchsetzenden Spanngliedern zusammengespannt werden.
Dadurch gelingt es, die jeweils aneinanderliegen- den Fugenflächen benachbarter Fertigteile genau auf einanderpassend auszubilden. Selbst wenn das Trenn blech an einzelnen Stellen Beulen aufweisen sollte, so ist seine Stärke doch immer gleich, so dass also ein Berg des einen Fertigteiles auf ein Tal des benachbarten passt und umgekehrt.
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen beispielsweise Durchführungen des erfindungsgemäs- sen Verfahrens.
Fig. 1 ist eine teilweise Draufsicht auf dicht neben einander liegend hergestellte Balken für eine Brücke, Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 zeigt nach Art von Schalentonnen geformte Fertigteile, Fig. 4 zeigt Fertigteile für Rahmenstiele mit dem Rahmenriegel als Schemaskizze, Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Fertigteile ge- mäss Fig. 4 bei deren Herstellung,
Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5, Fig. 7 schliesslich zeigt in Draufsicht eine Scha- lungsform für Tübbings aus Stahlbeton-Fertigteilen und Fig. 8 gibt einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 wieder.
Als erstes Beispiel (Fig. 1 und 2) sei die Ausfüh rung einer Brücke erläutert, deren Längsträger aus dicht nebeneinander angeordneten Fertigteilen besteht, die in der Querrichtung zusammengespannt werden sollen. Bisher wurden die dazu notwendigen Fertig teile einzeln oder gleichzeitig in wenigen Stahlformen hergestellt. Es wird bei der Herstellung wie folgt vor gegangen: Auf einer Matrize 1, die dem Negativ der Unter sicht der Brücke entspricht, und auf welche eine Iso lierung 2, z. B. aus einem geeigneten Anstrich, einer Papierlage od. dgl. aufgebracht wurde, um zu verhin dern, dass der später aufzubringende Beton an der Matrize anhaftet, wird eine der ganzen Brückenbreite und der Länge der Längsträger entsprechende Rand schalung 3, 3' aufgestellt.
Die Randschalung ist durch schematisch dargestellte Streben 4 versteift. An der Randschalung werden an den Stirnseiten 3' Bleche 5 befestigt, die die inneren Seitenschalungen der ein zelnen Balken 6 darstellen. Diese Bleche werden in auf der Oberfläche der Matrize angeordneten Rillen 7 geführt. Der Beton wird zweckmässigerweise in allen Balken 6 gleichzeitig von einem Ende her fortlaufend eingebracht, so dass z. B. 3 bis 5 mm starke Schalungs- bleche genügen. Diese bedürfen auch bei hohen Balken keiner Verstärkung, da sie von beiden Seiten her gleich stark belastet werden.
Die vom Walzwerk kommenden Bleche haben, auch wenn sie nicht völlig eben sind, stets parallele Flächen. Diese Eigenschaft der Bleche wird bei der Balkenherstellung ausgenutzt und bewirkt, dass, nach dem die Balken entschalt sind, d. h. nachdem die Trennbleche entfernt wurden, die Balken derart zu sammengeschoben werden können, dass die Uneben heiten der einen Seitenfläche in die korrespondieren den Unebenheiten der Seitenfläche des benachbarten Balkens zu liegen kommen. Da es sich bei diesen Unebenheiten um Erhebungen bzw. Vertiefungen han delt, deren Höhendifferenzen in der Grössenordnung von Bruchteilen eines Millimeters liegen, so ist es möglich, sogar wasserdichte Fugen zu erzielen.
Man muss dabei nur Sorge tragen, dass die Fertigteile genau in der Lage zusammengebaut werden, in der sie betoniert wurden.
Beim Herstellen der einzelnen Balken werden ent sprechende Aussparungen vorgesehen, in die zweck- mässig gleich an der Einbaustelle Spannglieder einge zogen werden, mit Hilfe derer die Fertigteile zusam mengespannt und die Berührungsfugen unter Druck spannung gesetzt werden können. Diese Aussparungen werden zweckmässigerweise durch Stäbe 9 erzeugt, die durch Aussparungen in den Schalblechen 3 bzw. 5 gesteckt werden und an den Enden durch Muttern 8 in ihrer Lage gehalten werden.
Die Stäbe 9 sind in bekannter Weise präpariert, um ein Anhaften des Betons zu vermeiden, und werden noch vor dessen Erhärten wieder entfernt. In die so gebildeten Aus- sparungen können dann nach dem endgültigen Ver legen der Fertigteile Spannglieder zum Zusammen spannen der Fertigteile eingezogen werden. Eine et waige Längsvorspannung der Balken kann unter Ein satz der üblichen Spannverfahren ausgeführt werden.
Die einzelnen Ballken müssen selbstverständlich so gekennzeichnet werden, dass es möglich ist, sie an der Einbaustelle in gleicher Reihenfolge zu verlegen.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 stellt aus Fertigteilen gebildete Tonnenschalen dar, die dicht zusammengeschlossen werden sollen. Der Vorgang ist im Prinzip der gleiche wie beim ersten Beispiel. Die Herstellung erfolgt wiederum auf einer in Fig. 3 nicht dargestellten Matrize, wobei als Stirnschalung der Tonnenfertigteile 10 Bleche eingelegt sind, nach deren Entfernung die entsprechenden Fertigteile dicht an einandergelegt und zusammengespannt werden kön nen. Dazu bedient man sich der - ähnlich wie oben beschrieben - in Aussparungen 11 eingezogenen Spannglieder. Das so erhaltene Tonnendach kann in bekannter Weise auf Stützen aufgelegt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn eine grössere Anzahl von gleich ausgebildeten Fertigteilen herzustellen ist. In diesen Fall wird zweckmässig der zuletzt hergestellte Ab schnitt der Tonnenschale als Ausgangspunkt einer neuen Serie von Fertigteilen verwendet und zwar derart, dass man das letzte begrenzende Schalungs- blech nicht entfernt und das zuletzt hergestellte Fertig teil mitsamt dem Schalungsblech an den Ort des ersten verlagert, worauf der gleiche Arbeitsvorgang erneut ablaufen kann.
Als drittes Beispiel (Fig. 4, 5 und 6) soll die Her stellung eines Rahmenriegels, der an einem Rahmen stiel biegesteif angeschlossen werden soll, erläutert werden.
Die Stiele 12 und der oder die Riegel 13 werden wiederum auf einer Matrize 1 mit Seitenschalungen 3 liegend hergestellt. Als Kopfschalung eines Stieles wird dabei ein Blech 14 eingelegt, welches zum Hindurch führen, z. B. von Spanngliedern 15, entsprechend durchlöchert ist und das auf der anderen Seite einen Teil der Schalung des Riegels 13 bildet. Die Spann glieder 15 werden in bekannter Weise mit Hüllrohren versehen und in dem Riegel 13 entsprechende Aus sparungen erzeugt, so dass die Teile einzeln versetzt werden und nach dem Zusammensetzen vorgespannt werden können. So werden, auch bei mehreren Stielen, diese und der Riegel liegend und in der ganzen Länge der auszuführenden Halle hergestellt.
In diesem Falle ist es jedoch erforderlich, an den Stielen eine starre Hilfskonstruktion 16, z. B. aus Profilstahl, anzubrin gen, um sicherzustellen, dass die Säulen in gleicher Höhe und in den richtigen Abständen voneinander aufgestellt werden.
Da, wie oben bereits dargelegt, die Fugen zwischen den einzelnen Fertigteilen wasserdicht hergestellt wer den können, eignet sich das erfindungsgemässe Ver fahren auch besonders gut zur Herstellung von Tüb- bings für Tunnel- und Stollenauskleidungen aus Stahl betonfertigteilen. Eine solche Arbeitsweise veran schaulichen die Fig. 7 und B.
Wegen der in der Regel grossen Länge der Tunnels oder Stollen wird beim Betonieren der Fertigteile zweckmässig in ähnlicher Weise verfahren wie bei der Herstellung von Schalentonnen. Auf einer Unterlage 17 wird innerhalb der Schalungselemente 18 ein erster, in einzelne Tübbings unterteilter Rohrring 19 liegend mit lotrecht stehender Tunnelachse betoniert. Die Unterteilung der einzelnen Rohrringe 19, 19', 19" usw. in Tübbings erfolgt in einfacher Weise durch lotrechte, radiale Bleche 20.
Die einzelnen Ringe 19 werden übereinander in einer Art Blätterteigverfahren unter Zwischenschaltung horizontaler Bleche 21 zur Aus bildung der Ringfugen hergestellt, wobei die Anord nung der horizontalen Bleche 21 dem erfindungs- gemässen Verfahren den Vorteil verleiht, dass fort laufend und ohne die Fugenflächen mit einem Anstrich zu versehen, weiter betoniert werden kann.
Bei Verwendung keilförmiger Bleche 21 zur Her stellung der Ringfugen, die gebohrt und möglichst auch geschliffen werden sollen, ist es möglich, auch Tübbings für Tunnelkrümmungen bei lotrechter Achse während der Fertigung auszuführen. Bei einem Tun neldurchmesser von z. B. 5 m, einem Radius von z. B. 100 m und einer Tübbinglänge von 0,7 m wäre die Ausführung auf diese Weise möglich, wenn die Blechdickendifferenz zwischen Krümmungsaussen- und -innenseite 35 mm beträgt.
Beim Herstellen dieser horizontalen Ringe wird zweckmässig ähnlich wie bei der oben beschriebenen Herstellung von Schalentonnen vorgegangen. Der auf einem hergestellten Stapel jeweils oben liegende Ring, an den weiter angeschlossen werden muss, wird nach Entfernung der unteren Ringe an die Stelle des unter sten gelegt, worauf darauf aufbauend wieder weitere Ringe hergestellt werden können.