DE10315156A1

DE10315156A1 - Verbund- oder Stahlüberbau mit einteiligem Querschnitt

Info

Publication number: DE10315156A1
Application number: DE2003115156
Authority: DE
Inventors: Peter Wagner
Original assignee: BRUECKENBAU PLAUEN GmbH
Current assignee: Wagner Peter Dr Ve
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-04-04
Also published as: DE10315156B4

Abstract

Bei im Zuge von Verkehrswegen eingefügten Brücken liegt deren Verbund- oder Stahlüberbau, der aus einer auf einem Haupt-Längsträger nach Art einer beidseitigen Kragplatte aufliegenden Fahrbahnplatte, einem auf der Unterseite eines jeden Kragabschnitts angeordneten Längsträger und die Längsträger mit der jeweils gegenüberliegenden Seite des Haupt-Längsträgers verbindenden stützenden Bauteilen besteht, über Lager auf Pfeilern auf. Um Fertigung und Montage des Verbund- oder Stahlüberbaus zu verbessern, ist vorgesehen, dass der Haupt-Längsträger aus zwei vollgeschweißten Hohlkasten-Längsträgern mit geschlossenem Profil besteht, die Untergurte der Hohlkasten-Längsträger geneigt auf die mittelsenkrechte Ebene der Brücke zulaufen und zwischen den gegenüberliegenden Innenseiten der Hohlkasten-Längsträger versteifende Bauteile angebracht sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbund- oder Stahlüberbau mit einteiligen Querschnitt aus Stahl, der mittels Lagern auf, vorzugsweise einstieligen Pfeilern von im Zuge von Verkehrswegen, vorzugsweise mit mehrspurigen Fahrbahnen, eingefügten Brücke aufliegt und der aus einer auf einem Haupt-Längsträger nach Art einer beidseitigen Kragplatte mittig aufliegenden und befestigten aus Beton oder Stahl gefertigten Fahrbahnplatte, einem auf der Unterseite eines jeden Kragabschnitts jeweils in gleichem Abstand von der mittelsenkrechten Ebene, vorzugsweise etwa im Bereich des äußeren Drittelpunkts, angeordneten Längsträger, die beiden Längsträger verbindenden Zugbänder bei einer Fahrbahnplatte aus Beton oder die beiden Längsträger verbindende als Zugband konstruierten Fahrbahnplatte aus Stahl und zwischen den Längsträgern und der gegenüberliegenden Seite des Haupt-Längsträgers jeweils zur mittelsenkrechten Ebene der Brücke hin geneigte angeordneten stützenden Bauteilen besteht.
Das einteilige statisch gemeinschaftlich wirkende Flächentragwerk des Verbund- oder Stahlüberbaus besteht aus einem Netz von versteifenden, stützenden und tragenden Längs- und Querbauteilen, die mit der Fahrbahnplatte so zusammenwirken, dass alle Lasten annähernd gleichmäßig auf den Haupt-Längsträger verteilt werden. Ein derartiger Verbund- oder Stahlüberbau ist unter wirtschaftlichen, ökologischen und ästhetischen Gesichtspunkten in aller Regel auf einstielige Pfeiler aufgelegt.

Es sind Brücken mit einteiligen Verbund- oder Stahlüberbauten bekannt, bei denen die aus Beton oder Stahl bestehende Fahrbahnplatte mittig auf einem Haupt-Längsträger aus Stahl mit zur Fahrbahnplatte hin offenem rechteckigen oder trapezförmigen Profil nach Art einer doppelseitigen Kragplatte aufliegt. Da der Abstand der Schenkel des Haupt-Längsträgers an deren oberem Ende 10 bis 12 m beträgt, müssen die Kragabschnitte der Fahrbahnplatte zusätzlich abgestützt werden, indem etwa im äußeren Drittelspunkt der Kragabschnitte auf deren Unterseite jeweils ein Längsträger aus Stahl, vorzugsweise mit Doppel-T-Profil, angebracht ist, von dem aus in regelmäßigen Abständen geneigt zur mittelsenkrechten Ebene der Brücke hin verlaufend und sich auf den unteren Eckpunkten des Haupt-Längsträgers abstützende Schrägstreben angeordnet sind. Zusätzlich befindet sich in der Mitte der Fahrbahnplatte ein Mittel-Längsträger aus Stahl, der nach beiden Seiten durch sogenannte in regelmäßigen Abständen angeordnete und in den Innenecken des Haupt-Längsträgers befestigte „Diagonalstäbe" abgestützt ist.

Ein Nachteil bekannter Verbund- oder Stahlüberbauten besteht in vergleichsweise großen Höhen- und Breitenabmessungen des Haupt-Längsträgers, so dass dessen Werkstattfertigung aus mindestens drei oder häufig mehr Einzelteilen durchgeführt werden muss und demzufolge der Montage- und Schweißaufwand beachtlich ist. Auf der Baustelle selbst müssen dann mindestens zwei oder noch mehr sog. „Langstöße" ausgeführt werden, die zum einen wegen unvermeidbarer Schweißschrumpfungen die geforderte Formgenauigkeit des Gesamtquerschnitts beeinträchtigen und zum andern zusätzliche Maßnahmen zum Korrosionsschutz der Stoßbereiche erfordern. Die Häufung von Schweißnähten, die teilweise bei schlechten Witterungseinflüssen ausgeführt werden müssen, beeinträchtigen die Ausführungsqualität des Brückenüberbaus.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass auf der Baustelle eine Vielzahl einzelner Bauteile für die an der Unterseite der Kragabschnitte und der Mitte der Fahrbahnplatte anzubringenden Längsträger, Druckstreben, Diagonalstäbe und die Zugbänder angeliefert und montiert werden muss, wodurch eine beträchtliche Verlängerung der Montagezeit eintritt.

Von Nachteil ist auch, dass vergleichsweise große, mit einem Korrosionsanstrich zu versehende Flächen vorhanden sind. Das trifft insbesondere für die Innenflächen des Haupt-Längsträgers zu, da hier durch die umfangreichen Aussteifungen in Längs- und Querrichtung sowie die erforderlichen Querverbände auf extrem große Flächen eine Korrosionsschutzschicht aufgetragen werden muss.

Bei dem bekannten Verbund- oder Stahlüberbau wird die erforderliche Torsionssteifigkeit durch den geschlossenen kastenförmigen Haupt-Längsträger, bestehend aus dem Untergurt und den mit diesem verbundenen Trägerstegen und der auf den Trägerstegen aufliegenden Fahrbahnplatte, gewährleistet. Bei einer abschnittsweisen Entfernung der Fahrbahnplatte beim sog. „Plattentausch" wird die Wirkung des Haupt-Längsträgers zwangsläufig unterbrochen, so dass der statische Nachweis für den Plattentausch zu erheblichen Problemen führt. Die Folge davon ist, dass der statische Nachweis für den Plattentausch in vielen Bereichen maßgebend für die Dimensionierung wird, mit der Folge zu Mehrmassen und damit zu Mehrkosten. Außerdem lässt sich dieses Problem nur dadurch bewältigen, dass der Plattentausch in vier zeitlich hintereinander folgenden Ausbauabschnitten quer zur Brückenlängsachse erfolgen muss, wobei in Längsrichtung der Brücke die Länge der auszutauschenden Abschnitte mit ca. 15 m extrem kurz bemessen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den eingangs beschriebenen Verbund- oder Stahlüberbau so zu gestalten, dass der Haupt-Längsträger vollständig in vergleichsweise großen Längen in Werkstätten vorfertigbar ist. Ferner sollen die Montage- und Schweißarbeiten auf der Baustelle selbst deutlich verringert und die mit einer Korrosionsschutzschicht zu versehenden Flächen erheblich reduziert werden. Darüber hinaus soll der Plattentausch wesentlich verbessert und der ästhetische Gesamteindruck der Brücke positiv beeinflusst werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass der Haupt-Längsträger aus zwei jeweils im gleichen Abstand von der mittelsenkrechten Ebene angeordneten vollgeschweißten Hohlkasten-Längsträgern besteht, die geneigt auf die mittelsenkrechte Ebene zulaufenden Untergurte der Hohlkasten-Längsträger über Lagerkonsolen auf den Lagern aufliegen und zwischen den gegenüberliegenden Innenseiten der Hohlkasten-Längsträger versteifende und/oder stützende Bauteile angebracht sind.

Vorzugweise Ausgestaltungen des Verbund- oder Stahlüberbaus gemäß Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 11 wiedergegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend durch den in der Zeichnung wiedergegeben Querschnitt eines einteiligen Brückenüberbaus in Verbundbauweise im Auflagerbereich der Brückenpfeiler näher und beispielhaft erläutert.
Der Haupt-Längsträger (1) des Brückenüberbaus besteht aus zwei jeweils im gleichen Abstand von der mittelsenkrechten Ebene (2) angeordneten vollgeschweißten Hohlkasten-Längsträgern (3,4), deren Untergurte (5,6) geneigt auf die mittelsenkrechte Ebene (2) der Brücke zulaufen und auf den auf dem einstieligen Betonpfeiler (7) angeordneten Lagern (8,9) mittels Lagerkonsolen (10,11) aufliegen. Auf den beiden Hohlkasten-Längsträgern (3,4) liegt die aus Beton gefertigte Fahrbahnplatte (12) auf. Auf der Unterseite der Fahrbahnplatte (12) ist jeweils in gleichem Abstand von der mittelsenkrechten Ebene (2) ungefähr in deren äußerem Drittelspunkt ein Doppel-T-Längsträger (13,14) angebracht, der über in regelmäßigen Abständen angeordnete, geneigt auf die mittelsenkrechte Ebene (2) zulaufende Schrägstreben (15,16) auf den Außenkanten der Untergurte (5,6) abgestützt ist. Die Fahrbahnplatte (12) ist über Kopfdübel (17,18,19,20) kraftschlüssig mit den Hohlkasten-Längsträgern (3,4) und der Doppel-T-Längsträgern (13,14) verbunden. Zwischen den Innenkanten der Untergurte (5,6) der Hohlkasten-Längsträger (3,4) befinden sich in regelmäßigen Abständen angeordnete senkrecht zur mittelsenkrechten Ebene (2) verlaufende Druckstäbe (21). Die beiden Doppel-T-Längsträger (13,14) sind über in regelmäßigen Abständen senkrecht zur mittelsenkrechten Ebene angeordnete in der Fahrbahnplatte (12) verlaufende Zugbänder (23) miteinander verbunden. Die Untergurte (5,6) der Hohlkasten-Längsträger (3,4) verlaufen in gleicher Richtung und weisen die gleiche Neigung wie die jeweils mit ihnen verbundenen Schrägstreben (15,16) auf. Damit wird die von den Schrägstreben (15,16) aufzunehmende Druckkraft ohne Richtungsänderung in die Untergurte (5,6) eingeleitet, in eine Vertikalkomponente, die von den Querschoten (24,25) der Hohlkasten-Längsträger (3,4) aufgenommen wird, und in eine Horizontalkomponente, die von den Druckstäben (21) aufgenommen wird, zerlegt. Auf diese Weise wird ein optimaler und direkter Kräfteverlauf erreicht.
Bei einem Stahlüberbau mit orthotroper (orthogonal-anisotroper) Fahrbahnplatte besteht die Fahrbahnplatte aus Stahl, die durch im Profil trapezförmige Längsstreifen und durch senkrecht zur mittelsenkrechten Ebene eingeschweißte Querträger ausgesteift ist. Die Fahrbahnplatte und die Querträger übernehmen die Funktion der Zugbänder.
Die mit der erfindungsgemäßen Gestaltung des Verbund- oder Stahlüberbaus erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass sich die Hohlkasten-Längsträger vollständig in Werkstätten in großen Längen vorfertigen lassen und damit auf der Baustelle nur noch Querstöße in großen Abständen zu schweißen sind.
Dadurch wird sowohl eine Kostenminimierung beim Montageaufwand als auch eine Steigerung der Qualität der Stahlkonstruktion erreicht, da die Arbeitsschritte ohne Beeinflussung durch die Atmosphärilien durchgeführt werden können.
Der Umfang der Schweißarbeiten ist vergleichsweise deutlich geringer, da zahlreiche Querverbindungen, die bei dem in der Beschreibungseinleitung angegebenen Stand der Technik erforderlich sind, z.B. der Mittel-Längsträger und die mit diesem verbundenen Diagonalstreben, entfallen.
Da die geschlossenen Hohlkasten-Längsträger luftdicht verschweißt sind, kann auf das innenseitige Auftragen einer Korrosionsschutzschicht verzichtet werden, so dass die Größe der mit einer Korrosionsschutzschicht zu versehenden Flächen höchstens ein Drittel jener Flächen beträgt, die bei bekannten Verbundüberbauten mit einer Korrosionsschutzschicht versehen werden müssen. Das bedeutet nicht nur einen relativ niedrigeren Fertigungsaufwand sondern auch einen geringeren Wartungsaufwand.
Mit dem erfindungsgemäß gestalteten Verbundüberbau werde sowohl eine verbesserte technische Funktion auf wirtschaftliche Weise als auch eine hohe ästhetische Qualität erreicht.

Claims

Verbund- oder Stahlüberbau mit einteiligem Querschnitt aus Stahl, der mittels Lagern (8,9) auf, vorzugsweise einstieligen Pfeilern (7) von im Zuge von Verkehrswegen, vorzugsweise mit mehrspurigen Fahrbahnen, eingefügten Brücken aufliegt und der aus einer auf einem Haupt-Längsträger (1) nach Art einer beidseitigen Kragplatte mittig aufliegenden und befestigten aus Beton oder Stahl gefertigten Fahrbahnplatte (12), einem auf der Unterseite eines jeden Kragabschnitts jeweils in gleichem Abstand von der mittelsenkrechten Ebene (2), vorzugsweise etwa im Bereich des äußeren Drittelpunkts, angeordneten Längsträger (13,14), die beiden Längsträger verbindenden Zugbändern (23) bei einer Fahrbahnplatte aus Beton oder die beiden Längsträger verbindende als Zugband konstruierten Fahrbahnplatte aus Stahl und zwischen den Längsträgern und der gegenüberliegenden Seite des Haupt-Längsträgers jeweils zur mittelsenkrechten Ebene der Brücke hin geneigt angeordneten stützenden Bauteilen (15,16) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Haupt-Längsträger (1) aus zwei jeweils im gleichen Abstand von der mittelsenkrechten Ebene (2) angeordneten vollgeschweißten Hohlkasten-Längsträgern (3,4) mit geschlossenem Profil besteht, die geneigt auf die mittelsenkrechte Ebene zulaufenden Untergurte (5,6) der Hohlkasten-Längsträger über Lagerkonsolen (10,11) auf den Lagern (8,9) aufliegen und zwischen den gegenüberliegenden Innenseiten der Hohlkasten-Längsträger versteifende und/oder stützende Bauteile (21) angebracht sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkasten-Längsträger (3,4) luftdicht verschweißt sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Längsträger (13,14) und den jeweils zugehörigen Untergurten (5,6) der Hohlkasten-Längsträger (3,4) Schrägstreben (15,16) in regelmäßigen Abständen oder eine Verbandkonstruktion angeordnet sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägstreben (15,16) bzw. die Verbandkonstruktion die gleiche Richtung und Neigung wie die jeweils zugehörigen Untergurte (5,6) der Hohlkasten-Längsträger (3,4) besitzen.
Verbund- oder Stahlüberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander gegenüberliegenden Innenseiten der Hohlkasten-Längsträger (3,4), vorzugsweise zwischen deren Untergurten (5,6), vertikal zur mittelsenkrechten Ebene (2) Druckstäbe (21) in regelmäßigen Abständen oder eine Horizontal-Verbandkonstruktion angeordnet sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander gegenüberliegenden Innenseiten der Hohlkasten-Längsträger (3,4) in Abständen Quer-Verbandkonstruktionen angeordnet sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aus Beton bestehenden Fahrbahnplatte (12) die Zugbänder (23) unterhalb der Betonplatte verlaufend angeordnet sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer aus Beton bestehenden Fahrbahnplatte (12) die Zugbänder (23) unterhalb der Betonplatte verlaufend angeordnet und mit dieser kraftschlüssig, vorzugsweise über Kopfdübel (17,18,19,20), verbunden sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbänder (23) rechtwinklig zur mittelsenkrechten Ebene (2) der Fahrbahnplatte (12) verlaufend angeordnet sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbänder (23) in Form eines Verbandes, vorzugsweise eines einfachen Netzverbandes oder Kreuzverbandes, angeordnet sind.
Verbund- oder Stahlüberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkasten-Längsträger (3,4) ein rechtwinkliges Profil, vorzugsweise ein rechtwinkliges Trapez-Profil aufweisen.