-
Montagerüstung und Verfahren zum Herstellen yon Spannbetonbrücken
oder dergleichen Die Erfindung betrifft eine Montagerüstung und ein Verfahren unter
Verwendung dieser Rüstung zum Bau von vorgespannten Brückenkonstruktionen, bei dem
Spannglieder der endgültigen Brückenkonstruktion oder Teile dieser Spannglieder
mit dem Montageträger derart verbunden sind, daß sie während der Montage zeitweilig
als tragender Teil oder tragende Teile der Montagerüstung wirken.
-
Neben den mehrfach unterstützten Lehrgerüsten alter Bauart sind Montageträger
bekannt, die über grosse Spannweiten frei vorgeschoben werden und das Montagegewicht
der Brücke als Träger auf zwei Stützen tragen. Auch sind Verfahren bekannt, die
von einem Mittelpfeiler aus unmittelbar, also ohne Zuhilfenahme eines eigentlichen
Gerüst trägers den vorgespannten Brückenbau selbst frei vorbauen. In der deutschen
Patentschrift 1 207 417 wird eine Rüstung beschrieben, bei der ein obenliegender
Bogen gegen seitliche Überbauteile verankert ist und als Zugband die Spannglieder
der Brücke verwendet werden. Diese Zugbänder nehmen den llorizontalschub des Bogens
auf. Da mit fortschreitender Oberbaulast auch der Horizontalsohub wächst, spannen
roh die Spannglieder zur Brückenmitte hin in zunehmendem Masse selbst vor.
-
Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Montagerüstung
und ein Verfahren zu entwickeln, bei der die Montagerüstung als unterspannter Träger
wirken kann und die Zugbandkraft in den Spanngliedern unabhängig von der Überbaulast
einstellbar ist, so daß eine beliebige Unterspannung der Montagerüstung möglich
ist. Auch sollte der Forderung Genüge getan werden, daß der Montagevorgang mit möglichst
einfachen Mitteln beherrscht werden konnte. Demgemäss ist die Montagerüstung nach
der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ihre Länge gleich gross oder kleiner als
die Gesamtlänge des Brückenträgers iat, so daß die Montagerüstung gegen bereits
vorher hergestellte Brückenendteile abstützbar ist, und daß das Spannglied über
die Montagerüstung durch Pressen spannbar ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung
ist mindestens ein Auflager der Montageratung verschiebbar gelagert. Diese Montagerüstung
wird erfindungsgemäss derart verwendet, daß zunächst die beiden Endteile der Brücke
unter Einbau der Enden des Spanngliedes, das die beiden Endteile verbindet, auf
einem konventionellen Lehrgerüst erstellt und gelagert werden, daß danach der Montageträger
derart eingebracht wird, daß er sich auf den bereits hergeatellten Endteilen der
Bücke abstützt, worauf das Spannglied mit dem Montageträger zusammengeschlossen
wird und durch gegen die Montageträger wirkende Pressen gespannt wird, so daß der
Montageträger als unterspannter Träger wirkt, der in diesem Spannungssustand das
Gewicht der Schalung und des eingebrachten Betons übernimmt, und daß schließlich
nach Erhärtung des Betons durchlesen der Pressen die Vorspannkraft auf den Brückenquerschnitt
umgelagert wird. Erfindungsgemäss können die Pressen auch derart angeordnet werden0
daß dL Vorspannung der Spannglieder unmittelbar durch Pressendruck gegen die Montagerüstung
erfolgt.
Bei diesem Verfahren kann die Montagerüstung auch als untenliegender überspannter
Träger zur Herstellung von auskragenden Brückenteilen und zum beidseitigen Vorbau
von Pfeilern aus dienen.
-
Die Spannkraft als lastunabhängige Pressenkraft kann erfindungsgemäß
von Betonierabschnitt zu Betonierabschnitt verändert werden. Die Spannglieder können
bereits während der Montage gekrUmmt geführt werden. Auch können die Spannglieder
nach Beendigung der Betonierarbeiten ohne Verbund durch zusätzliches Spannen gegen
den fertigen Betonüberbau in eine gekrümmte Lage gebracht werden.
-
Die MontagerUstung wird in den meisten Fällen oberhalb des zu erstellenden
Brückenüberbaues angeordnet werden können.
-
In besonderen Fällen, nämlich beim Freivorbau von Pfeilern aus, kann
sie auch unterhalb des Brückenüberbaues angeordnet sein. Die Erfindung erlaubt sowohl
die Herstellung der Brücke in einem einzigen Betoniervorgang als auch die Aufteilung
in Betonierabschnitte, sowie das ZusammenfUgen von Fertigteilbrücken in Abschnitten.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Zugbandkraft in den Spanngliedern unabhängig
von der Überbaulast einstellbar ist, so daß jede bellebige Unterspannung des Montageträgers
möglich ist.
-
Diese Möglichkeit lBt eine besonders wirtschaftliche Bemessung der
Konstruktionsteile zu und erleichtert die Maßnahmen beim Bauvorgang. Schließlich
ist die Erfindung bei verschiedenartigen Brückenkonstruktionen anwendbar.
-
Als Montagerüstung können Stahl-Fachwerkträger oder vollwandige Träger
oder Gelenkkonstruktionen Anwendung finden.
-
Die Anwendung ist auch unabhängig von der Brückenbreite.
-
Bei extrem breiten Brücken können mehrere Montageträger
nebeneinander
Verwendung finden.
-
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
und zwar in allen Fällen nach Art einer Schemazeichnung.
-
Fig. 1 zeigt eine Montagerüstung für eine einfeldrige Balkenbrücke;
Fig. 2 zeigt eine Montagerüstung für eine einfeldrige Balkenbrücke mit gekrümmtem
Spannglied; Fig. 3 zeigt eine Montagerüstung mit gelenkig ausgebildetem Tragwerk;
Fig. 4 zeigt die Anordnung von zwei Montagerüstungen für den Bau einer mehrfeldrigen
Balkenbrücke; Fig. 5 bis 5b zeigen in drei Bauabschnitten die Verwendung einer verlängerbaren
Montagerüstung für den Bau einer mehrfeldrigen Balkenbrücke mit beschränkter Konstruktionshöhe;
Fig. 6 bis 6b zeigen die Anwendung eines Hohlquerschnittes für eine Balkenbrücke;
Fig. 7 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer gekrümmten Brücke.
-
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Montagerüstung
M 1 Verwendung findet, die sich auf Endteilen E 1 der Balkenbrücke abstützt, die
auf einem konventionellen Lehrgerüst erstellt wurden. In diese Endteile ist ein
Widerlager mit einer Presse P 1 eingebaut. Die Endteile E 1 stützen sich mittels
eines Rollenlagers R 1 gegen die Fundamente a und b ab. Die Endteile E 1 stützen
sich an ihren-inneren Enden mit Gelenkstützen gegen das Gelände ab.
-
Eine Gelenkstütze G ist auch zwischen den Endteilen und der Montagerüstung
M 1 vorgesehen. Die Montagerilstung findet wie folgt Anwendung:
Die
beiden Endteile E 1 der Brücke werden auf einem konventionellen Lehrgerüst erstellt
und bei a und b auf Rollen gelagert. Nach Erreichen einer entsprechenden EigentragfShigkeit
verbleiben von dem Lehrgerüst nur mehr die Hilfsunterstützungen bei al und bl. Darauf
wird der Montageträger eingebracht,zum Beispiel im Vorschubverfahren.
-
Die bereits fertiggestellten Brückenteile können in Hohlräumen mit
Kies ballastiert werden. Der Montageträger wird über a1/b1 vertikal, bei a2/b2 horizontal
unverschieblich gelagert. Die Spannglieder Slwerden über den Montageträger eingebracht,
angehängt und zusammengeschlossen. Sie sind damit in den bereits fertiggestellten
Brückenteilen verankert. Nunmehr werden sie durch Pressen Plgegen den Montageträger
Mlgespannt, so daß der Montageträger als unterspanner Träger wirkt. Der Abstand
vom Zugband (= Spannglieder) zum Montageträger kann den jeweiligen Erfordernissen
angepasst werden. FUr die'nun folgenden Betonierabschnitte wird Schalung und Betonüberbau
an den Montageträger angehängt.
-
Nach Fertigstellung des Brückenüberbaues wird durch Linsen der Pressen
die Vorspannkraft auf den Brückenquerschnitt umgelagert. Der Montageüberbau kann
auf der fertigen Brücke abgebaut werden.
-
Bei dem geschilderten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind nur gerade
geführte Spannglieder S1möglich. Die Spannkrart kann hierbei von Betonierabschnitt
B1zu Betonierabschnitt Blvaritert werden. Die Vorspannung ist mit Verbund, mit nachträglichem
Verbund und ohne Verbund ausführbar.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. .2, das die Herstellung eines
Überbaues mit gekrümmter Spahngliedführung behandelt, wurden im Prinzip die gleichen
Kennzeichnungen beibehalten, so daß die Montagerüstung mit M 2, das Spannglied mit
S 2, die Pressen mit P 2 usw. bezeichnet wurden.
-
Die Herstellung des Uberbaues erfolgt ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1, soweit es sich um die Vorarbeiten, insbesondere die Herstellung der
Endteile E 2 handelt. Jedoch wird hier der Montageträger M 2 an den Punkten a2/b2
mit den bereits erstellten Brückenteilen gelenkig (horizontal und vertikal unverschieblich)
verbunden. Die Eintragung der Spannkraft S 2 erfolgt unmittelbar zwischen Montageüberbau
und Spannglied (hier durch Pfeile angedeutet). Geschieht das an genügend vielen
Punkten, so kann der entstehende Polygonzug an die gewünschte Kurve angenähert werden.
Auch hier kann gegebenenfalls bei Vorspannung mit Verbund die Spannkraft s 2 von
Abschnitt B 2 zu Abschnitt B 2 verändert werden.
-
Gekrümmte Spanngliedführung kann auch bei Fig. 1 erzielt werden, wenn
die Spannglieder s 2 innerhalb eines Hohlquerschnittes ohne Verbund geführt werden.
Dabei ist es notwendig, daß die noch nicht voll vorgespannten Spannglieder gegen
den sonst tragfähigen Brilckenüberbau durch vertikalen Pressendruck P 2 in eine
gekrümmte Lage weiter gespannt werden.
-
Auch bei dem Ausftibrungsbeispiei nach Fig. 3 wurden die einzelnen
Teile sinngemäß bezeichnet, so die Montagerastung mit M 3, die Endteile des oberbau
mit E 3, das Spannglied mit S 3 usw. Der Arbeitsablauf erfolgt ähnlich wie bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2, sobald
es sich um die Herstellung
der Endteile E 3 handelt. Diese Endteile E 3 stützen sich wiederum mittels Rollenlager
bei a und b ab. Die Pressen P3 sind zwischen den Endteilen E 3 und den Widerlagern
a2 und b2 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispielwerden die Spannglieder selbsttätig
aus dem Horizontalschub des Montageüberbaus vorgespannt. Zweckmässigerweise werden
nur Teile der gesamten Vorspannbewehrung als Zugband verwendet.
-
Die Spannkraft S 3 wird mit zunehmender überbaulast immer grösser
und kann durch Fressen bei a2 /b2 reguliert werden.
-
Bei allen Ausführungsbeispielen kann eines der Lager P auch ein festes
Lager sein.
-
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Montagerüstung
zum Bau einer mehrfeldrigen Balkenbrücke. Bei die sem Ausführungsbeispiel findet
eine unten liegende Montagekonstruktion M 4 " Verwendung und ausserdem die bereits
in Fig. 1 beschriebene Montagerüstung M 4'. Ferner sind zwei Spannglieder S 4' und
S 4 '' vorgesehen. Der Endteil des Überbaues auf der linken Seite ist mit E 4' gekennzeichnet.
Der Pfeiler zwischen dem ersten und dem zweiten'Feld hat die Bezeichnung E 4" erhalten.
Die übrigen Teile haben im wesentlichen die gleichen oder äquivalente Funktionen
wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis .3. Die unten liegende Montagekonstruktion
M 4 " wird an den bestehenden Pfeiler E 4" kraftschlüssig angeschlossen und durch
das oben liegende Spannglied 5 4'' überspannt, wobei die Einleitung der Spannkraft
unmittelbar zwischen Spannglied 5 4'' und Montagerüstung erfolgt. Über diesem unten
liegenden Montagegerüst wird der über dem Pfeiler liegende Brückenabschnitt E 4"
' erstellt. Dadurch wird der Freivorbau von frei drehbaren. und längs verschieblichen
Überbauten von Pfeilern aus ermöglicht. Die Montagerüstung M 4" kann entsprechend
den Be-' tonierabschnitten ergänzt werden, wie in der Zeichnung rechts
gestrichelt
angedeutet wurde. Der Momentenausgleich über der Stütze E 4t t erfolgt durch das
Spannglied S 4". Differenzen aus ungleich grossen Kragmomenten werden über die Montagekonstruktion
M 4 " allein in den Pfeiler E 4'' eingeleitet. Wie hier an diesem Aussenfeld dargestellt,
werden diese Felder mit Hilfe von Montagerustungen M 4' nach Fig. 1 erstellt. Dabei
ist es beim Aussenfeld notwendig, einen Brückenendteil E 4' auf einem konventionellen
Lehrgerüst herzustellen. Der weitere Vorgang entspricht genau den in Fig. 1 beschriebenen
Maßnahmen.
-
Bei diesem und anderen Ausführungsbeispielen können auch durchgehende
gerade Spannglieder verwendet werden, die bei Verwendung eines Hohlquerschnittes
nachträglichohne Verbund in die gewünschte gekrümmte Lage-gebracht werden. Auch
die Verwendung geknickter Montagerüstungen, die im Feld über, an den Stützen unter
dem Brückenüberbau liegen, ist grundsätzlich möglich.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 5b handelt es sich um
die Verwendung einer verlängerbaren Montagerüstung für den Bau einer mehrfeldrigen
Balkenbrücke, insbesondere mit beschränkter Konstruktionshöhe. Zur Erläuterung des
Verfahrens sind drei Bauabschnitte dargestellt. Die Montagerüstung ist im ersten
Feld mit M 5 und im zweiten Feld mit M 6 bezeichnet, obwohl es sich bei der letztgenannten
um einen verlängerten Abschnitt der Montagerustung handelt.
-
Das Spannglied ist geradlinig und mit S 5 bezeichnet. Das Vorspannen
erfolgt mittels der Presse P 5. Die Verwendung der Montagerüstung M 5 erfolgt ähnlich
wie bei den bisherigen Beispielen. Beim Vorbau über den Pfeiler hinaus wird
der
auskragende Teil des Montageträgers, der zum Abschnitt M 6 gehört, nicht gespannt.
Jedoch ist es auch möglich, daß der Brückenüberbau selbst abschnittsweise vorgespannt
wird.
-
Der Zusammenhang zwischen den einzelnen Bauabschnitten ergibt sich
im übrigen aus der Zeichnung selbst.
-
Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen wurde nur auf diejenigen
Spannglieder Bezug genqmmen, die zur Entlastung der Montagerüstungen notwendig sind.
Neben diesen können natürlich Spannglieder mit nachträglichem Verbund und beliebiger
Spanngliedführung in den Brückenquerschnitt eingebaut werden.
-
FUr diejenigen Spannglieder, die die Mol}tagerUstung ergänzen, ist
es aber sicher oft von Vorteil, wenn sie gerade geführt werden können.
-
Eine Möglichkeit dazu bietet sich, wenn der BrUckenquerschnitt als
Hohlquerschnitt nach Art der HP - Schalen ausgerührt wird (siehe Fig. 6 bis 6b).
Das hyperbolische Paraboloid hat bekanntlich die Eigenschaft, daß seine Erzeugenden
windschiefe Gerade sind, das heisst die BrUckenUberbauten sind umgekehrte Sattelflächen,
die nach oben durch die Fahrbahnplatte begrenzt sind.
-
Der HP - Überbau eignet sich gut für durchlauf ende Balkenbrücken.
Neben der Montagevorspannung ist bei ihnen stets eine zusätzliche Bewehrung über
den Stützen erforderlich.
-
In den RandSeldern durchlaufender Balken können auch ohne weiteres
halbe Sattelflächen mit der kleinsten Konstruktionshöhe an den Widerlagern verwendet
werden. Dadurch ist eine gute Anpassung an den Momentenverlauf möglich.
-
Einfelarige Balken haben den Nachteil, daß sie als HP-Überbau an der
Stelle des größten Biegemomentes die kleinste Konstruktionshöhe haben und ausserdem
die Hauptzugspannungen an den Lagern ungünstig beeinflußt werden.
-
Diese Nachteile können jedoch gemindert werden, wenn die Sattelfläche
nur einen geringen Stich erhält und zusätzhohe gekrümmte Spannglieder eingelegt
werden. In einem durch die Fahrbahnplatte nach oben abgeschlossenem HP-Überbau liegt
der Schwerpunkt des Querschnitts immer höher wie der Schwerpunkt der geraden Spannglieder,
so daß auf alle Fälle ein negatives Zusatzmoment längs des ganzen Balkens eingeleitet
wird.
-
Der HP-Überbau hat bei gekrümmten Brücken den Vorteil, daß eine im
Grundriß gerade Spanngliedführung möglich ist, die allerdings im Aufriß nach Fig.
1 gespannt und geführt werden muß. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Längsachse
(y) des HP-Überbaus so gekrümmt wird, daß die bogenäußere Verschneidung mit der
Fahrbahnebene (Ebene z = const) eine Gerade ist. (siehe Fig. 7)