-
Verfahren zum Herstellen einer Brücke aus Stahl- oder Spannbeton und
nach diesem Verfahren hergestellte Brücke aus Spannbeton Straßen für Kraftfahrzeuge,
z. B. Autobahnen, erfordern wegen der hohen Ausbaugeschwindigkeiten eine zügige
Linienführung sowohl im Grundriß als auch im Aufriß. Diese macht häufig große Kunstbauten
notwendig, da kleine Krümmungshalbmesser zum. Anpassen der Straße an ungünstige
Geländeformen nicht ausgeführt werden können. Derartige Bauwerke verursachen hohe
Kosten, da allein schon die Rüstung und Schalung sehr aufwendig sind. Um Kosten
zu sparen, ist es vielfach üblich, gleichausgebildete Teile nacheinander unter Verwendung
derselben Rüstung und Schalung herzustellen. Auch läßt sich unter gewissen Umständen
eine Unterteilung des Bauwerks in der Breite vornehmen, die gleichfalls zu entsprechenden
Einsparungen führt. Nachteile bei der Unterteilung in der Breite sind die im allgemeinen
anzuordnenden Längsfugen, da in ihnen bei ungleichmäßiger Belastung Bewegungen auftreten.
Ähnliche Erscheinungen zeigen sich auch, wenn in der Längsrichtung Unterteilungen
vorgenommen werden, um die Bewegungen infolge Temperaturänderungen nicht zu groß
werden zu lassen.
-
Es ist bekannt, zur Einsparung von Schalung und Rüstung Brücken unter
Verwendung von Fertigteilen in Form von Trägern, Hohlbalken, T-Balken, Platten u.
dgl. herzustellen. Die beim Verlegen der Fertigteile auftretenden Fugen werden nach
dem Verbinden der herausstehenden Bewehrungen durch Ortbeton geschlossen.
-
Ferner ist eine Brücke aus Spannbeton bekannt, die im Querschnitt
aus zwei seitlichen torsionssteifen, schmalen Kastenträgern besteht und bei der
der Zwischenraum zwischen den beiden Kastenträgern durch eine dünne, beiderseits
gelenkig, jedoch nicht verschieblich gelagerte Platte überdeckt ist. Die Herstellung
der Brücke erfolgt in. der Weise, daß zunächst die Kastenträger betoniert werden
und daß nach Fertigstellen und Erhärten der Kastenträger die den Zwischenraum zwischen
ihnen überdeckenden Betonplatten eingebaut werden. Bei dieser bekannten Brücke bleiben
in der Fahrbahn zwischen den Kastenträgern und den eingelegten Platten zwei durchlaufende
Längsfugen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen
großflächiger, insbesondere breiter Brückentragwerke in Teilabschnitten sowohl in
der Längs- als auch in der Querrichtung zu schaffen, bei denen die ungünstigen Auswirkungen
der Fugen ausgeschaltet sind und die im Endzustand ein monolithisches Tragwerk darstellen,
sowie eine Einsparung an Schalung und Rüstung und damit eine Kostenverminderung
herbeizuführen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß
beim Herstellen einer Brücke aus Stahl- oder Spannbeton, die im Querschnitt zwei
seitlich angeordnete torsionssteife, schmale Kastenträger und eine zwischen diesen
gespannte, obenliegende Platte aufweist, die nach dem Herstellen der Kastenträger
betoniert wird, die Platte unter Verwendung eines auf nach innen auskragenden Verlängerungen
der Bodenplatten der Kastenträger laufenden fahrbaren Schalungsträgers in- durch
zwischen den Kastenträgern angeordneten .Querrahmen begrenzten Abschnitten betoniert
wird und daß die Riegel der Querrahmen zugleich mit den Platten abschnitten und
die Stiele der Querrahmen zugleich mit den Seitenwänden der Kastenträger hergestellt
werden.
-
Besteht die nach diesem Verfahren hergestellte Brücke aus Spannbeton,
so kann bei Vorspannung der Querrahmenriegel ein Teil der ,Spannglieder an ihrem
einen Ende abwechselnd in einer der Seitenwände der Kastenträger verankert und an
ihrem anderen Ende mit quer angeordneten Spanngliedern der Deckplatten der Kastenträger
verbunden, z. B._ vermufft sein, während die übrigen Spannglieder parabolisch gekrümmt
angeordnet sind und in der Platte enden.
-
Bei Vorspannung der Platte in- Richtung der Brückenlängsachse haben
bei einer bevorzugten Ausführungsform der nach dem Verfahren nach der Erfindung
hergestellten Brücke die Spannglieder die
doppelte Länge eines Plattenabschnittes,
und die Stöße der nebeneinanderliegenden Spannglieder sind paarweise um eine halbe
Spanngliedlänge versetzt.
-
Zur Förderung des Gedankens, ein möglichst einheitliches Bauwerk zu
schaffen, kann die Deckplatte der beiden Kastenträger nach der Brückenachse hin
über die Seitenwand auskragen, und dieser auskragende Teil der Deckplatte kann seitliche
Aussparungen aufweisen, in die gleichartig ausgebildete Teile der Platte eingreifen.
-
Zum Durchführen des Verfahrens wird ein auf Schienen laufender Schulungsträger
verwendet, der zweckmäßig für verschiedene Schienenabstände einstellbar ist, damit
gegebenenfalls Ausrundungen an den Brückenenden ohne weiteres mit demselben Schulungsträger
hergestellt werden können.
-
Durch die Erfindung werden mehrere Vorteile erreicht.
-
Das Verfahren nach der Erfindung hat zunächst den Vorteil, daß Tragwerke
mit großer Fläche, insbesondere großer Breite, durch Längs- und Querfugen in größere
und kleinere Abschnitte unterteilt werden können, die wiederum einzeln zu verschiedenen
Zeiten hergestellt und miteinander verbunden werden, und zwar in der Weise, daß
jeweils in Querrichtung die kleineren Abschnitte an die größeren Abschnitte angeschlossen
werden. Durch Anpassen an die Fertigstellungs- und Erhärtungszeiten für den Beton
wird außerdem ein vorteilhaftes Zusammenwirken aller Teile erreicht. So fällt beispielsweise
bei Ausführung der Brücke in Spannbeton das Schwinden des Betons im mittleren Teil
mit dem Kriechen der schon unter Längsvorspannung stehenden seitlichen Hauptträger
zusammen. Auch das anschließend in Zeitabschnitten nacheinander durchzuführende
Vorspannen der mittleren Platte in Längsrichtung bewirkt dort nur relativ kleine
elastische Formänderungen, die mit der zunehmenden Biegedruckkraft der Hauptträger
harmonieren. Außerdem kann durch eine in einem zweiten Arbeitsgang aufgebrachte
Vorspannung der Querrahmen infolge der Querkontraktion eine den Schwindvorgang ausgleichende
Formänderung in den Längsfugenbereichen herbeigeführt werden. Die Stauchung der
Brücke infolge Quervorspannung wird für die seitlich unverschiebbaren Lagerteile
der Kastenträger durch eine entsprechende Winkeldrehung des Kastens, d. h. durch
ein elastisches Ausweichen der Rahmenfüße mit der Bodenplatte ausgeglichen. Die
Durchbiegung der Hohlkästen infolge steigender Last mit fortschreitendem Einbau
der mittleren Platte wird durch stufenweises Einleiten der Uängsvorspannkräfte klein
gehalten.
-
Bei Verwendung von fahrbaren Schulungsträgern für die mittlere Platte
wird schließlich eine Ersparnis von rund 40 Prozent an Rüstung und Schalung erreicht.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 den Querschnitt einer Brücke nach der Erfindung, Fig. 2 den Querschnitt
der Brücke im Bauzustand nach dem Herstellen der beiden seitlichen Kastenträger,
Fig. 3 das Herstellen der mittleren Platte unter Verwendung des auf den nach innen
auskragenden Verlängerungen der Bodenplatte fahrbaren Schulungsträgers, Fig.4 einen
Längsschnitt der Brücke durch die mittlere Platte, Fig. 5 einen Querschnitt der
Brücke und die Lage der Spannglieder im Bereich eines Querrahmenriegels und Fig.
6 die Anordnung der Spannglieder im Grundriß.
-
Die seitlichen Kastenträger 1 werden auf Rüstung und Schalung hergestellt.
Sie sind schmaler als die Hauptträger üblicher Brückenquerschnitte. Um ihnen eine
möglichst große Steifigkeit zu geben, bestehen sie mit den Stielen 10 der Querrahmen
aus einem Stück. Die nach außen überkragenden Platten 3 der Kastenträger entsprechen
der üblichen Ausbildung. Die Kastenträger weisen oben und unten aus den Platten
nach innen auskragende Verlängerungen und 5 auf. Die Verlängerungen 5 vergrößern
die Scheibenwirkung der Bodenplatte und steigern damit die Drehsteifigkeit der Hohlkästen.
Zugleich dienen sie dazu, die Schienen 6 für den fahrbaren Scha lungsträger 7 (Fig.
3) aufzunehmen, während die vorkragenden Teile 4 der Deckplatte den Anschluß an
die einzubetonierende mittlere Platte 8 herstellen.
-
Unmittelbar nach Fertigstellen und Erhärten der beiden Kastenträger
1 wird der Schulungsträger 7 auf den Verlängerungen 5 der Bodenplatte aufgebaut.
Er hat in Brückenlängsrichtung die von der Spannweite der Brücke abhängende Länge
eines Abschnittes, beispielsweise 4 m. Je Abschnitt ist ein Querrahmen vorhanden,
der zwischen den seitlichen Kastenträgern 1 angeordnet und dessen Riegel 9 zugleich
mit der mittleren Platte 8 betoniert wird.
-
Die Rahmenstiele 10 werden mit den Kastenträgern 1 betoniert
und verstärken als Lisenen die inneren Seitenwände. Während die Querriegel 9 im
Feldbereich schmal gehalten sind, sind sie zu den Enden hin durch Schrägen 11 verbreitert,
so daß die im Druckbereich liegenden Arbeitsfugen zu den Stielen eine angemessene
Breite erhalten, womit eine sorgfältige Ausbildung der Rahmenecke gewährleistet
ist.
-
Bei der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Brücke
befindet sich die Masse des Querschnitts in den beiden als Hauptträger wirkenden
außenliegenden Xastenträgern 1. Diese sind für sich tragfähig; ihr Kraftbild ist
klar erfaßbar, und die Herstellung erfolgt in bekannter Weise im sogenannten ersten
Arbeitsgang. Die zwischengeschaltete Platten- und Rahmenkonstruktion ist infolge
der relativ kurzen Spannweiten leicht gehalten. Die nachträglich betonierten Querschnittsteile
bieten sowohl mit Rücksicht auf.die Senkundärspannungen als auch auf die Konstruktion
des Schulungsträgers Vorteile.
-
Der oben erläuterten vorteilhaften Ausbildung bzw. Betonierung des
Baukörpers paßt sich die Fugenführung sinnvoll an. Dabei ist Vorsorge getroffen,
daß die Arbeitsfugen nirgends reine Scherfugen, sondern Druckfugen sind. Die Fugen
zwischen den Kastenträgern 1 und den zwischen den Kastenträgern betonierten Platten
8 erhalten geringe Scherbeanspruchungen aus der mittragenden Wirkung zur Kastendeckplatte.
Durch rechteckige Aussparungen 15 in den vorkragenden Teilen 4 wird eine Verzahnung
hergestellt, die nach Art einer Verdübelung die im Fugenbereich auftretenden Schubkräfte
in Normalkräfte (Druck) übersetzt. Die Fugen zwischen Rahmenriegel 9 und Rahmenstielen
10 sind von vornherein gedrückt, da der Zugbereich der Stiele 10
in
den Seitenwänden der Kastenträger 1 liegt. Auch die Stoßfugen der einzelnen Plattenabschnitte
sind stets überdruckt. In bezug auf die Eigensteifigkeit der Platte liegen die Arbeitsfugen
möglichst nahe dem Momentennullpunkt, wo normale Spannungsreserven vorhanden sind.
Die Fahrbahnplatte unterliegt überall einem zweiaxialen Druckzustand, der aus der
Vorspannung und der mittragenden Wirkung als Gurtplatte des Rahmenriegels resultiert.
-
Bemerkenswert für die Fertigung ist ferner, daß alle Fugenschnitte
mit geringer sprunghafter Querschnittsveränderung verbunden sind, um den Betoniervorgang
nicht unnötig zu erschweren.
-
So wie die Fugenführung mit Bedacht auf ein. gutes Zusammenarbeiten
der einzelnen Bauelemente gewählt ist, erfolgt in entsprechender Weise auch die
Anordnung der Spannglieder. Es wird nicht nur jede Fuge übernäht, sondern auch der
Kraftfluß erfolgt in der dem gesamten Tragwerk angepaßten Form. Letzteres ist besonders
aus der Querrahmenbewehrung erkenntlich. Sie besteht aus drei Gruppen. Die Gruppen
12 und 13 (Fig. 5) werden wechselseitig bei der Montage an einer Riegelecke mit
in Hülirohren beweglich verlegten Spanngliedern 16 der Kastendeckplatte vermufft
und auf der anderen Seite des Riegels, dem Momentenverlauf folgend, durch offene
Hüllrohre hindurch bis zur inneren Seitenwand der Kastenträger geführt und dort
verankert. Die Kastenträger sind durch nicht dargestellte Mannlöcher begehbar. Die
Gruppe 14 der Spannglieder ist parabolisch gekrümmt angeordnet und endet in der
Fahrbahnplatte. Durch diese Spannghedführung wird die Fuge in der Ecke ausreichend
überdruckt und eine zügige Kraftüberleitung von Rahmenmitte zur horizontalen Kastendeckplatte
erreicht. Auch die Arbeitsfuge in Längs- und Querrichtung der Platte 8 wird, wie
zu Anfang beschrieben und in Fig. 6 zu erkennen ist, durch zahlreiche Spannglieder
zentrisch überdruckt. Dabei sind die längsgeführten Spannglieder nicht nur Montagebewehrung.
Die Platte trägt bei einem Querriegelabstand von 4 m gegenüber einem lichten Abstand
der Kastenträger von beispielsweise 16 m voneinander bevorzugt in Längsrichtung
der Brücke.
-
Die Spannglieder 17 überschneiden sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
abwechselnd um ihre halbe Länge. Sie sind durchweg über zwei Plattenlängen hinweggeführt
und im übrigen fortlaufend miteinander vermufft. Auf diese Weise wird erreicht,
daß von Beginn an jede Querfuge durch die halbe Spannbewehrung zusammengedrückt
wird, dem im weiteren Verlauf auch die zweite Hälfte der Bewehrung folgt.
-
Der fahrbare Schalungsträger 7 ist nicht nur für Brücken von durchlaufend
gleicher Breite verwendbar, sondern kann auch bei trompetenförmiger Verbreiterung
(Einbeziehung von Ausrundungen in die Brückenenden) durch eine geeignete Vorrichtung
von vornherein. verschiedenen Schienenabständen angepaßt werden. Vorteilhaft ist
weiterhin, daß mehrere fahrbare Schalungsträger an beliebiger Stelle eingesetzt
werden können, um den Arbeitsfortschritt zu beschleunigen.