-
Verfahren zum Ausgleichen derVerformung von Lehrgerüsten Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen der Verformung von Lehrgerüsten infolge der
Belastung mit dem Bauwerksbaustoff durch eine Vorbelastung, die während des Aufbringens
des Bauwerksbaustoffs -wieder aufgehoben wird. Das Verfahren eignet sich besonders
gut für Lehrgerüste, die als frei tragende, vollwandige oder in aufgelöster Bauweise
hergestellte Biegeträger ausgebildet sind, gleichgültig ob diese aus Metall oder
aus Holz bestehen.
-
Für örtlich herzustellende Massivbauwerke aus Mauerwerk, Beton, Stahlbeton
oder Spannbeton, z. B. Brücken, Kranbahnen, Überdachungen, sind oft entweder aus
wirtschaftlichen oder aus betrieblichen Gründen größere Lichträume mit Lehrgerüsten
zu überspannen und frei zu halten. Selbst wenn genügend Raum zur Ausbildung von
Ständergerüsten vorhanden ist, sind frei tragende, biegesteife Lehrgerüste aus Vollwand-
oder Fachwerkträgern aus Stahl oder Holz oft noch wirtschaftlich. Bei kostspieligen
Gründungen für das Lehrgerüst oder bei großen Höhen wird man anstreben, das Lehrgerüst
als frei tragende Konstruktion auszubilden. Gegen eine solche Ausbildung sprechen
die beim Aufbringen des Mauerwerks oder Frischbetons auftretenden Verformungen,
die besonders unangenehm sind, wenn das endgültige Tragwerk oder das Lehrgerüst
ein statisch unbestimmtes System hat oder wenn bei einem Stahlbetonüberbau mit hohen
Ouerschnitten der Beton in mehreren Schichten eingebracht wird. Selbst bei normal
abbindendem Beton können in dein Tragwerk unterschiedliche Erhärtungsgrade eintreten,
die bei Verformungen der Rüstträger zu ungünstigen Beanspruchungen der einzelnen
Teile der Betonkonstruktion führen und Beschädigungen hervorrufen. Man behilft sich
in vielen Fällen durch Anordnung einer ausreichenden Anzahl von Betonierlücken,
die erst am Schluß des Betonierens geschlossen werden. In Einzelfällen hilft auch
die Verwendung eines Abbindeverzögerers im Beton. Der sicherste Weg ist die weitgehende
Vermeidung von Verformungen des Lehrgerüstes während des Betonierens. Man kann dies
durch Vorwegnahme der Verformung des Lehrgerüstes vor dem Betonieren erreichen.
Dazu wird etwa die gleiche Belastung, wie sie die spätere Massivkonstruktion auf
das Lehrgerüst ausübt, in Form von Sand, Mauersteinen oder ähnlichen Baustoffen
aufgebracht. Zugleich mit dem Aufbringen des Baustoffs des endgültigen Tragwerks
wird der Ballast entfernt. Diese Methode ist jedoch sehr aufwendig. Eine gewisse
Erleichterung im Arbeitsablauf bringt ein bekanntes Verfahren mit sich, bei dem
der Ballast z. B. in Form von einem oder mehreren mit Wasser gefüllten Behältern
aufgebracht wird. Der Einbau von Wasserbehältern erfordert jedoch ebenfalls erhebliche
Kosten. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verformung des Lehrgerüsttragwerks
durch weniger aufwendige Mittel zu erreichen.
-
Die Erfindung besteht darin, daß vor dem Aufbringen des Baustoffs
an verschiedenen Punkten des Lehrgerüsttragwerks Zugglieder angeordnet werden, die
außerhalb und/oder innerhalb des Lehrgerüstes verankert und dann mechanisch oder
hydraulisch gespannt werden, und daß die Spannung in den Zuggliedern während des
Aufbringens des Bauwerkbaustoffs schrittweise und in Abhängigkeit von dessen Gewicht
mindestens teilweise wieder aufgehoben -wird.
-
Die aus Stahl oder einem anderen zugfesten Material hergestellten
Zugglieder werden an bestimmten Punkten des Lehrgerüsttragwerks angesetzt. Durch
Anspannen dieser Zugglieder mit Schraubenspindeln oder anderen mechanischen oder
hydraulischen Hilfsmitteln wird die Verformung des Lehrgerüstes durch die spätere
Mauerwerks- oder Betonauflast vorwegg; nommen. Dabei ist es - wie an sich bekannt
- möglich, die gesamte Verformung oder nur einen Teil, z. B. den durch einen Betonierabschnitt
hervorgerufenen Anteil, vorher zu erzeugen. Die Spannung in den Zuggliedern muß
entsprechend dem Fortschreiten des Betonierens abgemindert werden, bis die volle
Belastung aufgebracht ist und die Verformung des LehrgerÜsttragerks allein von der
Bauwerkslast aufrechterhalten werden kann. Die Zugglieder können entweder ganz entlastet
werden, oder es -wird ihnen noch ein bestimmter Anteil an Zugkraft belassen, um
das Lehrgerüsttragwerk unter Kontrolle zu behalten.
-
Die Zugglieder -werden an den Punkten, an denen ihre Zugkräfte zum
Herbeiführen der Verformung in das Lehrgerüst eingeleitet -werden, fest verankert
oder nur umgeleitet, so daß sie dort Umlenkkräfte ausüben.
Wenn
die Zugglieder nicht außerhalb des Tragwerks, sondern an diesem selbst verankert
werden, bilden Zugglieder und Teile des Tragwerks dadurch ein in sich geschlossenes
System.
-
Eine vorteilhafteAusgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung besteht
darin, daß die Zugglieder im Erdreich oder an ausreichend schweren Baukörpern verankert
werden. Die Zugglieder können aber auch an bereits fertiggestellten, als Stützen
des Überbaues vorgesehenen biege- und druckfesten Bauteilen verankert werden. Bei
einer anderen Durchführungsform des Verfahrens werden die Zugglieder an schwimmenden,
z. B. mit Wasser gefüllten Ballastkästen verankert. Die erforderliche Spannung wird
dabei durch Anheben des gefüllten Gefäßes erzeugt. Durch Absenken oder Auspumpen
der Schwimmgefäße wird die Spannkraft verringert. In jedem Fall wird nur so viel
Gewicht aufgebracht, wie gebraucht wird, um eine bestimmte Verformung zu erreichen.
-
Eine weitere Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung besteht
darin, daß beim Herstellen des Bauwerks in mehreren Abschnitten die gespannten Zugglieder
beim Aufbringen des Baustoffs bestimmter Abschnitte derart laufend nachgespannt
werden, daß ihre Zugkräfte auf dem Anfangswertgehalten werden, und daß das Entspannen
der Zugglieder beim Aufbringen des letzten Bauwerksabschnittes schrittweise erfolgt.
-
Schließlich kann bei dem Verfahren nach der Erfindung so vorgegangen
werden, daß die nach dem Erhärten des Baustoffs zunächst ganz oder teilweise. entlasteten
Zugglieder derart wieder angespannt werden, daß die stützende Wirkung des Lehrgerüstes
schrittweise abgebaut wird. Die Zugglieder werden derart wieder angespannt, daß
die tragende Wirkung in dem Überbau durch eine entsprechende formgetreue Ausrüstung
hervorgerufen wird, so daß unerwünschte Beanspruchungen des erhärteten Baustoffs
vermieden werden. So kann beispielsweise durch Vorspannen des Überbaues eine Bewegung
desselben hervorgerufen werden, der sich das Lehrgerüsttragwerk widersetzen würde.
Durch das nachträgliche Wiederanspannen der Zugglieder bei dem Verfahren nach der
Erfindung wird ein formgetreues Ausweichen des Lehrgerüsttragwerks ermöglicht und
werden Zusatzspannungen im Überbau vermieden. Diese Weiterbildung des Verfahrens
läßt sich demnach ganz allgemein mit Erfolg überall dort anwenden, wo nach dem Erhärten
des Baustoffs eine formgetreue Ausrüstung des Überbaues erwünscht oder erforderlich
ist.
-
Die Erfindung wird an mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
weiter erläutert. In schematischer Darstellung zeigt Fig.1 ein als Durchlauf-Fachwerk
ausgebildetes frei tragendes Lehrgerüst, Fig. 2 ein Fachwerk-Lehrgerüst mit Kragarmen,
das auf Stützen gelagert ist, Fig. 3 einen Rüstträger mit Zuggliedern, die innerhalb
desselben angeordnet sind, und Fig.4 ein Beispiel für eine Anwendung des Verfahrens
nach der Erfindung bei einem in mehreren Abschnitten nacheinander herzustellenden
Bauwerksquerschnitt.
-
Für einen zu betonierenden Überbau 1 ist ein frei tragendes Lehrgerüst
2, und zwar ein Durchlauf-Fachwerk, auf festen Stützen 7 aufgesetzt. An dem Lehrgerüst
2 sind Zugglieder 3 angeordnet, die so lange und so weit gespannt werden, bis das
vorher überhöhte Gerüst eine solche Verformung erhält, die der späteren Verformung
nach dem Betonieren des Überbaues 1 entspricht. Die Zugglieder 3 sind, wie links
in Fig. 1 dargestellt ist, mittels Anker 5 im Erdreich verankert öder, wie in Fig.
1 rechts gezeigt ist, mit im Wasser schwimmenden Ballastkästen 6 verbunden. Durch
Spannen der Zugglieder 3 werden die mit Wasser gefüllten Ballastkästen 6. so weit
angehoben, bis sich das dem auszuübenden Zug entsprechende Gewicht ergibt. Die Zugglieder
3 sind in den Punkten 4 an dem Lehrgerüst 2 angeschlossen. je nach den Erfordernissen
können natürlich auch noch weitere Zugglieder 3 a an dem Lehrgerüst 2 angeordnet
sein.
-
Mit dem Fortschreiten des Betonierens werden die Zugglieder 3 schrittweise
entlastet. Im Endzustand behalten diese Glieder entweder eine vorbestimmte Zugkraft,
die dann bis zum endgültigen Erhärten des Überbaues 1 verbleiben muß, oder es erfolgt
eine völlige Entlastung. jedenfalls muß das Lehrgerüsttragwerk 2 eine entsprechende
Überhöhung bei seiner Herstellung erhalten, -damit das Bauwerk im Endzustand die
geforderte untere Leibung hat.
-
Eine andere Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung bei
einem Lehrgerüsttragwerk 2, auf dem wieder ein Stahlbetonüberbau 1 aufgebracht werden
soll, der auf festen Stützen 8 gelagert ist, zeigt Fig. 2. Der Stahlbetonüberbau
1 soll an beiden Enden Kragarme haben. Das Lehrgerüst 2, das ebenfalls als Durchlauf-Fachwerk
ausgebildet ist, ruht auf den Stützen-8 auf. Die- Zugglieder 3 werden an ihren Anschlußpunkten
4 am Lehrgerüst 2 so stark gespannt, daß jener Verformungszustand des Lehrgerüstes
eintritt, der sich nach dem Betonieren des Überbaues 1 bei nichtvorgespanntemLehrgerüsttragwerk
einstellen würde. Während des Betonierens des Überbaues 1 werden nun die Zugglieder
3 entsprechend dem Fortschritt der Arbeiten so entlastet, daß keine wahrnehmbare
zusätzliche Verformung mehr auftritt. Im Endzustand sind dann die Zugglieder ganz
oder bis auf eine gewisse Restkraft entlastet, und das Lehrgerüst hat infolge der
Belastung mit dem Betonüberbau 1 die gleiche oder etwa die gleiche Verformung, wie
sie vorher durch die Zwangsverformung mittels der Spannglieder 3 erreicht worden
ist. Wenn nach dem Erhärten des Überbaues 1 der Rüstträger abgesenkt wird, erhält
er dann unbelastet wieder seine ursprüngliche Form.
-
Eine andere Bauform eines Rüstträgers und eine Variante des Verfahrens
nach der Erfindung zeigt Fig. 3. Hier soll der Überbau 1 nach der Fertigstellung
auf vorbetonierten Stützeng aufruhen. Das Lehrgerüsttragwerk 2. selbst wird auf
gesonderten Behelfsstützen 10 gelagert, die nach Fertigstellung des Bauwerks entfernt
werden. Innerhalb des Lehrgerüsttragwerks 2 sind Zugglieder 11 angeordnet und unter
Spannung gesetzt, wodurch das ganze System durch die Umlenkkräfte, beispielsweise
durch Führung der Zugglieder 11 über im System angebrachte Rollen 12, vor oder nach
dem Einbau des Lehrgerüstes 2 künstlich verformt wird. Auch hier wird dann mit dem
Betonieren des Überbaues 1' die Spannung in den Zuggliedern 11 schrittweise vermindert,
wie dies bereits beschrieben worden ist. Hierbei ist es möglich, die Aufgabe des
Zuggliedes 11 zwischen den Rollen 12 den entsprechenden Stäben des Obergurtes zuzuweisen.
-
Besonders vorteilhaft erscheint die Anwendung des Verfahrens nach
der Erfindung bei einem in mehreren Abschnitten nacheinander herzustellenden Bauwerksquerschnitt,
wie er in Fig.4 andeutungsweise gezeigt ist. Auf einem Lehrgerüsttragwerk 2, an
dem Zugglieder 3 angeschlossen sind, soll ein aus Hohlkästen bestehender Überbau
1 hergestellt werden. Werden zuerst eine oder mehrere der unteren Platten 13 betoniert,
so kann man feststellen, daß diese verhältnismäßig unempfindlich
gegenüber
Verformungen des frei tragenden Lehrgerüstes 2 sind, gleichgültig, ob sie auf einer
Auskragung oder im Feld selbst angeordnet sind. Hingegen werden die Stege 14, insbesondere
dann, wenn die Herstellung der Deckplatte 15 erst nach Fertigstellung der Stege
14 erfolgen soll, sehr empfindlich sein, schon wegen ihrer verhältnismäßig großen
Höhe.
-
In dem Beispiel gemäß Fig. 4 müßte man üblicherweise Betonierlücken
anordnen, um schädigende Wirkungen der Verformung des Lehrgerüsttragwerks 2 zu verhindern.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist es nicht notwendig, solche Lücken vorzusehen,
denn schon vor dem Betonieren der Stege 14 kann mittels der Zugglieder 3 das Lehrgerüst
2 so verformt werden, daß die Verformung der Belastung durch die Stege 14 und die
Deckplatte 15 entspricht.
-
Eine andere Anwendung des Verfahrens ergibt sich dann, wenn es möglich
ist, die Stege 14 in einem Arbeitsgang, also ohne schädigende Wirkung durch die
natürliche Verformung des Lehrgerüsttragwerks 2 zu betonieren. Dieses wird durch
entsprechendes Spannen der Zugglieder 3 derart verformt, daß die Verformung einer
Belastung entspricht, wie sie durch die Deckplatte 15 allein hervorgerufen werden
würde. Dadurch, daß man die Anzahl der Zugglieder und deren Vorspannung beliebig
wählen kann, hat man es in der Hand, sich dem Verformungszustand der Auflast aus
der Platte 15 möglichst weitgehend anzupassen. Dieser Zustand ergibt bestimmte,
in den Zuggliedern 3 benötigte Zugkräfte, die vorher ermittelt werden können und
bei Messung der Verformung laufend nachprüfbar und regulierbar sind. Ist die Vorverformung
des Lehrgerüstes 2 erreicht, können die Stege 14 hergestellt, beispielsweise betoniert
werden. Während des Betonierens der Stege wird das Lehrgerüst eine zusätzliche Durchbiegung
durch die Belastung durch die Stege 14 erhalten, und die Zugglieder 3 würden dadurch
entlastet werden. Durch laufendes Nachspannen der Zugglieder 3 werden jedoch die
dort wirkenden Zugkräfte auf dem Anfangswert vor dem Betonieren der Stege 14 gehalten.
Das Lehrgerüsttragwerk 2 erhält dadurch eine Verformung, die der Auflast aus den
Stegen 14 und den in den Zuggliedern vorhandenen Kräften entspricht. Wird dann anschließend
die Deckplatte 15 betoniert, so müssen die Zugglieder 3 entsprechend der neuen Auflast
schrittweise entlastet werden, bis die Zugkräfte schließlich durch die Auflast der
Deckplatte ersetzt sind.