DE102004037941A1

DE102004037941A1 - Zerlegbare Brücke

Info

Publication number: DE102004037941A1
Application number: DE200410037941
Authority: DE
Inventors: Jan Forster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-03-16

Abstract

Eine zerlegbare Brücke in Fertigteilbauweise weist eine Unterkonstruktion (5) aus vorgefertigten Elementen sowie eine Fahrbahn, bestehend aus einzelnen Fahrbahnplatten (11), auf. Die Fahrbahnplatten (11) sind als Betonfertigteile ausgeführt. Zur Befestigung und/oder Positionierung der Fahrbahnplatten (11) sind an der Unterkonstruktion (5) und an den Fahrbahnplatten (11) Hülsen (12) und Zapfen (13) angeordnet, welche zusammenwirken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zerlegbare Brücke in Fertigteilbauweise, wobei die Brücke eine Unterkonstruktion aus vorgefertigten Elementen sowie eine Fahrbahn bestehend aus einzelnen, als Betonfertigteile ausgeführten Fahrbahnplatten aufweist.

Die Verwendung von Betonfertigteilen als Fahrbahnplatten bei Brücken ist grundsätzlich bekannt. Bei Festbrücken werden die Fahrbahnplatten entweder vor Ort an einem Widerlager in Einzelabschnitten gefertigt oder auch vorab als Betonfertigteile. Die exakte Positionierung und Zentrierung der einzelnen Fahrbahnplatten auf der Unterkonstruktion ist jedoch zeitaufwendig und schwierig, so daß insbesondere bei Behelfsbrücken, für deren Bau in der Regel nur sehr wenig Zeit zur Verfügung steht, der gesamte Brückenüberbau nach wie vor aus Holz gefertigt wird. Eine Wiederverwendung der Brückenelemente ist in der Regel ebenfalls nicht vorgesehen.

Nach dem Stand der Technik bestehen Behelfsbrücken aus einem Unterbau, und der eigentlichen Brückenkonstruktion mit einer Unterkonstruktion und dem Fahrbahnbelag, welche häufig als Holzkonstruktion ausgeführt sind. Für den Unterbau werden mehrere Rammträger parallel zueinander in das Erdreich eingebracht. Die Rammträger werden so eingebracht, daß sich die Trägerköpfe genau auf Höhe befinden, oder die Rammträger werden nach dem Rammen auf Höhe abgeschnitten. Anschließend werden Doppel-T-Träger auf die Rammträger aufgelegt und fixiert. Auf dem fertig gestellten Unterbau kann dann die eigentliche Brückenkonstruktion montiert werden, die die Fahrbahn trägt. Die Unterkonstruktion wird bei Behelfsbrücken in der Regel aus Holzbohlen gebildet, die nebeneinander liegend auf den Doppel-T-Trägern in Querrichtung angeordnet werden. Auf die Bohlen wird eine durchgehende Trägerschicht aus Holz aufgebracht, wobei die einzelnen Elemente in Längsrichtung ausgerichtet sind. Als Deckschicht wird eine weitere Holzschicht aufgebracht, wobei die Ausrichtung der Elemente wiederum quer zur Trägerschicht verläuft. Die Deckschicht verschleißt hierbei relativ schnell, so daß sie mindestens halbjährlich ersetzt werden muß und nicht wieder verwendet werden kann. Auch die Wiederverwendung der Unterkonstruktion ist stark eingeschränkt, da die Holzbohlen bedingt durch Witterungseinflüsse einem starken Verzug unterliegen. Darüber hinaus weist die Deckschicht aus Holz vor allem bei Regen nur eine ungenügende Rutschfestigkeit auf.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine zerlegbare Brücke vorzuschlagen, die schnell aufzubauen ist, eine verbesserte Wiederverwendung sowohl der Unterkonstruktion als auch des Fahrbahnbelages zuläßt und eine einfache Fixierung der Fahrbahnplatten auf der Unterkonstruktion ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Brücke und einem Verfahren zur Herstellung einer Brücke mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Brücke ist in Fertigteilbauweise ausgeführt. Die Brücke weist eine Unterkonstruktion aus vorgefertigten Elementen, insbesondere aus Stahlträgern, auf sowie eine Fahrbahn, welche aus einzelnen, als Betonfertigteile ausgeführten Fahrbahnplatten besteht. Um die Fahrbahnplatten auf der Unterkonstruktion leicht positionieren und befestigen zu können, sind Hülsen und Zapfen an der Unterkonstruktion und den Fahrbahnplatten vorgesehen, welche zusammenwirken. Bevorzugt sind in die Fahrbahnplatten Hülsen eingegossen, welche mit auf der Unterkonstruktion angeordneten Zapfen zusammenwirken. Bei der Montage der Fahrbahnplatten können diese durch die Zapfen auf einfache Weise ohne aufwendige Ausrichtungsarbeiten auf der Unterkonstruktion positioniert und zentriert werden. Zugleich ermöglichen die Zapfen und Hülsen durch die Anordnung weiterer Befestigungselemente eine sichere Fixierung der Fahrbahnplatten auf der Unterkonstruktion. Die Ausbildung. der Fahrbahn aus Betonfertigteilplatten bietet eine besonders verschleißfeste Fahrbahn, die zudem problemlos an anderer Stelle wiederverwendet werden kann. Darüber hinaus ist eine Fahrbahn aus Betonfertigteilen unempfindlich gegenüber Witterungseinflüssen und bietet auch bei nasser Fahrbahn eine gute Rutschfestigkeit.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an den Hülsen Kopfbolzen angeordnet sind und die eingegossenen Hülsen über die in die Fahrbahnplatten eingegossenen Kopfbolzen in den Fahrbahnplatten verankert sind. Hierdurch wird eine besonders gute Verankerung der Hülsen in den Fahrbahnplatten erreicht.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Fahrbahnplatten an ihrer Oberseite um die eingegossenen Hülsen angeordnete Ausnehmungen aufweisen. Werden die in die Fahrbahnplatten eingegossenen Hülsen mit Befestigungselementen an den Zapfen fixiert, können die Befestigungselemente derart in den Ausnehmungen angeordnet werden, daß sie nicht über die Fahrbahnfläche hinausstehen. Die Fahrbahnplatte ist dadurch über ihre gesamte Fläche nutzbar.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die auf dem Unterbau angeordneten Zapfen mit den Stahlträgern der Unterkonstruktion verschweißt sind. Das Verschweißen ermöglicht eine besonders einfache Befestigung der Zapfen auf der Unterkonstruktion. Bedingt durch das besondere Herstellverfahren, wobei die mit den Zapfen korrespondierenden Hülsen erst auf die Zapfen gesteckt und dann eingegossen werden, sind bei der Anordnung der Zapfen keine engen Toleranzen einzuhalten, so daß eine Schweißverbindung der Zapfen besonders wirtschaftlich ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die auf der Unterkonstruktion angeordneten Zapfen eine Vorrichtung für die Aufnahme eines Befestigungselements auf. Weist der Zapfen ein Gewinde auf, können die Fahrbahnplatten auf einfache Weise durch Schrauben mit der Unterkonstruktion verbunden werden.

Vorzugsweise weisen die auf der Unterkonstruktion angeordneten Zapfen und/oder die in die Fahrbahnplatten eingegossenen Hülsen eine Fase auf. Durch die Fasen wird bei der Montage der Fahrbahnplatten das Auflegen der Platten auf die Unterkonstruktion erheblich erleichtert, da die Hülsen und Zapfen einfach ineinandergeführt werden können..

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß im Rampenbereich der Brücke die Unterkonstruktion gelenkig angeordnet ist und daß die gelenkig angeordnete Unterkonstruktion über höhenverstellbare Widerlager an den Straßenverlauf anpaßbar ist. Die Anpassung an verschiedene Straßenverläufe wird hierdurch auf besonders einfache, Weise ohne eine aufwendige Rampenkonstruktion erreicht. Der Fahrbahnbelag wird auch im Rampenbereich über die eingegossenen Hülsen befestigt.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Brücke in Fertigteilbauweise wird zunächst an einem Fertigungsort die Unterkonstruktion der Brücke aufgebaut, welche aus einzelnen, vorgefertigten Elementen, insbesondere aus Stahlträgern besteht. Die einzelnen Elemente werden in derselben Anordnung, wie sie später am Einbauort vorgesehen ist, aufgebaut. Die einzelnen Fahrbahnplatten werden als Betonfertigteile vergossen. Bei der Fertigung werden an den Elementen der Unterkonstruktion und/oder den Fahrbahnplatten Vorrichtungen zur Befestigung der Fahrbahnplatten auf der Unterkonstruktion angeordnet.

Vorteilhafterweise werden an den Elementen der Unterkonstruktion Zapfen zur Aufnahme von Fahrbahnplatten angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zapfen mit der Unterkonstruktion verschweißt werden. Hierdurch wird eine besonders wirtschaftliche und zeitsparende Herstellung der Brücke ermöglicht.

Anschließend werden auf die Zapfen Hülsen aufgesteckt, welche im Zusammenwirken mit den Zapfen der späteren Positionierung und Befestigung der Fahrbahnplatten auf der Unterkonstruktion dienen. Nach dem Anbringen einer Schalung werden schließlich die einzelnen Fahrbahnplatten direkt auf den Elementen der Unterkonstruktion in ihrer späteren Einbauposition vergossen. Die auf die Zapfen aufgesteckten Hülsen werden hierbei in die Fahrbahnplatten mit eingegossenen. Durch das direkte Vergießen der Fahrbahnplatten in ihrer späteren Einbauposition sind bei der Anordnung der Zapfen auf der Unterkonstruktion keine engen Toleranzvorgaben zu beachten, so daß Unterkonstruktion und Fahrbahnplatten auf besonders wirtschaftliche Weise gefertigt werden können. Toleranzschwankungen haben keine Auswirkungen auf die Paßgenauigkeit der späteren Zapfen-Hülse-Verbindung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn vor dem Aufstecken der Hülsen auf die Zapfen Kopfbolzen an den Hülsen angeordnet werden. Durch die Kopfbolzen wird eine besonders gute Verankerung der Hülsen in den Fahrbahnplatten erreicht.

Nach dem Vergießen werden die Fahrbahnplatten mit den eingegossenen Hülsen von der Unterkonstruktion getrennt und ihre spätere Einbauposition wird vermerkt.

An einem Einbauort wird der Unterbau für die Brücke in an sich bekannter Weise aufgestellt und die Elemente der Unterkonstruktion werden an dem Unterbau angebracht. Anschließend werden die einzelnen Fahrbahnplatten an ihrer vorbestimmten Position auf die jeweiligen Elemente der Unterkonstruktion aufgesteckt und befestigt. Aufwendige Ausrichtungsarbeiten auf der Baustelle können durch die Positionierung über Zapfen und Hülse entfallen, so daß eine derartig vorgefertigte Brücke mit erheblicher Zeitersparnis aufgebaut werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine Anpassung der Höhe der Brücke an den Straßenverlauf durch die Ausrichtung einer gelenkig angeordneten Unterkonstruktion vorgenommen wird.

Weitere Vorteile der Erfindung sind anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen
1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Brücke,
2 eine Detailansicht der Plattenbefestigung,
3 eine Draufsicht auf eine Fahrbahnplatte mit eingegossenen Hülsen,
4 eine schematische Darstellung einer gelenkig angeordneten Unterkonstruktion sowie eines höhenverstellbaren Widerlagers zur Anpassung an den Straßenverlauf.
1 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Brückenkonstruktion. Der Unterbau 1 der Brücke besteht aus mehreren in die Erde eingelassenen Rammträgern 2, auf welche vorgefertigte Jochträger 3 aufgelegt werden. Auf den Unterbau 1 wird eine vorgefertigte Unterkonstruktion 5 aus Stahlträgern montiert. In Längsrichtung wird die Unterkonstruktion 5 aus mehreren parallelen Doppel-T-Trägern 6 gebildet, die in Querrichtung durch U-Profile 7 versteift werden. Die einzelnen Elemente der Unterkonstruktion 5 werden miteinander verschraubt. Im vorliegenden Beispiel wird die Unterkonstruktion 5 aus drei parallelen Doppel-T-Trägern 6 gebildet, auf welchen die Fahrbahn 10 aus Betonfertigteilen montiert wird. Ein – hier nicht darge stellter – Fußgängerweg kann mit Hilfe einer separaten Unterkonstruktion realisiert werden. Die einzelnen Fahrbahnplatten 11 werden über eingegossene Hülsen 12 auf Zapfen 13 der Unterkonstruktion 5 aufgelegt, was in der 2 näher beschrieben wird. Beiderseits der Fahrbahn ist ein Geländer 15, beispielsweise aus Nadelholz, angebracht. Im Fußpunkt können zusätzlich Schrammborde 16 montiert sein.
Zur Herstellung einer solchen Brücke wird die Unterkonstruktion 5 an einem Fertigungsort so aufgebaut, wie sie auch am Einbauort montiert wird. Anschließend werden auf der Oberseite der Doppel-T-Träger 6 die Zapfen 13 angeschweißt. Auf die Zapfen 13 werden die Hülsen 12 mit daran angeordneten Kopfbolzen 16 aufgesteckt. Nach Anbringen einer Schalung werden die Fahrbahnplatten 11 direkt auf der Unterkonstruktion 5 vergossen, wobei die Hülsen 12 mit den Kopfbolzen 16 mit eingegossen werden. Bei der Fertigung werden die einzelnen Fahrbahnplatten 11 numeriert bzw. ihre Einbauposition auf der Unterkonstruktion 5 vermerkt. Da die Fahrbahnplatten später an ihrer vorbestimmten Einbauposition verbaut werden, müssen bei der Fertigung keine engen Toleranzen eingehalten werden, Toleranzschwankungen haben keinen Einfluß auf die Paßgenauigkeit der Verbindung.
In 2 ist die Befestigung der Fahrbahnplatten 11 im Detail dargestellt. Erfindungsgemäß sind in die Fahrbahnplatten 11, welche als Betonfertigteile gefertigt sind, Hülsen 12 eingegossen. Im vorliegenden Beispiel sind an den Hülsen 12 acht Kopfbolzen 16 angeordnet, über welche die Hülsen 12 besonders gut im Beton verankert sind. Auf der Oberseite der Doppel-T-Träger 6 der Unterkonstruktion 5 sind Zapfen 13 angebracht. Im vorliegenden Beispiel sind die Zapfen 13 angeschweißt und weisen ein Gewinde 17 zur Aufnahme einer Befestigungsschraube 18 auf. Sowohl die Hülse 12 als auch der Zapfen 13 weisen eine Fase 19 auf, welche bei der Montage das Auflegen der Fahrbahnplatten 11 erleichtert. Die Fase 19 kann jedoch auch nur an einem Element der Zapfen-Hülse-Verbindung ausgebildet sein. Zur Befestigung wird die Fahrbahnplatte 11 mit einer Montageplatte 20 und einer Befe stigungsschraube 18 an den Zapfen 13 der Unterkonstruktion 5 verschraubt. Die Befestigungselemente sind im montierten Zustand in einer Ausnehmung 21 der Fahrbahnplatten 11 angeordnet, so daß sie nicht über die Fahrbahn hinausstehen. Zwischen die Stahlträger der Unterkonstruktion 5 und den Fahrbahnplatten 11 kann eine – hier nicht dargestellte – etwa 6 mm starke Gummischrotmatte eingelegt sein.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine Fahrbahnplatte 11 mit eingegossenen Hülsen 12. Die Hülsen 12 sind hierbei im Randbereich der Fahrbahnplatte 11 angeordnet. An einer Hülse 12 sind insgesamt acht Kopfbolzen 16 angeordnet, über welche die Hülsen 12 im Beton verankert sind. In der gezeigten Darstellung sind vier Hülsen 12 jeweils in den Ecken der Fahrbahnplatte 11 angeordnet, ebenso können jedoch auch, wie in 1 ersichtlich, weitere Hülsen 12 angeordnet werden. In der Regel werden alle Doppel-T-Träger 6 der Unterkonstruktion 5 über Zapfen-Hülse-Verbindungen mit den Fahrbahnplatten 11 verbunden. Hierdurch wird die Kippsicherheit der einzelnen Doppel-T-Träger 6 erhöht und die Unterkonstruktion 5 zusätzlich versteift.
Mit Hilfe eines derart vorgefertigten Baukastens aus Unterkonstruktion 5 und jeweils passenden Fahrbahnplatten 11 kann der Montageaufwand auf der Baustelle sehr gering gehalten werden, aufwendige Ausrichtungsarbeiten können entfallen. Die Zentrierung der Fahrbahnplatten 11 auf der Unterkonstruktion 5 erfolgt über die Zapfen-Hülse-Verbindung. Bei der Montage der Brücke werden zunächst die vorderste und die hinterste Platte in ihre Einbauposition gebracht, um eine genaue Ausrichtung zu gewährleisten. Anschließend werden die weiteren Fahrbahnplatten 11 eingelegt und auf die beschriebene Weise verschraubt. Die Zapfen-Hülse-Verbindung ermöglicht neben der Zentrierung eine einfache und schnelle Befestigung der Platten auf der Unterkonstruktion 5 und sichert die Platte gegen Abheben. Eine Demontage der Brücke und Wiederverwendung sowohl der Fahrbahnplatten als auch der Unterkonstruktion ist problemlos möglich.
Eine Anpassung der Brücke an den Straßenverlauf kann über die in 4 dargestellte gelenkig angeordnete Unterkonstruktion 21 in Verbindung mit einem höhenverstellbaren Widerlager 22 erfolgen. Die Unterkonstruktion 21 aus Stahlträgern 23 wird hierbei über eine Zentrierleiste 24 an der weiteren Brückenkonstruktion 26 verschraubt, wobei sie auf einer entsprechenden Konsole 27 aufgelagert ist. Durch die gelenkige Anbindung können Winkel von bis zu 10° realisiert werden. Eine Höhenanpassung kann über ein höhenverstellbares Widerlager 22 erfolgen. Die Fahrbahnplatten 11 werden in der beschriebenen Weise auf der gelenkig angeordneten Unterkonstruktion 21 befestigt. Der Spalt am Übergang der Fahrbahnplatten 11 wird mit einer Holzleiste 28 verschlossen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche fallen ebenfalls unter die Erfindung.

Claims

Zerlegbare Brücke in Fertigteilbauweise, wobei die Brücke eine Unterkonstruktion (5) aus vorgefertigten Elementen sowie eine Fahrbahn bestehend aus einzelnen, als Betonfertigteile ausgeführten Fahrbahnplatten (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung und/oder Positionierung der Fahrbahnplatten (11) an der Unterkonstruktion (5) und den Fahrbahnplatten (11) Hülsen (12) und Zapfen (13) angeordnet sind, welche zusammenwirken.
Brücke nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (12) in die Fahrbahnplatten (11) eingegossen und die Zapfen (13) auf der Unterkonstruktion angeordnet sind.
Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hülsen (12) Kopfbolzen (16) angeordnet sind und die eingegossenen Hülsen (12) über die in die Fahrbahnplatten (11) eingegossenen Kopfbolzen (16) in den Fahrbahnplatten (11) verankert sind.
Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahnplatten (11) um die eingegossenen Hülsen (12) angeordnete Ausnehmungen (21) zur Aufnahme von Befestigungselementen aufweisen.
Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Unterbau (1) angeordneten Zapfen (13) mit den Stahlträgern der Unterkonstruktion (5) verschweißt sind.
Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Unterkonstruktion (5) angeordneten Zapfen (13) eine Vorrichtung für die Aufnahme eines Befestigungselements, insbesondere ein Gewinde (17), aufweisen.
Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Unterkonstruktion (5) angeordneten Zapfen (13) und/oder die in die Fahrbahnplatten (11) eingegossenen Hülsen (12) eine Fase (19) aufweisen.
Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Rampenbereich der Brücke die Unterkonstruktion (5) gelenkig angeordnet ist und daß die gelenkig angeordnete Unterkonstruktion (21) über höhenverstellbare Widerlager (22) an den Straßenverlauf anpaßbar ist.
Verfahren zur Herstellung einer Brücke in Fertigteilbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Fertigungsort – die Elemente der Unterkonstruktion (5) aufgebaut werden, – die einzelnen Fahrbahnplatten (11) als Betonfertigteile vergossen werden, wobei – an den Elementen der Unterkonstruktion (5) und/oder den Fahrbahnplatten (11) Vorrichtungen zur Befestigung der Fahrbahnplatten (11) auf der Unterkonstruktion angeordnet werden
Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß an den Elementen der Unterkonstruktion (5) Zapfen (13) zur Befestigung von Fahrbahnplatten (11) angeordnet werden.
Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (13) mit der Unterkonstruktion (5) verschweißt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zapfen (13) Hülsen (12) aufgesteckt werden und die einzelnen Fahrbahnplatten (11) direkt auf den Elementen der Unterkonstruktion (5) vergossen werden, wobei die Zapfen (13) und/oder Hülsen (12) in die Fahrbahnplatte (11) mit eingegossen werden.
Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufstecken der Hülsen (12) auf die Zapfen (13) Kopfbolzen (16) an den Hülsen (12) angeordnet werden.
Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahnplatten (11) nach dem Vergießen von der Unterkonstruktion (5) getrennt werden und ihre spätere Einbauposition vermerkt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Einbauort – ein Unterbau (1) für die Brücke in an sich bekannter Weise aufgestellt wird, – die Elemente der Unterkonstruktion (5) an dem Unterbau (1) angebracht werden und anschließend die einzelnen Fahrbahnplatten (11) an ihrer vorbestimmten Position auf die jeweiligen Elemente der Unterkonstruktion (5) aufgesteckt und befestigt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Brücke nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anpassung der Höhe der Brücke an den Straßenverlauf durch die Ausrichtung einer gelenkig angeordneten Unterkonstruktion (21) und ein höhenverstellbares Widerlager (22) vorgenommen wird.