DE102008022180B3

DE102008022180B3 - Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke einer Walzträger-in-Betonbauweise (WIB)

Info

Publication number: DE102008022180B3
Application number: DE200810022180
Authority: DE
Inventors: Tristan MÖLTER; Rolf Pfeifer
Original assignee: DB Netz AG
Current assignee: DB Netz AG
Priority date: 2008-05-05
Filing date: 2008-05-05
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke einer Walzträger-in-Betonbauweager aufliegt. Ausgehend von der DE 199 03 310 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rahmenecke eines Tragbauwerkes so auszuführen, dass die Deckenplatte in Walzträger-in-Betonbauweise schlanker gebaut werden kann und das Ende des Walzträgers biegesteif in das Stahlbetonauflager eingebunden ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Enden des als Doppel-T-Profil ausgeführten Walzträgers (3) über die Breite der Rahmenecke (1) auf ihrer, dem Stahlbetonauflager (2) zugewandten Seite derart ausgespart sind, dass in einem Bereich von 60 bis 100 cm das untere T-Profil (4) und Teile des die T-Stücke verbindenden Steges (5) in ansteigender Linie entfernt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke einer Walzträger-in-Betonbauweise, wobei die Rahmenecke auf einem Stahlbetonauflager aufliegt.
Rahmentragwerke sind in den verschiedensten Formen bekannt und häufig im Eisenbahnbrückenbau anzutreffen. Statisch betrachtet werden die senkrechten Rahmenwände als Stiele und die waagerechten Decken- und Bodenplatten als Riegel bezeichnet. In den Rahmenecken sind die Stiele mit den Riegeln biegesteif verbunden. Dort ist bei massiven Bauwerken oftmals eine Bewehrung in mehreren Lagen erforderlich, wobei die Bewehrungsführung sorgfältig geplant und ausgeführt werden muss.
Rahmen werden im Allgemeinen in Stahlbeton hergestellt, um Baukosten zu sparen können. Die aufwendigen Schalungs- und Bewehrungsarbeiten für die Deckenplatte entfallen, wenn dafür mit geringerem Aufwand Walzträger verlegt und einbetoniert werden.
Entscheidend für diese WiB-Bauweise ist die Frage, wie die Rahmenecke ordnungsgemäß hergestellt werden kann. Naheliegend ist eine Gestaltung durch eine stahlbaumäßig gefertigte Eckausbildung der Walzträger. Dazu müssen die beiden rechtwinklig zueinander stehenden Walzträger entweder auf Gehrung oder stumpf geschweißt werden. Da in diesem Fall der Kraftfluss in der Rahmenecke des Walzträgers durch eingeschweißte Schotte zwischen den Flanschen abgesichert werden muss, wird in der Rahmenecke das Betonieren und Verdichten so erschwert, dass Lufteinschlüsse in den Ecken der Stahlbauteile und Sackungen des frischen Betons auftreten können.
Für die Realisierung der WIB-Bauweise – Beton in der Druckzone und Stahlflansch in der Zugzone ohne Betondeckung – müsste der Stahlflansch in der lotrechten Wand außen liegen. Dann würde der Stahlflansch aber durch die Hinterfüllung zugeschüttet und wäre für eine spätere Instandhaltung nicht mehr zugänglich.
Aus der DE 93 19 432 U1 ist eine Stützkonstruktion für Bauwerke, insbesondere Brücken, in Stahl-Beton-Verbundbauweise mit zwei in Brückenlängsrichtung hintereinander liegenden Längsträgern aus Stahl, die von zwei voneinander abgewandten Längsseiten eines Querträgers ausgehen und jeweils einen Winkel mit dem Querträger einschließen bekannt, wobei

• zwischen dem Querträger und dem Auflager eine Unterplatte aus Stahl oder als Betonfertigteil angeordnet ist, die mit dem Querträger verbunden ist und
• das die Unterplatte ausbildende Bauteil und/oder die dem Querträger benachbarten Enden der Längsträger so ausgebildet sind, dass oberhalb der Unterplatte eine Kammer definiert ist, die auf den beiden den Längsträgern zugewandten Seiten durch Seitenwände und auf der Unterseite durch die Unterplatte begrenzt ist.

Aus der WO 2007/131115 ist ein Rahmensystem zur Einbindung einer Deckenkonstruktion aus Stahlbeton in eine Wand beschrieben.
Bekannt ist ein Verbundfertigteilträger sowie ein Verfahren zur Herstellung von Trägern, insbesondere für Brückenbauwerke ( DE 199 03 310 A1 ). Es handelt sich hierbei um einen Stahlträger mit werkseitig oder in situ aufbetoniertem Flansch, wobei für Brückenbauwerke als Deckbrücken der Betonflansch des Verbundfertigteilträgers als vollflächiges Schalungselement ausgebildet ist und mit einem daneben liegenden Verbundfertigteilträger die Schalung für die Ortbetonplatte bildet. Der Betonflansch ist dabei aus hochfestem Beton (> B 55) hergestellt und die Verbundmittel zwischen tragendem Stahlbetonobergurt und Beton bestehen aus jeweils mittig aufgeschweißten kupierten Walz-Doppel-Trägern.
Die Ausführung ist wenig geeignet für Rahmenträgerbauwerke. Sie ist kompliziert und aufwendig in der Realisierung. Die notwendigerweise vorhandenen Fugen in der Rahmenecke sind zudem nachteilig. Es handelt sich um eine sehr steife Ausführung der Rahmenecke.
Ausgehend von der DE 199 03 310 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rahmenecke eines Tragbauwerkes so auszuführen, dass die Trägerenden biegeweich gestaltet sind und der Auflagerdruckpunkt des Trägers durch die untere Voute aus dem Bereich des Auflagers in das Innere der Konstruktion verlagert ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Enden des als Doppel-T-Profil ausgeführten Walzträgers über die Breite des Rahmenecks auf ihrer, dem Stahlbetonauflager zugewandten Seite derart aus gespart sind, dass in einem Bereich von 60 bis 100 cm das untere T-Profil und Teile des die T-Stücke verbindenden Steges in ansteigender Linie entfernt sind.
Die Form der Aussparung kann je nach Konstruktion der Rahmenecke und je nach Krafteinleitung geradlinig, geschwungen oder bogenförmig ausgebildet sein.
Der Steg am Trägerende bleibt mit dem oberen Flansch in einer Höhe von mindestens 5 cm erhalten.
Der Walzenträger weist an seinem oberen T-Profil über die Breite der Rahmenecke mehrere Kopfbolzendübel auf.
Der Walzenträger weist darüber hinaus auch an seinem unteren T-Profil vor der Aussparung des Stahlträgers im Bereich der Voute mehrere Kopfbolzendübel auf. Die Kopfbolzendübel als Verbundmittel sollen die Zug- und Druckkräfte aus dem Walzträger kontinuierlich in den Beton einleiten.
Die Rahmenecke besitzt eine Voute, die vorzugsweise mit einer schlaffen Schrägbewehrung ausgestattet ist. Die Bewehrung ist notwendig, um die Gefahr von inneren Abplatzungen am inneren Rahmeneck aus dem Auflagerdruck des Walzträgers zu vermeiden.
Die Voute ist in einem Winkel von vorzugsweise 45° ausgeführt. Die Voute kann allerdings auch in einem Winkel von 30° bis 60° ausgeführt sein.
Das Stahlbetonauflager weist einzelne herausragende Bewehrungsstäbe auf. Der Walzträger besitzt an seinem angeschrägten Ende im Bereich des oberen T-Profils einzelne Bohrungen. Bei der Herstellung der Rahmenecke werden die Bewehrungsstäbe des Stahlbetonauflagers durch die Bohrungen geführt und kraftschlüssig mit dem oberen T-Profils verbunden. Nach dem Durchführen der Bewehrungsstäbe durch die Bohrungen des angeschnittenen Trägerendes wird die eingeschalte Rahmenecke inklusive Voute in Ortbetonbauweise ausgeführt.
Das Stahlbetonauflager weist zudem eine über die Rahmenecke in die Betonüberdeckung des Walzträgers ragende Eckbewehrung auf.
Vorteile der Erfindung:

– Beton-Abplatzungen in den Eckbereichen infolge des Auflagerdrucks und der Endverdrehung des Walzträgers werden dadurch vermieden, dass in der Rahmenecke der Walzträger durch die Voute eine größere Auflagerfläche erhält und durch die Aussparung an seinem oberen Ende biegeweicher ausgeführt wird.
– es sind weniger Bewehrungsabeiten in der Rahmenecke notwendig
– die Konstruktion der Deckenplatte des Rahmens wird schlanker und technisch günstiger
– die Rahmenecke kann weitgehend vorgefertigt werden

Ausführungsbeispiel
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
1 – die Rahmenecke im Querschnitt
2 – Querschnitt durch die obere Deckenplatte
Die Rahmenecke 1 weist das Stahlbetonauflager 2 und den Walzträger 3 auf, der in Beton eingebunden ist (1). Der Walzträger 3 ist dabei als Doppel-T-Profil ausgeführt. Am Trägerende 6 des unteren T-Profils 4 ist eine Aussparung 10 angeordnet. Diese Aussparung 10 ist in einer Länge von 60 bis 100 cm ausgeführt und steigt als Schräge zum Trägerende 6 über den Steg 5 langsam an. Am Trägerende weist das obere T-Profil des Walzträgers 3 eine Mindesthöhe von 5 cm auf.
Auf dem oberen T-Profil 7 des Walzträgers 3 sind im Bereich der Rahmenecke 1 die Kopfbolzendübel 8 angeordnet (2). Weitere Kopfbolzendübel 12 sind am unteren T-Profil 4 im Bereich der Voute 9 befestigt. Die Kopfbolzendübel 8; 12 nehmen Zug- und Druckkräfte über ihre Verbundwirkung aus dem Walzträger 3 auf und leiten diese kontinuierlich in den Beton ein.
Die Voute 9 weist zudem die schlaffe Schrägbewehrung 11 auf und ist vorzugsweise in einem Winkel von ca. 45° schräg ausgeführt. Selbstverständlich kann die Voute 9 auch – je nach Belastung – steiler oder flacher ausgeführt werden.
Das Stahlbetonauflager 2 weist die Bewehrungsstäbe 13 auf, die durch nicht dargestellte Bohrungen des Walzträgerendes 6 geführt werden und dieses in seiner Lage zum Stahlbetonauflager 2 fixieren.
Darüber hinaus weist das Stahlbetonauflager 2 eine über die Rahmenecke 1 abgewinkelte und in die Betonüberdeckung des Walzträgers 3 hineinragende Eckbewehrung 14 auf. Die Eckbewehrung 14 soll die Zugkräfte aus dem oberen Flansch des Walzträgers aufnehmen und in den Ortbeton 15 der Rahmenecke 1 sowie in den Außenbereich des Stahlbetonauflagers weitergeben.
Durch die spezielle Ausführung der Rahmenecke 1 werden die Walzträgerenden 6 biegeweicher ausgeführt, so dass sie infolge des Drehwinkels nicht abhebend und abplatzend gegen die Betonüberdeckung der oberen Bewehrung drücken können, wie es bei einer vollen und damit sehr biegesteifen Trägerhöhe stattfinden würde.
Für die Deckenplatte des Rahmenbauwerks ergibt sich der Vorteil, dass mit der Walzträger-in-Betonbauweise größere Schlankheiten und damit geringere Bauhöhe als bei der üblichen Stahlbetonbauweise erreicht werden können.

1: Rahmeneck
2: Stahlbetonauflager
3: Walzträger
4: unteres T-Profil
5: Steg
6: Walzträgerende
7: oberes T-Profil
8: Kopfbolzendübel
9: Voute
10: Aussparung
11: schlaffe Schrägbewehrung
12: Kopfbolzendübel
13: Bewehrungsstab
14: Eckbewehrung
15: Ortbeton

Claims

Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke einer Walzträger-in-Betonbauweise, wobei die Rahmenecke auf einer Stahlbetonwand, nachfolgend Stahlbetonauflager genannt, aufliegt, gekennzeichnet dadurch, dass die Enden des als Doppel-T-Profil ausgeführten Walzträgers (3) über die Breite der Rahmenecke (1) auf ihrer, dem Stahlbetonauflager (2) zugewandten Seite derart ausgespart sind, dass in einem Bereich von 60 bis 100 cm das untere T-Profil (4) und Teile des die T-Stücke verbindenden Steges (5) in ansteigender Linie entfernt sind.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Steg (5) mit dem Obergurt des Walztägers (3) am Trägerende (6) in einer Höhe von mindestens 5 cm als T-Profil erhalten bleibt.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass der Walzträger (3) an seinem oberen T-Profil (7) über die Breite der Rahmenecke mehrere Kopfbolzendübel (8) aufweist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Rahmenecke (1) eine Voute (9) aufweist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Voute (9) eine schlaffe Schrägbewehrung (11) aufweist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Voute (9) in einem Winkel von vorzugsweise 45° ausgeführt ist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass der Walzträger (3) an seinem unteren T-Profil (4) vor der Aussparung (10) des Stahlträgers im Bereich der Voute (9) mehrere Kopfbolzendübel (12) aufweist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Stahlbetonauflager (2) einzelne herausragende Bewehrungsstäbe (13) aufweist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass der Walzenträger (3) an seinem angeschrägten, die Aussparung (10) aufweisenden Ende im Bereich des oberen T-Profils (7) einzelne Bohrungen aufweist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass die herausragenden Bewehrungsstäbe (13) in die Bohrungen eingreifen und mit dem angeschrägten Walzträgerende (6) kraftschlüssig verbunden sind.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass das Stahlbetonauflager (2) eine über die Rahmenecke (1) in die Betonüberdeckung des Walzträgers ragende Eckbewehrung (14) aufweist.
Anordnung zur Ausbildung einer Rahmenecke nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, dass die Rahmenecke (1) mit Ortbeton (15) ausgefüllt ist.