DE1256671C2 - Verfahren zum Herstellen eines mehrfeldrigen vorgespannten Brueckentragwerks aus Spannbetonfertigbalken - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines mehrfeldrigen vorgespannten Brueckentragwerks aus Spannbetonfertigbalken

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DE1256671C2 DE1964D0044192 DED0044192A DE1256671C2 DE 1256671 C2 DE1256671 C2 DE 1256671C2 DE 1964D0044192 DE1964D0044192 DE 1964D0044192 DE D0044192 A DED0044192 A DE D0044192A DE 1256671 C2 DE1256671 C2 DE 1256671C2
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Description

Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, daß unter voller Ausnutzung der Vorteile, weiche die gleichzeitige Herstellung von Fertigteilträgern auf einer Schalung zwischen planparallelen Blechen im Hinblick auf die Fugenausbildung mit sich bringt, auch die Herstellung von mehrfeldrigen Durchlaufträgern ermöglicht wird. Das gelingt durch die Ausbildung der Fertigteilträger mit im Querschnitt T-förmiger Gestalt und stirnseitigen Stegverbreiterungen. Die Träger werden formtreu vorgespannt an die Einbaustelle geliefert und verlegt, und die Durchlaufwirkung wird durch zentrische Vorspannung der durch den Ortbeton verbundenen stirnseitigen Stegverbreiterungen herbeigeführt. Die Vorteile des bekannten Verfahrens bleiben im Bereich der Längs- IS fugen in der Fahrbahnplatte voll erhalten. Weitere Vorteile ergeben sich aus der größeren Anpassungsfähigkeit der als Plattenbalken ausgebildeten Fertigteilträger gegenüber den bekannten Kastenquerschnitten. ao
Die Stoßstellen der Einfeldträger brauchen nicht unbedingt über den Stützen angeordnet zu werden, sondern es können auch nach Art eines Gerberträgers ausgebildete Tragwerke ausgeführt werden, bei denen die Stoßstellen der Spannbetonfertigbalken a5 etwa in den Momentennullpunkten eines Gerberträgers liegen.
Beim Zusammenbau solcher Brücken werden die Eiiihängeträger zweckmäßig auf der Oberseite der auskragenden Fertigbalken mit einer an ihrer Oberseite angeordneten, nur der Montage dienenden Konsole abgestützt. Diese hat den Zweck, sicherzustellen, daß die einzelnen Einhängeträger, die sich nach dem Herstellen und beim Vorspannen geringfügig verziehen können, genau auf den ihnen zügeordneten Kragträgern abgestützt sind.
Zum Herstellen T-förmiger Fertigbalken ist besonders folgende Arbeitsweise geeignet: Jeweils mindestens zwei Balken werden nacheinander in von nebeneinander angeordneten Schalungskörpern gebildeten Schalungsformen hergestellt, die mit Stahlblechen zum Trennen der Balken im Bereich ihrer Flansche versehen sind; nach dem Erhärten der Fertigbalken wird der jeweils letzte Balken in eine solche Lage zu der einen Schalungsform gebracht, daß die eine in Balkenlängsrichtung verlaufende Fläche seines Flansches als Seitenschalung für die in Brückenlängsrichtung verlaufende außenliegende Fläche des ersten Fertigbalkens der nächsten Serie dient. 5
Es können aber auch zunächst nur die Stege der Fertigbalken hergestellt und die Flansche zwischen den sie voneinander trennenden planparallelen Blechen erst nachträglich auf die vorgefertigten Stege aufbetoniert werden.
Diese Herstellungsweise hat den Vorteil, daß mit einem geringstmöglichen Aufwand an Schalung gearbeitet werden kann, der sich noch dadurch verringern läßt, daß die Trägerstege vorgefertigt werden und die Platte in Verbundbauweise später aufbetoniert e0 wird. Auf diese Weise lassen sich sowohl die vorgefertigten Trägerstege als auch die für die zwischenliegenden Flansche erforderlichen Schalungsteile so ausrichten, daß praktisch beliebige Grundrißformen von Brücken und Neigungsverhältnisse befolgt wer- g5 den können.
Das Verfahren nach der Eifindimg wird an Hand der Zeichnung erläutert. Ls zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein nach dem Verfahren hergestelltes Brücktragwerk im Feld,
F i g. 2 einen Querschnitt über der Stütze,
F i g. 3 die Untersicht im Bereich der Stütze,
Fig. 4 einen Längsschnitt in der Ebene IV-IV der Fig. 3,
F i g. 5 die Ausbildung eines Stoßes zwischen einem Kragträger und Einhängeträger und
Fig. 6 bis 8 Einzelheiten der Herstellung der Träger.
Das Brückentragwerk besteht, wie Fig. 1 erkennen läßt, aus einer Anzahl Spannbetonfertigbalken 1 mit Plattenbalkenquerschnitt, die formtreu vorgespannt sind. Durch die Ausbildung der Fugen 2 als sogenannte Kontaktflächen ist es möglich, die Träger im Bereich der Druckplatten unmittelbar aneinanderstoßen zu lassen und sie durch quer durch die Platte hindurchgeführte Spannglieder 3 zusammenzuspannen. Auf die Trägeroberseite kann dadurch unmittelbar eine Isolierung 4 und darauf der Fahrbahnbelag 5 aufgebracht werden. An den Längsrändern sind Gesimse 6 und Geländer 7 angeordnet.
Fig. 2, die im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 zu betrachten ist, gibt die Ausbildung der Spannbetonfertigbalken 1 im Bereich der Mittelstützen wieder. Die Stege der Balken sind dort zu vollen Rechteckquerschnitten 8 verbreitert, die Fugen 2' erstrecken sich also über die volle Höhe des Querschnitts. Durch das Zusammenspannen der Spannbetonfertigbalken nach dem Zusammenbau in Querrichtung mit den Spanngliedern 3 entstehen so am Ende eines jeden Felds massive Querträger, die in den Fugen 2' befähigt sind, Querkräfte zu übertragen. Um diese Fähigkeit noch zu steigern, können gegebenenfalls in den Stoßflächen schon beim Betonieren der Balken Aussparungen 9 angeordnet werden, in welche nachträglich Dübel eingebracht werden. Solche Dübel werden immer dann anzuwenden sein, wenn die für die Übertragung der Momente im Querträger benötigte Spannbewehrung für die Übertragung der Querkräfte durch Reibungsverbund nicht ausreicht und so für diesen Lastfall Spannglieder zugelegt werden müßten.
Die Aussparungen 9 werden zweckmäßig durch das Einlegen von Rohren hergestellt, durch welche zugleich Stöße der Schalungsbleche überbrückt werden können. Das geschieht einfach dadurch, daß man die Schalungsbleche auf gegenüberliegenden Seiten an die Rohre heranführt und gegebenenfalls in der. Mantellinie Nuten zum Einführen der Bleche anordnet. In gleicher Weise erfolgt auch der Stoß der Bleche in lotrechter Richtung.
Durch die im Querschnitt rechteckige Kopfausbildung der Spannbetonfertigbalken wird die Querkraftübertragung im Auflagerbereich so gut, daß auf durchgehende Unterstützungen, wie Querträger, verzichtet werden kann, die das Aussehen beeinträchtigen können. Die Überbauabschnitte liegen unmittelbar auf Einzelstützen 11 auf.
Die Montage und Auflagerung der Balken im Widerlager- und Pfeilerbereich erfolgt auf Stahlprofilträgern, die an den Wänden dieser Bauwerksteile befestigt werden. Nach dem Aufbringen der Quervorspannung und dem Herstellen der Durchlaufwirkung durch Verbinden der Balken benachbarter Felder kann die Hilfskonstruktion wieder entfernt werden. Der Überbau liegt dann auf den Lagern auf.
Da die Stirnflächen 14 der Spannbetonfertigbalken
nicht als Kontaktflächen ausgebildet sind, muß' zwischen diese Flächen ein Ortbetonstreifen 15 eingebracht werden. Theoretisch wäre es zwar möglich, auch die Stirnflächen als Kontaktflächen auszubilden, jedoch müßten dann -die Trägerstirnseiten unmittelbar aneinander betoniert oder Abgüsse davon hergestellt werden. Ein solches Verfahren dürfte aber unwirtschaftlich sein. Durch eine zentrische Längsvorspannung des aus den beiderseitigen Querträgern mit Ortbetonzwischenstück bestehenden Stützenabschnitts mit Spanngliedern 16 ist dieser in der Lage, die auftretenden Stützenmomente aufzunehmen. Zum Einführen und Spannen der Spannglicder 16 sind in den Stegverbreiterungen 8 parallel zur Balkenachse gerade Spannkanäle angeordnet.
Die einzelnen Spannbetonfertigbalken 1 werden in bekannter Weise in Längsrichtung formtreu für das Trägereigengewicht vorgespannt, das Vorspannmoment wird also gleich dem Moment aus Eigengewicht für den frei aufliegenden Träger gewählt. Die Träger haben daher auf ihrer ganzen Länge nur zentrische Druckspannungen aus der Vorspannkraft; si( werden somit durch die Vorspannung nur verkürzt und nicht verbogen, was für die Verlegegenauigkeit von Vorteil ist. Außerdem ist es durch diese Maßnahme möglich, die Stützenmomente sehr klein zu halten. Vor dem Kriechen und Schwinden treten im Tragwerk an der Stütze nur Momente aus den nachträglich aufgebrachten Eigengewichtslasten (Belag, Gesimsbeton und Geländer) sowie Verkehr auf. Nach dem Kriechen und Schwinden kommt noch ein Stützenmoment aus der Umlagerung hinzu. Beträgt der Abfall der Spannkraft aus Kriechen und Schwinden beispielsweise 15°/o, so tritt ein Stützenmoment im gleichen Prozentsatz vom Stützenmoment aus reinem Eigengewicht für den Zweifeldträger auf; somit beträgt das Stützenmoment nur etwa 6O°/o des Moments bei herkömmlicher Vorspannung. Die gewählte Vorspannung ermöglicht außerdem eine genaue Einhaltung der Gradiente nach Kriechen und Schwinden.
Bei Durchlaufträgern braucht der Stoß nicht über einer Stütze zu liegen, wie in der Fig. 4 dargestellt, sondern es kann insbesondere bei dreifeldrigen Brücken mit größeren Spannweiten des Mittelfelds zweckmäßig sein, den Trägerstoß in die Momentennullpunkte aus Eigengewicht des Durchlaufträgers zu legen. In diesen Punkten treten nämlich fast gleich große positive und negative Verkehrslastmomente sowie Umlagerungsmomentc infolge Kriechens und Schwindens aus dem Lastfall Vorspannung auf. Diese Momente können in bekannter Weise durch formtreue Vorspannung auf ein Minimum beschränkt werden.
Die Anordnung des Stoßes im Momentennullpunkt hat gegenüber dem Stoß an der Stütze noch dea Vorteil, daß die Fertigteilträger des Mittelfelds kurzer und dadurch auch besonders leicht sind. Dadurch wird nicht nur die im Mittelfeld erreichbare Spannweite vergrößert, sondern auch die Montage erleichtert.
Eine solche Stoßausbildung im Momentennullpunkl zeigt die Fig. 5. Die Einhängeträger 17 werden mit einer Konsole 18 aus Stahlprofillrägern auf der Olieiseile der auskragenden Fertigbauteil 19 ab- :;estiil/l; die Konsole 18 ist dabei an dem [iinhängeläpei 17 mit einer Vcrschiaubimg 20 befestigt Die .limsiiVn 21 der Einhäiigctiügci 17 und ! itigbalken 19 sind gezahnt. Weiterhin können aus den Stirnflächen in an sich bekannter Weise Bewehrungsschlaufen hervorstehen, die eine gute und biegesteife Verbindung über den Ortbetonstreifen 22 bewirken. Zum Herstellen der Spannbetonfertigbalken bestehen mehrere Möglichkeiten. Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Fertigung von Balken in einem Stück werden diese in einer Zwillingsform, gegebe-' nenfalls aber auch in einer Drillings- oder Vierlingsform, hergestellt. Die Formen, die aus Schalungskörpern 23 zusammengesetzt sind, sollen so ausgebildet sein, daß sie in ihrer Länge aus Schüssen von etwa 2 bis 3 m zusammengebaut werden können. Im Mittelteil haben die einzelnen Schüsse gleichen Querschnitt, der etwa einem umgekehrten Plattenbalken entspricht; nur die Endteile sind den Stegverbreiterungen entsprechend ausgebildet. Die Formen sollen ferner auch so beschaffen sein, daß sie bei Bedarf leicht von einer Zwillings- in eine Drillings- oder
a,, Vierlingsform usw. umgebaut werden können. Das kann man dadurch erreichen, daß man die einzelnen Schalungskörper 23 auf eine entsprechend breite Unterlage 24 auflegt und in dem Bereich unterhalb der Schalungshohlräume durch Anker 25 zusammen-
a5 hält.
In den Fig. 6 und 7 ist angedeutet, wie die Fertigung in einer Zwillingsform vor sich geht. Nach dem Betonieren und Vorspannen der Träger und dem Injizieren der Spannkanäle werden die Träger I und II abgehoben, der Träger I wird auf Stapel gelegt und der Träger II in eine Halterung der Zwillingsform in Stellung Null abgesetzt. Beim Betonieren des Trägers I war die linke Abschlußschalung 26 der Platte in Holz oder Stahl so ausgebildet, daß entsprechende Aussparungen für die Verankerungen 27 der Quer-Epannglieder entstehen. Die Schalung 29 der Platte zwischen Träger I und II sowie der rechte Plattenabschluß des Trägers II bestehen aus kalt gewalztem Blech. Zugleich müssen Vorkehrungen zum Herstellen von Aussparungen 30 für das nachträgliche Einfädeln der Spannglieder 3 getroffen werden. Nach dem Absetzen des Trägers II in die Halterung wird die Platte des Trägers III gegen die Platte des Trägers II betoniert, die einen entsprechenden Anstrich zum Vermeiden der Haftung erhält. Die Trennung zwischen Träger III und IV und der rechte Abschluß erfolgen dann wieder in der gleichen Weise wie beim Betonieren der Träger II und III. Die Schalungen können aus Stahl, Holz oder Kunststoff bestehen.
Die Längsunterteilung der Schalung in Abschnitte ermöglicht einerseits die Anpassung an die verschiedenen Spannweiten, andererseits bietet sich hierbei noch der Vorteil, daß jede gewünschte Überhöhung oder Gradiente der Brücke durch entsprechende Ausbildung der Unterlage 24 einstellbar ist. Etwa notwendige Verdrehungen der einzelnen Schalungsschüsse werden durch entsprechende Gummidichtungen gewährleistet.
Nach Fig. 8 ist es aber auch möglich, den Querschnitt des Bauwerks bereits in der Fertigung in einen Spannbetonteil und in einen der Querübertragung der Kräfte dienenden Stahlbetonteil zu unterteilen. Die Fertigteilbalken werden dabei in vorgespannte, vorgefertigte Stege 31 und die in einem zweiten Arbeitsgang hergestellten Flansche 32 aufgelöst. Die Stegfertigteile können ohne Kenntnis der jeweils verlangten Hauweiksbu'iten im Werk auf Vorrat pefeitijjt weiden.
Diese Auflösung hat den Vorteil, daß die Trägerstege von praktisch allen Betonwerken mit den dort vorhandenen Hochbauträgerschalungen ohne Schwierigkeiten hergestellt und dann nach Bekanntwerden der Einzelheiten eines zu errichtenden Brückenbauwerks oder einer Serie von Brücken mit den darauf abgestimmten Flanschen versehen werden können. Bei der Herstellung der Flansche werden verhältnismäßig leichte Zwischenschalungen verwendet, die aus Hölzern 33 mit eingearbeiteten Stahlblechen 34 bestehen, die leicht innerhalb der einzelnen Betonwerke ausgetauscht werden können. Nach Vorliegen genauer Grundrißabmessungen des Bauwerks werden die vorgefertigten und gestapelten Stege 31 im Werk ausgelegt, und die Platte wird unter Einschaltung der
Stahlbleche 34 betoniert. Hat ein Bauwerk keine gleichbleibende Breite, so können die Stege 31 entsprechend verlegt werden.
Die Stege 31 können gerade oder mit entsprechender Überhöhung hergestellt werden, ohne daß die endgültige Brückengradiente hierbei berücksichtigt werden muß. Deren Berücksichtigung wird erst bei Auslegen der Träger und Einschalen der Platte notwendig. Ebenso läßt sich auf diese Weise jedes Quergefalle, selbst Gefälleverwindungen, ausbilden.
Die Vorfertigung der Stege hat weiterhin den Vorteil, daß mit einer beschränkten Zahl Trägerformen, die mit Außenrüttlern versehen sind, gearbeitet werden kann. Durch Unterteilung des Querschnitts ist es weiter möglich, Stege im Spannbett zu fertigen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
209 686/460

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines mehrfeldrigen vorgespannten Brückentragwerks aus Spannbetonfertigbalken, die beim Verlegen derart nebeneinander angeordnet werden, daß ihre jeweils einander zugewendeten, in Brückenlängsrichtung verlaufenden und beim Betonieren der Balken durch ein planparalleles Blech vonein- "> ander getrennten Flächen sich flächig berühren, und die dann in Querrichtung zusammengespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt T-förmige formtreu vorgespannte Spannbetonfertigbalken (1) mit beiderseitigen Stegverbreiterungen an den Enden verwendet werden und zum Herbeiführen einer Durchlaufwirkung die Zwischenräume zwischen den mit den Stegverbreiterungen versehenen Stirnwänden der in Brückenlängsrichtung aufeinanderfolgenden ao Fertigbalken mit Ortbeton ausgefüllt werden, der mit nachträglich in entsprechende Aussparungen in den beiden Stegverbreiterungen jeweils zweier aufeinanderfolgender Fertigbalken und dem dazwischenliegenden Ortbeton in Tragwerkslängs- a5 richtung eingeführten Spanngliedern (16) zentrisch vorgespannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen der Spannbetonfertigbalken über den Stützen angeordnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen der Spannbetonfertigbalken etwa in den Momentennullpunkten eines Gerberträgers angeordnet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhängeträger (17) während des Zusammenbaus der Brücke auf der Oberseite der auskragenden Fertigbalken (19) mit einer an ihrer Oberseite angeordneten, nur der *° Montage dienenden Konsole (18) abgestützt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens zwei T-förmige Fertigbalken nacheinander in von nebeneinander angeordneten Schalungskörpern (23) gebildeten Schalungsformen, die mit Stahlblechen zum Trennen der Balken im Bereich ihrer Flansche versehen sind, hergestellt werden und daß nach dem Erhärten der Fertigbalken der jeweils letzte Balken in eine solche Lage zu der einen Schalungsform gebracht wird, daß die eine in Balkenlängsrichtung verlaufende Fläche seines Flansches als Seitenschalung für die in Brückenlängsrichtung verlaufende außenliegende Fläche des ersten Fertigbalkens der nächsten Serie dient.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst nur die Stege (31) der Fertigbalken hergestellt und die Flansche (32) zwischen den sie voneinander trennenden planparallelen Blechen (34) erst nachträglich auf die vorgefertigten Stege aufbetoniert werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrfeldrigen vorgespannten Brückentragwerks aus Spannbetonfertigbalken, die beim Verlegen derart nebeneinander angeordnet werden, daß ihre jeweils einander zugewendeten, in Brückenlängsrichtung verlaufenden und beim Betonieren der Balken durch ein planparelleles Blech voneinander getrennten Flächen sich flächig berühren und die dann in Querrichtung zusammengespannt werden.
Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen mehrfeldriger Brückentragwerke wird die Brückentafel aus lamellenartig angeordneten, jeweils ein Feld überspannenden Spannbetonfertigbalken hergestellt, die jeweils über einer Zwischenstütze gestoßen und in Querrichtung zusammengespannt werden. Um das Ausbetonieren der Längsfugen zwischen den Fertigbalken zu vermeiden, das bei bekannten Trägern von T-förmigem Querschnitt zum Herbeiführen der Quersteifigkeit der Fahrbahnplatte notwendig war, werden Träger mit rechteckigem Kastenprofil verwendet, die im Betonwerk auf einer Schalungsform zwischen lotrechten, planparallelen Stahlblechen gleichzeitig betoniert werden.
Durch die Verwendung von planparallelen Blechen als Schalung für die einander zugekehrten Flächen benachbarter Fertigbalken ist es möglich, deren nebeneinanderliegende Flächen so auszubilden, daß sie genau aufeinanderpassen. Selbst wenn sich durch Beulverformungen des Blechs hervorgerufene Unebenheiten in der einen Seitenfläche nicht vermeiden lassen, wird in der ihr jeweils zugeordneten Seitenfläche des angrenzenden Balkens ein Negativ dieser Seitenfläche ausgebildet, so daß bei der Montage beide Seitenflächen genau aufeinanderpassen und sich flächig berühren. Damit entfällt das Ausbetonieren der Stoßfugen auf der Baustelle.
Durch dieses Brückenherstellungsverfahren wird die Errichtung von größeren Serien gleichartiger Brücken, wie sie beispielsweise bei der Überbrückung von Eisenbahnstrecken vorkommen, dadurch vereinfacht, daß die Brücken in einzelnen Teilen vorgefertigt und an der Baustelle im Baukastenprinzip zusammengesetzt werden können, ohne das Erhärten von Fugenmörtel abwarten zu müssen. Nachteilig an diesem Bauverfahren ist es aber, daß mit den kastenförmigen Spannbetonträgern keine Durchlaufwirkung erzielt werden kann, weil man die Träger über der Stütze nicht zu einem Durchlaufträger verbinden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Bauverfahren so weiterzuentwickeln, daß auch die Erstellung von über mehrere Felder durchlaufenden Brückentragwerken ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Querschnitt T-förmige formtreu vorgespannte Spannbetonfertigbalken mit beiderseitigen Stegverbreiterungen an den Enden verwendet werden und zum Herbeiführen einer Durchlaufwirkung die Zwischenräume zwischen den mit den Stegverbreiterungen versehenen Stirnwänden der in Brückenlängsrichtung aufeinanderfolgenden Fertigbalken mit Ortbeton ausgefüllt werden, der mit nachträglich in entsprechende Aussparungen in den beiden Stegverbreiterungen jeweils zweier aufeinanderfolgender Fertigbalken und dem dazwischenliegenden Ortbeton in Tragwerkslängsrichtung eingeführten Spaiinglicdern zentrisch vorgespannt wird.
DE1964D0044192 1964-04-18 1964-04-18 Verfahren zum Herstellen eines mehrfeldrigen vorgespannten Brueckentragwerks aus Spannbetonfertigbalken Expired DE1256671C2 (de)

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