DE19519806A1 - Pfeiler aus vorgefertigten Bauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pfeiler, vor­ zugsweise für den Brückenbau, aus einem vorgefer­ tigten Bauelement

Die Pfeiler von Bauwerken, insbesondere Brücken, werden bekanntlich aus Stahl oder armiertem Beton hergestellt, die als Baustoffe jedoch vergleichs­ weise teuer sind. Im Falle des Stahls wirkt sich der hohe Werkstoffpreis, bei Beton die aufwendigen, manuellen Arbeiten zur Erstellung der Schalung, wenn der Pfeiler an Ort und Stelle zu gießen ist, auf die Baukosten aus. Weiterhin sind preisgünstige Fertigteile aus Beton und armiertem Beton bekannt, die vorwiegend bei der Erstellung von Gebäuden ver­ wendet werden. Zum Bau größerer Pfeiler sind sie jedoch unbekannt, da eine große Zahl im Vergleich zum Pfeiler kleiner Bauteile zusammenzusetzen wäre, so daß die Verwendung vorproduzierter Bauteile kaum Vorteile brächte. Ein derartiger Pfeiler erfordert darüber hinaus eine regelmäßige Wartung der Verbin­ dungen und Abdichtungen der Elemente. Fertigbeton­ teile, deren Dimensionen dem Querschnitt größerer Pfeiler entsprechen, sind aufgrund ihres Gewichtes von gewöhnlichen Baumaschinen nicht handhabbar, und es bestehen zudem Probleme bei ihrer Herstellung. Schließlich sind Bauelemente aus Porenbeton be­ kannt, die bisher jedoch nur in geringem Maße zu tragenden Zwecken eingesetzt werden.

Davon ausgehend hat sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen Pfeiler aus vorgefertigten Bauele­ menten anzugeben, deren Gewicht so gering ist, daß sie von handelsüblichen Baumaschinen handhabbar sind, die sich mit geringem Aufwand zu einem Pfei­ ler zusammensetzen lassen und deren Ausmaße so groß sind, daß ein Pfeiler aus wenigen Elementen zusam­ mengesetzt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere Bauelemente aufeinander gestapelt sind, die Außenmaße aufeinander gestapelter Bauelemente in horizontaler Richtung mit den Pfeileraußenmaßen übereinstimmen, das Bauelement aus Porenbeton be­ steht und die gestapelten Bauelemente durch eine Mörtelschicht verbunden sind.

Der vorgeschlagene Pfeiler besteht aus Bauelemen­ ten, deren Ober- und Unterseite so ausgeführt sind, daß gleichartige Elemente aufeinander stapelbar sind, d. h. die Oberflächen sind im einfachsten Fall eben und zueinander parallel. Die Außenmaße der ge­ stapelten Bauelemente stimmen in horizontaler Rich­ tung mit den Außenmaßen des Pfeilers überein, so daß ein Pfeiler aus einer einzelnen Reihe überein­ ander gestapelter Elemente besteht. Dabei sind be­ liebige Pfeilerquerschnitte möglich, etwa solche in rechteckiger, runder, gewinkelter oder H-förmiger Gestalt, wenn das Bauelement die entsprechende Form aufweist. Ihre Verbindung untereinander erfolgt durch Mörtelschichten, die zur Aufnahme hoher Druckbelastungen vorzugsweise als Dünnbettschichten ausgeführt sind. Der Werkstoff des Bauelementes ist Porenbeton.

Der erfindungsgemäße Pfeiler besitzt den Vorteil, daß er sehr preisgünstig herzustellen ist, da auf der Baustelle nur wenige industriell zu fertigende Elemente zusammenzusetzen sind. Der eigentliche Bauvorgang ist einfach, denn die Elemente brauchen nur auf die verbindende Mörtelschicht aufgelegt werden. Trotz der Größe, die durch den Pfeilerquer­ schnitt gegeben ist, sind die Bauelemente aufgrund der geringen Werkstoffdichte leicht und mit ge­ bräuchlichen Maschinen handhabbar. Mit Ausnahme von extrem belasteten Brücken bietet der Werkstoff eine ausreichende Tragfähigkeit, wenn der Pfeilerquer­ schnitt entsprechend gewählt ist, wobei das be­ währte Material Porenbeton auch für große Pfeiler­ querschnitte eine unproblematische Herstellung der Bauelemente ermöglicht. Der Wartungsaufwand des Pfeilers ist im Vergleich zu einem Pfeiler aus Stahlbeton gering, da die Belastbarkeit nicht von der Spannung einer Armierung abhängig ist.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Bauele­ ment mit einher feuchtigkeitsabweisenden Oberflä­ chenbeschichtung versehen. Sie schützt den Porenbe­ ton, der aufgrund seiner Struktur Wasser aufnehmen kann, vor Witterungseinflüssen. Geeignet ist eine Beschichtung, die eine Dampfdiffusion zuläßt, damit eingedrungenes Wasser verdunsten kann. Bei Elemen­ ten, die ständig der Nässe ausgesetzt sind, z. B. wenn sie teilweise vom Erdboden umgeben sind, ist zum Schutz eine wasserdichte, seitliche Hülle vor­ teilhaft. In einer weiteren Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß das unterste Bauelement eines Pfeilers auf einer wasserdichten Mörtelschicht ruht, so daß ein Eindringen der Feuchtigkeit von unten verhin­ dert wird.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das Bauelement mit einer Armierung versehen ist. Sie erhöht seine Sta­ bilität und schützt es insbesondere vor Beschädi­ gungen beim Transport und beim Aufbau des Pfeilers. Auch wenn das Element mit einem äußeren Schutz ge­ gen Feuchtigkeit versehen sein sollte, ist eine feuchtigkeitsbeständige Armierung zweckmäßig, damit bei Beschädigung keine Korrosion auftritt.

Das beschriebene Element ist für Pfeiler geeignet, die eine geringe Bauhöhe aufweisen und ausschließ­ lich Druckbelastungen aufnehmen müssen, wie es z. B. der Fall ist, wenn eine Nebenstraße einen Bachlauf überquert. Für größere Bauhöhen und hohe Belastun­ gen ist es erforderlich, daß der Pfeiler auch Zug- und Biegebelastungen aufnimmt. Ein geeignetes Bau­ element ist in vertikaler Richtung von einem oder mehreren Hohlzylindern durchzogen, die mit armier­ tem Beton ausgefüllt sind. Ein Betonzylinder ver­ läuft durch den gesamten Pfeiler, ist in der Lage, die Zug- und Biegebelastungen aufzunehmen und durch Ausgießen des Hohlzylinders im Pfeiler herstellbar und damit preiswert, weil keine Schalungsarbeiten erforderlich sind.

In einer Weiterbildung weist das Bauelement auf seiner Ober- und Unterseite zueinander etwa spie­ gelbildliche Aussparungen auf. Eine Paßfeder, die vorzugsweise aus Beton besteht, in den Aussparungen verbindet die gestapelten Elemente. Auf diese Weise sind sie gegen eine seitliche Verschiebung ge­ schützt und der Pfeiler kann auch Torsionskräfte aufnehmen, wenn die Aussparungen so angeordnet sind, daß die Federn eine Rotation der Bauelemente relativ zueinander um die Pfeilerachse verhindern.

Weiterhin wird ein Abschlußelement, das vorzugs­ weise aus Stahl besteht, mit einer Grundplatte vor­ geschlagen, auf der ein Lager oder Elemente zu sei­ ner Aufnahme befestigt sind. Das Lager nimmt die Last der Bauteile auf, die auf dem Pfeiler ruhen. Die Grundplatte des Abschlußelementes, die der Oberseite des Pfeilers weitgehend parallel ist, verteilt die Last über die Oberfläche des obersten Bauelementes, so daß eine zu hohe lokale Belastung vermieden wird. Vorteilhaft ist eine aufgerauhte Unterseite der Grundplatte, die eine Verbindung zwischen Abschlußelement und oberstem Bauelement mit einer Mörtelschicht ermöglicht.

Bei einem zweckmäßigen Verfahren für den Bau eines Pfeilers wird zunächst auf herkömmliche Weise ein Fundament für das unterste Bauelement hergestellt. Die Oberseite des Fundamentes wird mit Mörtel be­ schichtet, der vorzugsweise wasserundurchlässig ist, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in das un­ terste Bauelement zu vermeiden. Auf die Mörtel­ schicht wird das unterste Bauelement aufgelegt, seine Oberseite mit Mörtel, vorzugsweise Dünnbett­ mörtel, beschichtet und gegebenenfalls Paßfedern in die Aussparungen auf der Elementoberseite einge­ legt. Auf die beschriebene Weise werden weitere Elemente aufgesetzt, bis die vorgesehene Pfeiler­ höhe erreicht ist. Soweit Hohlzylinder im Pfeiler vorhanden sind, werden Stahlarmierungen eingesetzt und die Zylinder mit Beton ausgegossen. Sind Ele­ mente ständig der Feuchtigkeit ausgesetzt, werden sie mit einer Schutzhülle gegen Nässe umgeben. Ge­ gebenenfalls wird die Oberseite des Pfeilers mit Mörtel beschichtet und das Abschlußelement mit sei­ ner Grundplatte aufgelegt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu­ tert wird.

Die Zeichnung zeigt in prinzipienhafter Darstellung die Bereiche des Fundamentes und des oberen Ab­ schlusses des Pfeilers in einer Schnittdarstellung.

Der Pfeiler besteht aus aufeinander gestapelten Bauelementen (1) aus massivem Porenbeton, die zur Verstärkung mit einer Armierung (2) versehen sind. Er steht auf einem Fundament (3), dessen Oberseite mit einer wasserdichten Mörtelschicht (4) versehen ist, auf der das unterste Bauelement (1) ruht. Un­ tereinander sind die Elemente durch Mörtelschichten (5), vorzugsweise Dünnbettschichten, verbunden.

Eine wasserdichte Hülle (6) schützt das unterste Bauelement gegen Feuchtigkeit, die aus dem umgeben­ den Erdreich (7) in den Pfeiler eindringt, während die Außenseiten der Elemente mit einer Wasser ab­ weisenden Oberflächenbeschichtung (9) versehen sind. Ein mit armiertem Beton ausgefüllter Hohlzy­ linder (8) durchzieht den gesamten Pfeiler und nimmt Biege- sowie Zugbelastungen auf. Auf dem obersten Bauelement (1) liegt, verbunden mit einer Mörtelschicht (5), ein Abschlußelement (10) auf. Die Grundplatte (11) des Abschlußelementes (10) verteilt die aufliegende Last, beispielsweise einer Brücke, gleichmäßig über die Oberseite des letzten Bauelementes, so daß unzulässig hohe lokale Bela­ stungen vermieden werden, die den Pfeiler beschädi­ gen könnten.

Claims (10)

1. Pfeiler, vorzugsweise für den Brückenbau, aus einem vorgefertigten Bauelement, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - mehrere Bauelemente (1) aufeinander gestapelt sind,
• - die Außenmaße aufeinander gestapelter Bauelemente (1) in horizontaler Richtung mit den Pfeileraußen­ maßen übereinstimmen,
• - das Bauelement (1) aus Porenbeton besteht und
• - die gestapelten Bauelemente (1) durch eine Mör­ telschicht (5) verbunden sind.

3. Pfeiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine wasserdichte Hülle (6) das Bau­ element (1) seitlich umgibt.

4. Pfeiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das unterste Bauelement (1) des Pfeilers auf einer wasserdichten Mörtel­ schicht (4) ruht.

5. Pfeiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) mit einer Armierung (2) versehen ist.

6. Pfeiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (2) feuchtigkeitsbeständig ist.

7. Pfeiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlzylinder (8), der mit armiertem Beton ausgefüllt ist, die Bauele­ mente (1) in vertikaler Richtung durchzieht.

8. Pfeiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) auf seiner Ober- und Unterseite zueinander etwa spie­ gelbildliche Aussparungen aufweist, die zwischen gestapelten Elementen mit einer Paßfeder ausgefüllt sind.

9. Pfeiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschlußelement (10) mit einer der Oberseite des Bauelementes weit­ gehend parallelen Grundplatte (11), auf der ein La­ ger oder Elemente zu seiner Aufnahme befestigt sind, den Pfeiler nach oben abschließt.

10. Pfeiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Unterseite der Grundplatte (11) des Abschlußelementes (10) aufgerauht ist.

11. Verfahren für den Bau eines Pfeilers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende verfahrensschritte:

• - Herstellung eines Fundamentes (3) für das unter­ ste Bauelement (1) auf bekannte Weise,
• - Beschichten der Fundamentoberseite mit vorzugs­ weise wasserdichtem Mörtel,
• - Auflegen eines Bauelementes (1),
• - Beschichten der Oberseite des Bauelementes (1) mit Mörtel und gegebenenfalls Einlegen von Paßfe­ dern in die Aussparungen,
• - Aufsetzen weiterer Bauelemente (1) auf die be­ schriebene Weise, bis die vorgesehene Pfeilerhöhe erreicht ist,
• - soweit vorhanden Ausfüllen der Hohlzylinder (8) des Pfeilers mit armiertem Beton,
• - falls nötig seitliches Abdichten von Elementen mit einer wasserdichten Hülle (6) gegen Nässe,
• - gegebenenfalls Auflegen eines Abschlußelementes (10) mit der Grundplatte (11) auf die mit Mörtel beschichtete Oberseite des Pfeilers.