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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorfabrizierte Spannbeton-Fahrbahnplatte einer Brücke mit Längsträgern aus nebeneinanderliegenden und quer über die ganze Fahrbahnbreite verlaufenden Fertigplatten, die im Auflagebereich über den Längsträgern mit durch Ortbeton auszufüllenden und von Quertragbalken (4) begrenzten Durchbrüchen versehen sind und längs den querverlaufenden Stossfugen eine ebenfalls mit Ortbeton auszufüllende L-förmig begrenzte Ausnehmung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigplatten (2) mit Ausnahme der Durchbrüche (3) die Dicke der Fahrbahnplatte haben, dass die Querspannglieder (9) sowie die gesamte, der jeweiligen Fertigplatte zugeordnete schlaffe Bewehrung in die vorfabrizierte Fertigplatte einbetoniert sind, und dass die Unterseite der Quertragbalken im Auflagebereich über den Längsträgern (1) mit Ausnehmungen (3') derart versehen sind,
dass die aufgelegten Fertigplatten den Längsträger bzw. den Obergurt des Längsträgers umfassen.
2. Fahrbahnplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche mehr als 70% des Flächenbereichs im Auflagebereich über den Längsträgern betragen.
3. Fahrbahnplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querspannglieder (9) sowohl durch die Quertragbalken (4) als auch durch die Durchbrüche (3) verlaufen.
4. Fahrbahnplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querspannglieder vorzugsweise nur durch die Quertragbalken verlaufen.
5. Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahnplatte nach Anspruch 1 durch Verlegen von Fahrbahnplatten-Fertigplatten mittels Verlegewagen (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigplatte (2) an zwei jeweils über einen höhenverstellbaren Längsbalken (16) miteinander verbundenen Wagenpaaren (14, 15), die parallel nebeneinander auf der bereits verlegten Fahrbahn längsverschiebbar angeordnet sind, statisch bestimmt aufgehängt wird, dass beim Erreichen des vorderen Endes der bereits verlegten Fahrbahn der vorn überstehende Teil des Längsbalkens (16) auf einen auf der Längsträgeroberkante verschiebbaren Vorlaufwagen (13) aufgelegt wird, dass der jeweils vordere Wagen (14) der Wagenpaare am Längsbalken hängend angehoben wird, dass die Verlegewagen mit den auf den Vorlaufwagen aufliegenden Längsbalken bis in die Absenkposition der Fertigplatte weiter vorverschoben werden,
dass die Längsbalken abgesenkt werden und die Fertigplatte abgelegt wird, dass die Verlegewagen (12) so weit zurückverschoben werden, bis sich die abgehängten vorderen Wagen (14) der Wagenpaare über der zuletzt abgelegten Fertigplatte befinden, und dass die abgehängten Wagen (14) auf die Fertigplatte abgesenkt und der Verlegewagen (12) zum Aufnehmen einer neuen Fertigplatte zurückverschoben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigplatte zumindest einreihig mit jeweils zwei Aufhängepunkten (A, B; A', B') an jeweils einem zweiarmigen Tragbalken (23) so aufgehängt wird, dass jeder Tragbalken die halbe Last der Fertigplatte auf den Längsbalken (16) des zugeordneten Verlegewagens (12) überträgt, wobei die Aufhängepunkte an der Fertigplatte und den Tragbalken so gewählt werden, dass die Biegemomente in der Fertigplatte möglichst klein und die Verformung aus den Biegemomenten etwa 0 bleibt.
7. Verlegegerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlegegerät aus zwei Verlegewagen (12) und zwei Vorlaufwagen (13) besteht, dass der Verlegewagen jeweils zwei mit Doppelachsen versehene Wagenpaare (14, 15) umfasst, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet und mit dem Längsbalken (16) verbunden sind, dass der Längsbalken auf den miteinander verbundenen Wagenpaaren höhenverstellbar ist, und dass die Vorlaufwagen ebenfalls eine höhenverstellbare Auflage haben.
8. Verlegegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung und der Antrieb der Verlege- und Vorlaufwagen hydraulisch erfolgt, wobei jeder Vorlaufwagen und jeder Verlegewagen vorzugsweise über einen eigenen Verbrennungsmotor mit Hydraulikpumpe verfügt, welche Hubzylinder und Hydraulikmotor speist.
9. Verlegegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurweite der Verlegewagen verstellbar ist.
10. Verlegegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorlaufwagen (13) über einen vorzugsweise als Arbeitsbühne (26) gestalteten Querträger verbunden sind.
11. Verlegegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufwagen am Längsträger seitlich vorzugsweise mit Rollen abgestützt sind.
Die Erfindung betrifft eine vorfabrizierte Spannbeton Fahrbahnplatte einer Brücke mit Längsträgern aus nebeneinanderliegenden und quer über die ganze Fahrbahnbreite verlaufenden Fertigplatten, die im Auflagebereich über den Längsträgern mit durch Ortbeton auszufüllenden und von Quertragbalken begrenzten Durchbrüchen versehen sind und längs den querverlaufenden Stossfugen eine ebenfalls mit Ortbeton auszufüllende L-förmig begrenzte Ausnehmung aufweisen.
Ein derartiges über die gesamte Fahrbahnbreite sich erstrekkendes Fertigteil ist bereits bekannt (AT PS 2 85 663). Dieses Fertigteil besteht aus Quertragbalken, deren Höhe im wesentlichen der Fahrbahadicke 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 über die Fahrbahn selbst ohne grossen Aufwand transportierbar ist.
Dasselbe gilt auch für den Transport der Fertigteile beim Verlegen, wofür verhältnismässig grosse und schwere Brückenbaugeräte in Form von Transportfahrzeugen und Kränen erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Fertigteils besteht darin, 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 erstrekkende 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 Muffenstösse 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 teilweise durch den vergrösserten Zeitaufwand kompensiert, der einerseits für das Einfädeln der Querspannglieder und andererseits 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 durch den Fugenbereich zwischen Längsträger und Fahrbahnplatte nach dem Ausbetonieren der Fugen Vorspanndruckkräfte 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 mit Ausnahme der Durchbrüche die Dicke der Fahrbahnplatte haben, dass die Querspannglieder sowie die gesamte, der jeweiligen Fertigplatte zugeordnete schlaffe Bewehrung in die vorfabrizierte Fertigplatte einbetoniert sind, und dass die Unterseite der Quertragbalken im Auflagebereich über den Längsträgern mit Ausnehmungen derart versehen sind, dass die aufgelegten Fertigplatten den Längsträger bzw. den Obergurt des Längsträgers umfassen.
Bei einer nach den Merkmalen der Erfindung ausgestalteten Fahrbahnplatte ergeben sich wesentliche Vorteile sowohl für die Herstellung einer vorfabrizierten Spannbeton-Fahrbahnplatte als auch für die Statik der Fahrbahnplatte selbst. Durch das Vorsehen der Durchbrüche in der Fertigplatte erhält diese in Querrichtung der Brücke 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 vorhanden sind. Es ist bekannt, dass die Oberfläche des Fertigteils, 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 keine Wasserrückstände vorhanden sind, die durch Auswaschen der unteren 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 praktisch unvermeidbar ist. Durch das Einwirken ungünstiger Witterung, z. B. von Sonne und trockenem Wind, und auch durch das ungleichmässige Einbringen des Betons ist beim Abbinden des Ortsbetons eine Rissebildung unvermeidlich.
Die Erfindung überwindet all diese Schwierigkeiten in vorteilhafter Weise, indem die Durchbrüche über dem Auflagebereich auf dem Längsträger vorhanden sind und die dadurch entstehenden Längsfugen zwischen dem Ortbeton und der Fertigplatte nicht mehr an der Stelle des grössten Biegemomentes bei normalen Verkehrslasten liegt. Eventuell in diesem Bereich auftretende Schubkräfte können durch entsprechende Bewehrungseisen oder Schubeisen aufgenommen werden. Als besonders vorteilhaft für die Qualität der fertiggestellten Fahrbahnplatte wirkt sich die Tatsache aus, dass das Tragsystem mit allen wesentlichen Teilen bereits in der Fertigplatte vorliegt. Diese Fertigplatte lässt sich industriell im Taktverfahren zusammen mit der Längsträgerfertigung herstellen, wobei die Arbeiten, die besondere Sorgfalt und Genauigkeit erfordern, z.
B. das Bewehren und Betonieren, in räumlich und witterungsgünstigen Verhältnissen ausgeführt werden können und daher auch leichter bezüglich der Qualität kontrollierbar sind.
Daraus ergibt sich, dass eine qualitativ wesentlich hochwertigere Fertigplatte und damit im fertiggestellten Zustand eine entsprechende Fahrbahnplatte zu schaffen ist. Beim Einhalten eines geeigneten Taktverfahrens kann die Fertigplatte verhältnismässig rasch nach dem Betonieren des Längsträgers eingebaut werden, so dass sich Einflüsse durch Kriechen und Schwinden des Längsträgers noch auf die Querfugen auswirken können und diese in günstiger Weise verschliessen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Durchbrüche mehr als 70% des Flächenbereichs im Auflagebereich auf den Längsträgern betragen. Damit wird in Verbindung mit der den Längsträger bzw. den Obergurt des Längsträgers umfassenden Fertigplatte dafür Sorge getragen, dass eine sehr gute Schubverbindung zwischen dem Längsträger und der Fahrbahnplatte gewährleistet ist.
Es ist auch vorgesehen, dass die Querspannglieder vorzugsweise nur durch die Quertragbalken verlaufen. Auf diese Weise können alle mit einer Teilvorspannung versehenen Querspannglieder dazu beitragen, dass trotz der statischen und konstruktiven Weichheit in Querrichtung im Bereich der Quertragbalken bei der Handhabung der Fertigplatte keinerlei Beanspruchungen entstehen können, die einen Schaden auslösen. Diese Schäden können bereits mit einer Teilvorspannung vermieden werden, die z. B. in der Grössenordnung von etwa 10% der endgültigen Gesamtquervorspannung liegen kann.
Die industrielle Fertigung im Takt mit der Längsträgerfertigung führt insbesondere in Verbindung mit dem Verfahren zum Verlegen der Fertigplatten, das z. B. das Verlegen der Fertigplatten und das Ausbetonieren der Ausnehmungen und Fugen für ein Feld herkömmlicher Länge in etwa einem Tag ermöglicht, zu einem Brückentragwerk von besonders hoher Qualität, da die Einflüsse von Kriechen und Schwinden aus den Längsträgern noch voll in der Fahrbahnplatte wirksam werden können.
Dieses Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahnplatte nach Anspruch 1 durch Verlegen von Fahrbahnplatten-Fertigplatten mittels Verlegewagen sieht erfindungsgemäss vor, dass die Fertigplatte an zwei jeweils über einen höhenverstellbaren Längsbalken miteinander verbundenen Wagenpaaren, die parallel nebeneinander auf der bereits verlegten Fahrbahn längs verschiebbar angeordnet sind, statisch bestimmt aufgehängt wird, dass beim Erreichen des vorderen Endes der bereits verlegten Fahrbahn der vorn überstehende Teil des Längsbalkens auf einen auf der Längsträgeroberkante verschiebbaren Vorlaufwagen aufgelegt wird, dass der jeweils vordere Wagen des Wagenpaares am Längsträger hängend angehoben wird, dass die Verlegewagen mit den auf den Vorlaufwagen aufliegenden Längsbalken bis in die Absenkposition der Fertigplatte weiter vorverschoben werden,
dass die Längsbalken abgesenkt werden und die Fertigplatte abgelegt wird, dass die Verlegewagen so weit zurückverschoben werden, bis sich die abgehängten vorderen Wagen der Wagenpaare über der zuletzt abgelegten Fertigplatte befinden, und dass die abgehängten Wagen auf die Fertigplatte abgesenkt und der Verlegewagen zum Aufnehmen einer neuen Fertigplatte zurückverschoben wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Fertigplatte zumindest einreihig mit jeweils zwei Aufhängepunkten A, B und A', B' an jeweils einem zweiarmigen Tragbalken so aufgehängt wird, dass jeder Tragbalken die halbe Last der Fertigplatte auf den Längsbalken des zugeordneten Verlegewagens überträgt, wobei die Aufhänge punkte an der Fertigplatte und dem Tragbalken so gewählt werden, dass die Biegemomente in der Fertigplatte möglichst klein und die Verformung aus der Biegemomentenlinie etwa 0 bleibt.
Dieses Verfahren bietet den Vorteilm dass die Fertigplatte sehr rasch über die bereits verlegten Fertigplatten transportiert und vorne abgelegt werden kann. Dabei ist es für das Verlegen nicht notwendig, dass die Durchbrüche in der Fertigplatte im Auflagebereich auf den Längsträgern ausbetoniert sein müssen. Vielmehr ist es sinnvoll, die Fertigplatten eines Feldes insgesamt zu verlegen und anschliessend das Ausbetonieren der Fugen und Durchbrüche im Auflagebereich auf den Längsträgern vorzunehmen.
Für die Durchführung des Verfahrens sieht die Erfindung vor, dass das Verlegegerät aus zwei Verlegewagen und zwei Vorlaufwagen besteht, dass der Verlegewagen jeweils zwei mit Doppelachsanordnungen versehene Wagenpaare umfasst, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet und mit einem Längsbalken verbunden sind, dass der Längsbalken auf den miteinander verbundenen Wagenpaaren höhenverstellbar ist, und dass die Vorlaufwagen ebenfalls eine höhenverstellbare Auflage haben.
Die Höhenverstellung sowie der Antrieb der Verlege- und Vorlaufwagen erfolgt vorzugsweise hydraulisch, wobei jeder Vorlaufwagen und jeder Verlegewagen vorzugsweise über einen eigenen Verbrennungsmotor mit Hydraulikpumpe verfügt, welche Hubzylinder und Hydraulikomotore speist.
Um den Verlegewagen an die konstruktive Ausgestaltung der Fertigplatte anpassen zu können, ist vorgesehen, dass die Spurweite der Verlegewagen verstellbar ist.
Die beiden auf Längsträgern laufenden Vorlaufwagen können über einen, vorzugsweise als Arbeitsbühne gestalteten Querträger miteinander verbunden sein und werden durch am Längsträger seitlich anliegende Abstützungen in Form von Abstützrollen querstabilisiert.
Mit einem derartigen Verlegegerät kann die Fertigplatte statisch bestimmt aufgehängt werden, wobei sie auf die gesamte Länge in Brücken-Querrichtung gesehen nur ein Minimum an Biegemomenten erhält. Durch diese Art der Aufhängung bleibt die Beanspruchung während des Transports immer nahezu gleich, auch wenn das Verlegegerät über Unebenheiten läuft. Da für die Aufhängung der Fertigplatte kein Aussteifungsträger benötigt wird, der über die gesamte Länge der Fertigplatte biegesteif sein müsste, wird das Verlegegerät auch verhältnismässig leicht und einfach in seiner Ausgestaltung. Das Verlegegerät ist sehr einfach zu montieren und demontieren, so dass es mit geringen Kosten von einer zur anderen Baustelle gebracht werden kann.
Durch die spezielle Aufhängung der Fertigplatte ist es auch möglich, dass die beiden Verlegewagen unabhängig voneinander gesteuert werden, ohne dass die daran hängende Fertigplatte ein anderes Moment erhält. Dadurch lassen sich insbesondere Gefahrenmomente während des Transports ausschalten, da Einflüsse wie Unebenheiten und nicht-synchronisiertes Verfahren der Verlegewagen praktisch unerheblich sind. Die Stösse beim Verfahren der zwischen den einzelnen Fertigplatten vorgesehenen Querfuge werden durch eine Doppelachsanordnung der Räder an den Transportwagen vermieden.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer mit Fertigplatten gemäss der Erfindung hergestellten Fahrbahnplatte sowie auf ein Verlegegerät mit dem eine Fertigplatte transportiert wird,
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1;
Fig. 4 eine Seitenansicht des Verlegegerätes mit einer daran hängenden Fertigplatte;
Fig. 5 eine Vorderansicht des Verlegegerätes mit einer daran hängenden Fertigplatte;
Fig. 6 eine beispielsweise Biegemomentelinie für eine sich über vier Längsträger erstreckende Fertigplatte beim Transport am Verlegegerät.
In Fig. 1 ist ein Teilausschnitt eines Brückentragwerkes in Draufsicht dargestellt, das aus vier Längsträgern 1 und einer Fahrbahnplatte besteht, die aus nebeneinander verlegten, sich über die gesamte Fahrbahnbreite erstreckenden Fertigplatten 2 aufgebaut ist. Die Lage einer über den Längsträgern verlegten Fertigplatte 2 geht aus der Darstellung gemäss Fig. 5 hervor. Die Dicke der Fertigplatte entspricht der endgültigen Dicke der herzustellenden Fahrbahnplatte. Lediglich im Auflagebereich auf den Längsträgern 1 sind die Fertigplatten mit Durchbrüchen 3 versehen, durch welche Quertragbalken 4 verlaufen. Diese Quertragbalken haben eine geringere Höhe als die angrenzenden plattenförmigen Teile der Fertigplatte 2.
Wie aus Fig. 4 in der Seitenansicht der Fertigplatte hervorgeht, ist diese längs den querverlaufenden Stossfugen mit L-förmig begrenzten Ausnehmungen 5 versehen.
Der konstruktive Aufbau der Fertigplatte 2 geht im Detail aus den Schnittdarstellungen gemäss Fig. 2 und 3 hervor. Die der Fahrbahndicke entsprechenden Teile der Fertigplatte 7 befinden sich im Bereich zwischen den Längsträgern 1 bzw. im Bereich der Auskragung. Diese plattenförmigen Teile werden durch die Quertragbalken 4 miteinander verbunden. Dieser Quertragbalken erstreckt sich über eine geringere als der Dicke der Fahrbahn entsprechende Höhe, so dass auf der Unterseite eine Ausnehmung 6 entsteht, in welche der Obergurt des Längsträgers 1 eingreift. Die Fertigplatte 2 ist mit einer schlaffen oberen und unteren Bewehrung 7 und 8 versehen, die sich auch durch die Durchbrüche 3 hindurch erstreckt.
Quervorspannglieder 9 erstrecken sich über die gesamte Länge der Fertigplatte, wobei diese Vorspannglieder vorzugsweise nur durch die Quertragbalken 4 verlaufen. Durch das Aufbringen einer Teilvorspannung wird bewirkt, dass so viel Druckkraft in den Quertragbalken und den plattenförmigen Teilen 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-förmig begrenzten Ausnehmungen 5 schlaufenförmig gebogene Bewehrungseisen, die sich gegenseitig überlappen und eine gute Verbindung in der Querfuge nach dem Betonieren gewährleisten. Auch aus der Oberfläche des Längsträgers ragen schlaufenförmige 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 mit Fugenbeton ausgefüllt. Dabei entfällt eine Verschalung unter den L-förmigen Ausnehmungen, 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 Auflagenbereich auf dem Längsträger diesen über einen Teil der Seitenfläche des Obergurtes umfasst, geht auch ein Teil der Vorspanndruckkräfte durch diese Längsfuge, so dass sie im Fugenbereich eine sichere Drud4craft 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 Biegemomentes 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 Brücken-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 können.
In den 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 die 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 Obergläche des Trägers längsverschiebbar angeordnet ist. Dieser Vorlaufwagen 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 für den elektrischen Antrieb oder eine Hydraulikpumpe betätigt, über welche die Hubzylinder und ein Hydraulikmotor antreibbar sind.
Zum Verlegen der Fertigplatten werden die beiden Verlegewagen 12 über die Fahrbahnplatte nach hinten zum Lagerplatz der Fertigplatten verfahren. Der Längsbalken 16 wird so weit abgesenkt, dass eine Fertigplatte 2 an den Tragbalken 23 angehängt werden kann. Sodann wird mit Hilfe der Hubzylinder 20 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 vorn transportiert. Dabei werden die Verlegewagen zweckmässigerweise derart über die beiden äusseren Längsträger geführt, dass sie mit den Rädern auf den plattenförmigen Teilen beiderseits der Durchbrüche 3 entlang rollen. 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 28 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 Verleggerät so weit nach hinten verschoben, dass der vordere Transportwagen über der abgelegten Fertigplatte zu hängen kommt.
In dieser Lage werden die Hubzylinder 20 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 Fertigplatten 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 minimalen Beanspruchung der Fertigplatte beim Transport augenscheinlich. Für den dargestellten Fall, praktisch ohne Durchbiegung und mit ausgeglichenen Momenten, lassen sich allgemeine Angaben für die Lage der Aufhängepunkte und die sich daraus ergebenden Momente machen.
Danach ist das Moment Ms in den Aufhängungspunkten A, B, B und A Ills= - ga2 -
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Für die Momente in der Mitte zwischen den Aufhängepunk ten A, B', B' und A' ergibt sich ein Wert von ga2 MF= ga2
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Für die Auskragung k ausserhalb der äusseren Aufhängungspunkte ergibt sich der Wert a/ Für das Verhältnis der Lasten in den Aufhängepunkten A und B bzw. A' und B' gilt
EMI5.1
Für das Verhältnis der Hebelarme des zweiarmigen Hebels gilt die Gleichung O A A'
P B B'
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 Aufhängepunkte kann die Forderung, dass die Biegemomente in der Fertigplatte möglichst klein und die Verformung etwa 0 sein soll, immer noch erfüllt werden.
Voranstehend wurde eine Fertigplatte zur Herstellung einer quer vorgespannten Fahrbahnplatte sowie ein Verfahren und ein Gerät zum Verlegen dieser Platte beschrieben, die in Verbindung mit einem geeigneten Verfahren zur Herstellung der Längsträger den Bau eines Brückentragwerkes aus Fertigteilen unter Verkürzung der für den Bau 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 1 Woche pro Feld herstellbar ist, wobei für das eigentliche Verlegen der Fahrbahnplatte bei Feldlängen bis zu etwa 60 m etwa nur 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.
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PATENT CLAIMS
1.Prefabricated pre-stressed concrete deck slab of a bridge with longitudinal girders made of prefabricated panels lying next to one another and running across the entire width of the lane, which in the support area above the side girders are provided with openings to be filled with in-situ concrete and delimited by transverse girders (4) and along the transverse butt joints also with in-situ concrete have an L-shaped, delimited recess to be filled, characterized in that the prefabricated slabs (2), with the exception of the openings (3), have the thickness of the deck slab, that the transverse tendons (9) and all of the slack reinforcement assigned to the respective prefabricated slab are inserted into the prefabricated prefabricated slab are set in concrete, and that the underside of the transverse support beams in the support area above the longitudinal beams (1) are provided with recesses (3 ') in such a way that
that the placed prefabricated panels encompass the longitudinal beam or the top flange of the longitudinal beam.
2. Carriageway slab according to claim 1, characterized in that the openings amount to more than 70% of the surface area in the support area above the longitudinal members.
3. Slab according to claim 1, characterized in that the transverse tendons (9) extend both through the transverse support beams (4) and through the openings (3).
4. Slab according to claim 1, characterized in that the transverse tendons preferably extend only through the transverse support beams.
5. A method for producing a deck slab according to claim 1 by laying prefabricated deck slabs by means of laying trolleys (12), characterized in that the prefabricated board (2) is connected to two pairs of trolleys (14, 15), each connected to one another via a height-adjustable longitudinal beam (16), which are arranged parallel to each other and longitudinally displaceable on the already laid roadway, are statically determined so that when the front end of the already laid roadway is reached, the protruding part of the longitudinal beam (16) is placed on a leading carriage (13) that can be moved on the upper edge of the longitudinal beam, that the respective front carriage (14) of the carriage pairs is lifted hanging on the longitudinal beam so that the laying carriage with the longitudinal beam resting on the forward carriage is pushed further into the lowering position of the prefabricated panel,
that the longitudinal beams are lowered and the prefabricated slab is laid down, that the laying carriages (12) are pushed back until the suspended front carriages (14) of the pairs of wagons are above the last laid down prefabricated slab, and that the suspended carriages (14) on the Precast panel is lowered and the laying carriage (12) is moved back to pick up a new prefabricated panel.
6. The method according to claim 5, characterized in that the prefabricated panel is suspended at least in one row with two suspension points (A, B; A ', B') each on a two-armed support beam (23) so that each support beam half the load of the prefabricated panel on the longitudinal beam (16) of the associated laying carriage (12), the suspension points on the prefabricated panel and the support beam are selected so that the bending moments in the prefabricated panel are as small as possible and the deformation from the bending moments remains about 0.
7. Laying device for performing the method according to claim 5, characterized in that the laying device consists of two laying carriages (12) and two leading carriages (13), that the laying carriage comprises two pairs of carriage (14, 15) provided with double axles, which in the longitudinal direction arranged one behind the other and connected to the longitudinal beam (16), that the longitudinal beam is adjustable in height on the interconnected pairs of trolleys, and that the leading trolleys also have a height-adjustable support.
8. Laying device according to claim 7, characterized in that the height adjustment and the drive of the laying and forward carriage takes place hydraulically, each carriage and every laying carriage preferably has its own internal combustion engine with hydraulic pump, which feeds the lifting cylinder and hydraulic motor.
9. Laying device according to claim 7, characterized in that the track width of the laying carriage is adjustable.
10. Laying device according to claim 9, characterized in that the two leading carriages (13) are connected via a cross member, preferably designed as a working platform (26).
11. Laying device according to claim 10, characterized in that the leading carriages are laterally supported on the longitudinal beam, preferably with rollers.
The invention relates to a prefabricated pre-stressed concrete deck slab of a bridge with longitudinal girders made of prefabricated panels lying next to one another and running across the entire width of the lane, which are provided in the support area above the side girders with openings to be filled with in-situ concrete and delimited by transverse girders and along the transverse butt joints an L also to be filled with in-situ concrete -shaped limited recess.
Such a prefabricated part extending over the entire width of the carriageway is already known (AT PS 2 85 663). This prefabricated part consists of transverse support beams, the height of which essentially corresponds to the thickness of the road. These transverse support beams are connected in the area of the overhang and in the area between the support on the longitudinal girders with panels serving as permanent formwork. After these prefabricated parts have been laid on the longitudinal girders, the transverse tendons and the reinforcement are inserted into the prefabricated parts and these are filled with in-situ concrete. This requires a relatively large amount of machinery at the construction site, since the freshly concreted in-situ concrete slab cannot be driven on and thus the required concrete cannot be transported over the roadway itself without great effort.
The same also applies to the transport of the prefabricated parts during laying, for which relatively large and heavy bridge construction equipment in the form of transport vehicles and cranes is required. Another disadvantage of this known prefabricated part is that it is only placed on the carrier and does not encompass the upper part of the carrier or the carrier flange after the in-situ concrete has been poured. As a result, a prestressing in the area of the connecting joint in the transverse direction or a redistribution of the prestressing on the carrier flange is not possible.
For a bridge structure with a roadway made of prefabricated slab interspersed with transverse tendons, it is also known to provide prefabricated panels extending from side member to side member in the thickness of the roadway slab, the longitudinal joints running over the side members.
Tensioning channels are led through the plate-shaped precast concrete parts in the transverse direction, through which the tendons must be threaded after the plates have been installed.
This assumes that the carriageway slabs must be laid very carefully and precisely aligned so that the clamping channels are aligned. Socket joints must be made in the individual joints between the deck slabs, so that many more socket joints are required than is the case with applied tendons. The advantage that the carriageway slab can already be driven over after the prefabricated parts have been laid and thus much simpler, lighter and therefore cheaper laying devices can be used for laying the prefabricated parts is partially offset by the increased time required for threading the transverse tendons on the one hand and on the other is required for the support devices for the assembly of the cantilevered outer prefabricated panels.
The invention is based on the object of creating a transversely pre-stressed and fully reinforced pre-stressed concrete deck for very high loads that can be produced from prefabricated panels, whereby the support system is already present in the prefabricated part and the filling of the joints no longer significantly changes the support system, although through the joint area Prestressing compressive forces run between the side members and the deck after the joints have been filled with concrete. Furthermore, it should be possible to drive over the prefabricated panels before the joint is poured.
On the basis of the prestressed concrete carriageway slab mentioned at the beginning, this object is achieved according to the invention in that the prefabricated slabs, with the exception of the openings, have the thickness of the carriageway slab, that the transverse tendons and the entire slack reinforcement assigned to the respective prefabricated slab are concreted into the prefabricated prefabricated slab, and that the underside of the transverse support beams are provided with recesses in the support area above the longitudinal beams in such a way that the placed prefabricated panels encompass the longitudinal beam or the upper flange of the longitudinal beam.
In a roadway slab designed according to the features of the invention, there are significant advantages both for the production of a prefabricated prestressed concrete roadway slab and for the statics of the roadway slab itself. Providing the openings in the prefabricated slab gives it a structural or static structure in the transverse direction of the bridge Softness that enables it to even out unevenness in the wearer without breaking. This means that the mortar bed into which the transverse support beams are placed when the slab is laid down does not have to be extremely precisely leveled. Despite this softness of the prefabricated slab, there is sufficient compressive force in the transverse support beam due to the partial prestressing to prevent the concrete from getting tensile cracks and break points at these points weakened by the openings.
A further advantage also results from the fact that there are no very large-area shear connections between the in-situ concrete and the prefabricated part compared to the prefabricated part to be filled with in-situ concrete over its entire width. It is known that the surface of the prefabricated part must be prepared very carefully before the in-situ concrete is to be poured in, in order to ensure a perfect surface shear connection. It is essential that this surface is neither contaminated with dust or earth nor covered with cement milk. From this it can be deduced that the surface must also have the right moisture, but that there are no water residues that make a reduction in the shear connection inevitable by washing out the lower layer of the cast in-situ concrete.
In addition, the invention overcomes a further disadvantage which is practically unavoidable when concreting large, relatively thin concrete slabs. Exposure to adverse weather conditions, e.g. B. from sun and dry wind, and also due to the uneven introduction of the concrete, cracking is inevitable when the in-situ concrete sets.
The invention overcomes all these difficulties in an advantageous manner in that the openings are present above the support area on the side member and the resulting longitudinal joints between the in-situ concrete and the prefabricated slab are no longer at the point of the greatest bending moment under normal traffic loads. Any shear forces that may occur in this area can be absorbed by means of appropriate reinforcing bars or shear bars. The fact that the support system with all essential parts is already present in the prefabricated slab is particularly advantageous for the quality of the finished carriageway slab. This prefabricated panel can be produced industrially in a step process together with the side member production, with the work that requires special care and accuracy, z.
B. reinforcing and concreting, can be carried out in spatial and weather-favorable conditions and are therefore easier to control in terms of quality.
This means that a prefabricated slab of significantly higher quality and thus a corresponding carriageway slab in the finished state must be created. If a suitable cycle method is followed, the prefabricated slab can be installed relatively quickly after concreting the longitudinal girder, so that the effects of creeping and shrinking of the longitudinal girder can still affect the transverse joints and seal them in a favorable manner.
An advantageous further development of the invention provides that the openings amount to more than 70% of the surface area in the support area on the side members. In connection with the prefabricated panel comprising the longitudinal beam or the top chord of the longitudinal beam, this ensures that a very good shear connection between the longitudinal beam and the roadway plate is ensured.
It is also provided that the transverse tendons preferably only run through the transverse support beams. In this way, all transverse tendons provided with partial prestressing can contribute to the fact that, despite the static and structural softness in the transverse direction in the area of the transverse girders, when handling the prefabricated slab, no stresses that could cause damage can arise. This damage can already be avoided with a partial bias, which z. B. can be in the order of magnitude of about 10% of the final total transverse prestress.
The industrial production in sync with the side member production leads in particular in connection with the method for laying the prefabricated panels, the z. B. enables the laying of the prefabricated panels and the concreting of the recesses and joints for a field of conventional length in about a day, to a bridge structure of particularly high quality, since the effects of creep and shrinkage from the side members can still be fully effective in the carriageway slab .
According to the invention, this method for the production of a carriageway slab by laying pre-fabricated carriageway slabs by means of a laying carriage provides that the pre-fabricated board is statically determined on two pairs of carriages which are connected to one another via a height-adjustable longitudinal beam and which are arranged parallel and longitudinally displaceable on the already laid carriageway is suspended so that when the front end of the already laid track is reached, the protruding part of the longitudinal beam is placed on a leading carriage that can be displaced on the upper edge of the longitudinal beam, that the respective front carriage of the carriage pair is lifted hanging on the longitudinal beam, that the laying carriage with the one on the leading carriage lying longitudinal beams can be pushed forward further into the lowered position of the prefabricated panel,
that the longitudinal beams are lowered and the prefabricated slab is laid down, that the laying trolleys are pushed back until the suspended front trolleys of the pairs of trolleys are above the last laid down finished slab, and that the suspended trolleys are lowered onto the prefabricated slab and the laying trolley to pick up a new one Finished panel is moved back.
According to a further embodiment of the method, it is provided that the prefabricated panel is suspended at least in one row with two suspension points A, B and A ', B' each on a two-armed support beam so that each support beam half the load of the prefabricated panel on the longitudinal beam of the associated laying carriage transmits, the suspension points on the prefabricated slab and the support beam are selected so that the bending moments in the prefabricated slab as small as possible and the deformation from the bending moment line remains about 0.
This method offers the advantage that the prefabricated panel can be transported very quickly over the prefabricated panels that have already been laid and placed at the front. It is not necessary for the laying that the openings in the prefabricated slab in the support area on the side members have to be concreted. Rather, it makes sense to lay the prefabricated panels of a field as a whole and then to concrete the joints and openings in the support area on the longitudinal beams.
For the implementation of the method, the invention provides that the laying device consists of two laying carriages and two leading carriages, that the laying carriage comprises two pairs of carriages provided with double axle arrangements, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction and connected with a longitudinal beam, that the longitudinal beam on the one another connected pairs of cars is adjustable in height, and that the leading carriages also have a height-adjustable support.
The height adjustment and the drive of the laying and forward carriage are preferably carried out hydraulically, with each forward carriage and every laying carriage preferably having its own internal combustion engine with hydraulic pump, which feeds the lifting cylinder and hydraulic motors.
In order to be able to adapt the laying carriage to the structural design of the prefabricated panel, provision is made for the track width of the laying carriage to be adjustable.
The two leading carriages running on longitudinal girders can be connected to one another via a cross girder, preferably designed as a working platform, and are transversely stabilized by supports in the form of support rollers lying laterally on the side girder.
With such a laying device, the prefabricated slab can be hung in a statically determined manner, with it receiving only a minimum of bending moments over the entire length in the transverse direction of the bridge. This type of suspension means that the load during transport always remains almost the same, even when the laying device runs over unevenness. Since no reinforcement beam is required for the suspension of the prefabricated panel, which would have to be rigid over the entire length of the prefabricated panel, the laying device is also relatively light and simple in its design. The laying device is very easy to assemble and dismantle, so that it can be brought from one construction site to another at low cost.
Due to the special suspension of the prefabricated panel, it is also possible for the two laying carriages to be controlled independently of each other without the prefabricated panel attached to it receiving any other moment. In this way, in particular, dangerous moments can be eliminated during transport, since influences such as unevenness and non-synchronized movement of the laying carriage are practically insignificant. The bumps when moving the transverse joint provided between the individual prefabricated panels are avoided by arranging the wheels on the trolley with two axles.
The advantages and features of the invention also emerge from the following description of an exemplary embodiment in conjunction with the claims and the drawing. Show it:
1 shows a plan view of a section of a roadway slab produced with prefabricated slabs according to the invention and of a laying device with which a prefabricated slab is transported,
FIG. 7 shows a section along the line II-II of FIG. 1;
3 shows a section along the line III-III of FIG. 1;
4 shows a side view of the laying device with a prefabricated panel hanging on it;
5 shows a front view of the laying device with a prefabricated panel hanging thereon;
6 shows an example of a bending moment line for a prefabricated panel extending over four longitudinal beams during transport on the laying device.
In Fig. 1 a partial section of a bridge structure is shown in plan view, which consists of four longitudinal girders 1 and a roadway slab, which is made up of prefabricated slabs 2 laid side by side and extending over the entire width of the roadway. The position of a prefabricated panel 2 laid over the longitudinal beams can be seen from the illustration according to FIG. The thickness of the prefabricated slab corresponds to the final thickness of the carriageway slab to be produced. Only in the support area on the longitudinal girders 1 are the prefabricated panels provided with openings 3 through which transverse support beams 4 run. These transverse support beams have a lower height than the adjacent plate-shaped parts of the prefabricated panel 2.
As can be seen from FIG. 4 in the side view of the prefabricated panel, this is provided with recesses 5 delimited in an L-shape along the transverse butt joints.
The structural design of the prefabricated panel 2 can be seen in detail from the sectional views according to FIGS. 2 and 3. The parts of the prefabricated panel 7 corresponding to the roadway thickness are located in the area between the longitudinal members 1 or in the area of the overhang. These plate-shaped parts are connected to one another by the transverse support beams 4. This transverse support beam extends over a height that is less than the thickness of the roadway, so that a recess 6 is created on the underside, in which the upper flange of the longitudinal member 1 engages. The prefabricated slab 2 is provided with slack upper and lower reinforcement 7 and 8, which also extend through the openings 3.
Transverse prestressing members 9 extend over the entire length of the prefabricated slab, these prestressing members preferably running only through the transverse support beams 4. The application of partial prestressing ensures that there is so much compressive force in the transverse support beam and the plate-shaped parts of the prefabricated slab that the concrete does not receive any tensile cracks or fractures, especially on the transverse support beams, during installation. Experience has shown that the partial prestress can be around 10 to 40% of the total prestress.
From the prefabricated slabs 2 protrude into the L-shaped delimited recesses 5, curved reinforcing iron, which overlap one another and ensure a good connection in the transverse joint after concreting. Loop-shaped reinforcing bars also protrude from the surface of the longitudinal beam into the openings, so that after these openings have been filled with concrete, the shear connection in the connection area to the longitudinal beam is guaranteed.
After laying the prefabricated slab, the openings 3 and the L-shaped recesses 5 are filled with joint concrete. In this case, there is no cladding under the L-shaped recesses, but the longitudinal joints running parallel to the two side surfaces of the upper chord are closed with formwork strips 11. The side surfaces of the upper flange preferably run inclined to the vertical, which ensures that these longitudinal joints are properly filled with joint concrete. Since the prefabricated panel in the support area on the longitudinal beam encompasses this over part of the side surface of the upper chord, part of the prestressing pressure forces also go through this longitudinal joint, so that it forms a secure Drud4craft in the joint area, which results from the residual prestressing and the redistribution through creeping and shrinking results.
An advantage of the prefabricated panel according to the invention is also to be seen in the fact that the longitudinal joint on the side surfaces of the upper flange is no longer at the point of the greatest bending moment under normal traffic loads. Any shear forces that may occur in this area can already be caused by the reinforcement, i.e. H. be picked up with the help of push irons.
The precast slab according to the invention does not show any significant changes compared to the load-bearing behavior required for the final state; H. the construction of the prefabricated slab as a support element already includes the final support system.
By concreting the joints or the openings, this support system is hardly changed, but the flexural strength and load-bearing capacity are increased. An advantage of the prefabricated panel is also to be seen in the fact that the dissolving of the panel with the help of the openings gives the prefabricated panel a static or structural softness in the transverse direction of the bridge, which enables it to compensate for unevenness in the girder without breaking. The result is that bending over the length of the partially prestressed transverse support beams 4 of 1 to 2 cm is possible without stress occurring in the area of the transverse beams, which can lead to damage.
In Figs. 1, 4 and 5, the laying device is shown with which a prefabricated panel 2 can be moved over the track slab and placed on the side members. This laying device consists of two laying carriages 12 and one forward carriage 13 each. Each laying carriage is in turn composed of two transport carriages 14 and 15 which are connected to one another by a longitudinal beam 16. The trolleys 14 and 15 are provided with double axles, the distance between which is greater than the transverse joint formed by the L-shaped recesses. This avoids bumps when driving over this joint. Lifting cylinders 20 are provided in the trolley and are connected to one another at the top by a support plate 21. The longitudinal beam 16 is supported on the support plates 21 via rubber bearings 22. On the longitudinal beam 16, two-armed support beams 23 are attached transversely to the longitudinal beam 16.
The prefabricated panel 2 is suspended from this support beam 23.
The laying device further comprises the forward carriage 13, which is arranged on the surface of the carrier so as to be longitudinally displaceable. This forward carriage 13 is also provided with a lifting cylinder 25 which can be extended upwards. In order to stabilize the two leading carriages 13 transversely, a cross member 26 can be attached to the two leading carriages, which can preferably be designed as a working platform. Rollers 27 can be arranged on this cross member, each of which rests on the inside of the carrier and gives the forward carriage lateral stabilization.
The laying carriages and the feed carriage are preferably driven electrically or hydraulically. In this case, an internal combustion engine can be accommodated in one of the cars, which either actuates a generator for the electric drive or a hydraulic pump, via which the lifting cylinders and a hydraulic motor can be driven.
To lay the prefabricated panels, the two laying carriages 12 are moved backwards over the deck to the storage area for the prefabricated panels. The longitudinal beam 16 is lowered so far that a prefabricated panel 2 can be attached to the supporting beam 23. Then, with the aid of the lifting cylinder 20, the longitudinal beam 16 is raised so far that the prefabricated slab hangs freely at a certain distance from the surface of the carriageway slab. Special precautions and measures must be taken for hanging up the prefabricated slab so that it is stressed as little as possible. This is explained in more detail below.
The prefabricated slab hanging on both sides of the laying carriage is now transported to the front over the finished carriageway with the aid of this laying carriage. In this case, the laying carriages are expediently guided over the two outer longitudinal members in such a way that they roll along with the wheels on the plate-shaped parts on both sides of the openings 3. In this way, the already laid prefabricated slabs of the road surface are only subjected to minimal stress. It is not necessary for the openings in the already laid prefabricated panels to be filled with concrete and tied in order to transport the prefabricated panels. When the position shown in FIG. 4 is reached, in which the front transport carriage is located on the prefabricated panel laid last, the longitudinal beam 16 engages over the leading carriage.
The lifting cylinder 25 on the forward carriage 13 is extended and brought into contact with the longitudinal beam 16. The lifting cylinders 20 of the front trolley 14 are then retracted and this trolley is suspended from the longitudinal beam 16, since the support plate 21 is held on the longitudinal beam 16 with the aid of clamps 28 and thus cannot move downwards. In this position, the prefabricated panel 2 can be moved further into the lowering position with the aid of the forward carriage and the rear transport carriage 15. In this position, the lifting cylinders 20 and 25 are now retracted and the prefabricated panel is placed on the longitudinal beams 1. After the prefabricated panel has been unhooked, the laying device supported on the front carriage is pushed back so far that the front transport carriage comes to hang over the deposited prefabricated panel.
In this position, the lifting cylinders 20 of this trolley are extended until it stands on the prefabricated panel. After the lifting cylinder 25 of the feed carriage 13 has been retracted, the laying carriage 12 can be moved back to the storage location for the finished panels independently of one another. A new laying cycle begins.
For hanging the prefabricated panel on the laying carriage, it is provided that the prefabricated panel in the exemplary embodiment is suspended in two rows with two suspension points A, B and A ', B on the respective two-armed support beam 23 so that the support beam carries half the load of the prefabricated panel on the longitudinal beam of the assigned laying carriage.
The suspension points on the prefabricated slab and the supporting beam are selected in such a way that a statically determined and stable suspension results and the bending moments in the prefabricated slab remain as small as possible, so that the deformation from the bending moment line is practically zero. This suspension has the advantage that the pre-fabricated panel experiences almost constant stress during transport and laying, regardless of whether unevenness or the like have an unfavorable effect on transport. The two laying carriages can operate independently of one another without the suspended prefabricated slab receiving any other moment.
These advantages are particularly evident when one takes into account that in the previous transport of panels of this size, the panels were suspended from stiffening girders that had to be rigid over the entire length of the panel. Such a stiffening beam is no longer required, which results in a further advantage of a significant reduction in the transport weight and, furthermore, due to the suspension according to the invention, no special structural measures have to be provided in the prefabricated panel itself in order to specifically stiffen it for transport. The bending moment line resulting from the suspension according to the embodiment according to FIG. 5 emerges from FIG.
Already from the course of this moment line and the positive and negative moments calculated for the exemplary embodiment, the fact of the minimum stress on the prefabricated panel during transport is evident. For the case shown, with practically no deflection and balanced moments, general information can be given for the location of the suspension points and the resulting moments.
Then the moment Ms in the suspension points A, B, B and A is Ills = - ga2 -
12
For the moments in the middle between the suspension points A, B ', B' and A 'a value of ga2 MF = ga2 results
24
For the cantilever k outside the outer suspension points, the value a / results for the ratio of the loads in suspension points A and B or A 'and B'
EMI5.1
The equation O A A 'applies to the ratio of the lever arms of the two-armed lever
P B B '
If the distances between the suspension points change, the maximum and minimum values for the bending moments shift accordingly. Such a shift can, for.
B. can be achieved that a suspension point does not come to lie in the area of the cross beam, but always lies in a plate-shaped part of the prefabricated panel. Even with such a displacement of the suspension points, the requirement that the bending moments in the prefabricated panel should be as small as possible and that the deformation should be around 0 can still be met.
A prefabricated slab for the production of a transversely prestressed carriageway slab and a method and a device for laying this slab have been described above, which, in conjunction with a suitable method for producing the longitudinal beams, enables the construction of a bridge structure from prefabricated parts while shortening the time required for construction in such a The extent enables the superstructure of a bridge structure consisting of several fields, e.g. B.
a valley bridge, can be produced at a speed of about 1 week per field, with only about one day per field being required for the actual laying of the deck for field lengths of up to about 60 m. The invention enables this performance with an extremely low cost of special construction site equipment, so that an unexpected reduction in construction costs results both from the reduced construction time and from the reduced equipment requirement.