DE19719409A1 - Support especially to carry magnetic trains - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tragelement entsprechend dem Oberbegriff des 1. Patentanspruches und ein Verfahren zum Herstellen eines Tragelements.The invention relates to a support element according to the preamble of 1. Claim and a method for producing a support element.
Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo Tragelemente, vorzugsweise Brücken mit geringem Eigengewicht, geringer Bauhöhe, ohne zusätzlichen Schalaufwand und ohne Leergerüst, bei geringen Investitionskosten, langer Stand zeit und hoher Sicherheit gegen den Versagenszustand sowie kurzen Bauzeiten und ohne Betonnachbehandlung erstellt werden müssen.The invention is applicable wherever support elements, preferably Bridges with a low weight, a low construction height, without additional ones Formwork and without scaffolding, with low investment costs, longer Service life and high security against the failure state as well as short Construction times and without concrete post-treatment must be created.
Allgemein sind als Tragelemente beispielsweise Stahlbeton- bzw.
Massivbrücken, Spannbetonbrücken, Stahlbrücken und Stahl-Beton-Ver
bundbrücken bekannt (F. Leonhardt, Vorlesung über Massivbau, Teil 6,
Springer-Verlag 1979, und Teil 5, Springer-Verlag 1986; K. H. Holst, Brücken
aus Stahlbeton und Spannbeton, Verlag Ernst & Sohn 1985). Diese
Brückenkonstruktionen haben folgende Nachteile:
Stahlbeton- bzw. Massivbrücken: hohes Eigengewicht, großer Schalaufwand
und damit lange Bauzeiten, Rißbildung durch Hydratation, Schwinden und
Kriechen des Betons, was Korrosion der Bewehrung zur Folge hat und damit
die Standzeiten sehr begrenzt, wobei auch die Spannweiten, bedingt durch
das Eigengewicht, begrenzt sind, die Betonoberfläche, die zum großen Teil
freiliegt, sehr schnell austrocknet, was wiederum erhöhtes Schwinden zur
Folge hat.In general, for example, reinforced concrete or solid bridges, prestressed concrete bridges, steel bridges and steel-concrete composite bridges are known as supporting elements (F. Leonhardt, lecture on solid construction, part 6, Springer-Verlag 1979, and part 5, Springer-Verlag 1986; KH Holst , Bridges made of reinforced concrete and prestressed concrete, Verlag Ernst & Sohn 1985). These bridge structures have the following disadvantages:
Reinforced concrete or solid bridges: high dead weight, high formwork costs and thus long construction times, crack formation due to hydration, shrinkage and creeping of the concrete, which results in corrosion of the reinforcement and thus the service life is very limited, whereby the span widths, due to the dead weight, are limited, the concrete surface, which is largely exposed, dries out very quickly, which in turn leads to increased shrinkage.
Auch Spannbetonbrücken haben durch ihr hohes Eigengewicht eine begrenzte Spannweite, wobei ein relativ hoher Aufwand bei der Herstellung vorhanden ist. Auch bei dieser Brückenart kommen Rißbildungen vor. Das Vorspannen gegen den erhärteten Beton ist ungenau und bringt Probleme beim Korrosionsschutz der Spannbewehrung mit sich.Due to their high weight, prestressed concrete bridges also have one limited span, with a relatively high effort in production is available. Cracking also occurs with this type of bridge. The Prestressing against the hardened concrete is imprecise and causes problems with the corrosion protection of the reinforcement.
Bei Stahlbrücken entsteht ein hoher Vorfertigungs- und Montageaufwand. Durch das schnelle Abkühlen des Werkstoffes besteht Vereisungsgefahr. Steel bridges require a lot of prefabrication and assembly. There is a risk of icing due to the rapid cooling of the material.
Insbesondere Korrosionsschutzmaßnahmen machen Stahlbrücken häufig teurer. Gleiches trifft bei Schallemissionsmaßnahmen , besonders bei Eisenbahnbrücken, zu.Corrosion protection measures in particular make steel bridges frequent expensive. The same applies to noise emission measures, especially Railway bridges, too.
Auch Stahl-Beton-Verbundbrücken können diese Nachteile nicht abstellen. Da diese feldweise betoniert werden müssen und die Längsverspannung fast ausschließlich durch Stützensenkung erzeugt werden kann, entstehen lange und lohnintensive Bauzeiten.Even steel-concrete composite bridges cannot overcome these disadvantages. Since these have to be concreted field by field and the longitudinal bracing can be generated almost exclusively by lowering the column long and wage-intensive construction times.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Tragelement zu entwickeln, das die die Nachteile des Standes der Technik beseitigt und bei geringem Eigengewicht gegenüber Massiv- und Spannbetonbrücken ohne zusätzlichen Schalungsaufwand, kostensparend, bei langer Standzeit und hoher Sicherheit herstellbar ist.It is therefore an object of the invention to develop a support element that the the disadvantages of the prior art are eliminated and at a low level Dead weight compared to solid and prestressed concrete bridges without additional formwork, cost-saving, with a long service life and high security can be produced.
Diese Aufgabe wird durch ein Tragelement, vorzugsweise eine Spannbett-Ver bundbrücke, nach den Merkmalen des 1. Patentanspruches gelöst.This task is carried out by a support element, preferably a fitted bed Ver Bundbrücke, solved according to the features of the first claim.
Die Herstellung des Tragelements erfolgt nach einem Verfahren entsprechend dem 9. Patentanspruch.The support element is produced using a method according to the 9th claim.
Unteransprüche geben die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wieder.Sub-claims reflect the advantageous embodiment of the invention.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht ein Tragelement, vorzugsweise eine Spannbett-Verbundbrücke, vor, die aus einer Stahl-Spannbeton-Konstruktion auf der Basis von Reibeverbund besteht, wobei zwischen nebeneinanderliegenden Hohlkörpern Querschotte angeordnet sind. Bei den Hohlkörpern handelt es sich vorzugsweise um dicke Rohre, die mit den Querschotten verschweißt sind, wobei die Querschotte in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen zu den Rohren angebracht sind. Die Montage kann in der Weise erfolgen, daß die Rohre zwischen den Brückenpfeilern zunächst aufgelegt und dann die Verbindung mit den Querschotten erfolgt.The solution according to the invention provides a support element, preferably one Fitted bed composite bridge, in front, made of a steel prestressed concrete construction on the basis of a friction composite, with between juxtaposed hollow bodies transverse bulkheads are arranged. Both Hollow bodies are preferably thick tubes that are connected to the Cross bulkheads are welded, the cross bulkheads in regular or irregular distances to the pipes are attached. The assembly can be done in such a way that the pipes between the bridge piers first hung up and then the connection with the transverse bulkheads.
Denkbar ist es aber auch, Querschotte und Rohre vor der Montage miteinander zu verbinden. But it is also conceivable to install transverse bulkheads and pipes before assembly connect with each other.
Als Verbindung zwischen Querschott und Hohlkörper ist es vorteilhaft, Schweißverbindungen zu wählen.As a connection between the transverse bulkhead and the hollow body, it is advantageous To choose welded joints.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß längs der Hohlkörper, die vorteilhafterweise als Rohre ausgeführt sind, Spanndrähte verlaufen, mit denen die Stahlkonstruktion vorgespannt werden kann. Die Spanndrähte sind je nach statischen Erfordernissen unter- bzw. oberhalb der Mittellinie der Hohlkörper anzuordnen. Bei der Anordnung der Spanndrähte sind auch gemischte Varianten möglich. Die Anzahl der Spanndrähte richtet sich danach, welche Kräfte aufgenommen werden müssen und welche Materialstärken und -qualitäten Verwendung finden sollen. Die Spanndrähte werden am jeweiligen Brückenende endverankert. Das Vorspannen erfolgt durch Freisetzen von Keilplatten nach Aushärten des Betons.The invention further provides that along the hollow body, the are advantageously designed as pipes, tension wires run with which the steel structure can be prestressed. The tension wires are below or above the center line depending on the structural requirements to arrange the hollow body. When arranging the tension wires are also mixed variants possible. The number of tension wires depends according to which forces have to be absorbed and which Material thicknesses and qualities should be used. The tension wires are anchored at the end of each bridge. The pretensioning takes place by releasing wedge plates after the concrete has hardened.
Weiterhin ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf schlaffe Bewehrungselemente zwischen und oberhalb der Hohlkörper bzw. Rohre angeordnet sind.Furthermore, the invention is characterized in that flaccid if necessary Reinforcement elements between and above the hollow body or pipes are arranged.
Den unteren Abschluß der Konstruktion bilden Schalungsprofile. Diese Schalungsprofile erhöhen die Stabilität der Stahlkonstruktion und bilden für den zu verfüllenden Beton eine untere Begrenzung.Formwork profiles form the bottom of the construction. This Formwork profiles increase the stability of the steel structure and form for the concrete to be filled has a lower limit.
Die Montage der Stahlkonstruktion kann sowohl in Brückenendposition als auch an einem anderen Ort erfolgen.The assembly of the steel structure can be in the bridge end position as well also take place at another location.
Nachdem die Stahlkonstruktion montiert ist, erfolgt ein Vorspannen der Stahlkonstruktion. Vorteilhaft ist es, die Stahlkonstruktion, sofern sie auf zwei Trägern ruht, nach dem Prinzip des Langer'schen Balkens in den Brückenendpositionen vorzuspannen.After the steel structure has been installed, the is pre-stressed Steel construction. It is advantageous to use the steel structure, provided that it is on two Carriers rests on the principle of the Langer 's beam in the Preload bridge end positions.
Beim Träger auf zwei Stützen treten die Biegezugspannungen immer am unteren Querschnittsrand auf. Beim Träger auf drei Stützen treten sie jedoch über der mittleren Stütze am oberen Querschnittsrand auf. Also muß hier die Spannbewehrung auch am oberen Rand verlaufen. Ein für die Gesamtanordnung wesentlicher Punkt ist nun, daß die Verspannung eines Sprengwerkes (Langer'scher Balken ist nur ein Repräsentant für den Träger auf zwei Stützen) die Spannglieder genau an derselben Stelle führt, wie sie für die optimale Spanngliedführung im Spannbetonträger erforderlich sind.The bending tensile stresses always occur on the beam on two supports lower cross-sectional edge. However, they occur on the support on three supports above the middle column at the upper cross-sectional edge. So here it must be Prestressing reinforcement also runs along the upper edge. One for them Overall arrangement essential point is that the bracing of a Explosive device (Langer's bar is only a representative for the wearer on two supports) guides the tendons in exactly the same place as they are required for optimal tendon guidance in the prestressed concrete beam.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die Räume zwischen den Hohlkörpern bzw. Rohren und den Schalungsprofilen mit Beton verfüllt werden.Another feature of the invention is that the spaces between the Hollow bodies or pipes and the formwork profiles filled with concrete will.
Vorteilhaft ist es, dieses Verfüllen mit Beton mittels Betonpumpe vorzunehmen, erforderlichenfalls kann ein Verdichten des Frischbetons mittels Außenrüttler oder Vibrationskörper erfolgen, welcher an der Schalaußenhaut befestigt wird, wobei das Verfüllen vorzugsweise in Feldmitte, d. h. in der Mitte zwischen zwei Auflagern (Stützen), begonnen werden sollte, falls die statische Berechnung keine andere Betonierabfolge fordert.It is advantageous to fill this with concrete using a concrete pump If necessary, the fresh concrete can be compacted by means of external vibrators or vibrating bodies, which on the Shell outer skin is attached, the filling preferably in Field center, d. H. started in the middle between two supports (supports) should be, if the static calculation is no other concreting sequence demands.
An den Hohlkörpern bzw. Stahlrohren kann Wasser durch jeweils ein angeschweißtes Einlauf- bzw. Auslaufventil am jeweiligen Rohrende in den dichtgeschweißten Hohlraum desselben eingeleitet werden. Durch das Einleiten von Wasser kann ein Voreinstellen zusätzlicher Verkehrslasten oder ein Abgleichen unterschiedlicher Temperaturausdehnungen beim Einsetzen des Hydratationsvorganges erfolgen.On the hollow bodies or steel pipes, water can pass through welded inlet or outlet valve at the respective pipe end in the tightly welded cavity of the same. By the Introducing water can preset additional traffic loads or a comparison of different temperature expansions at The hydration process begins.
Nach Aushärten des Betons kann die Endverankerung der Spanndrähte am jeweiligen Trägerende gelöst werden, da die Zugkräfte im Spanndraht durch die Kontraktion als Druckkräfte in den Beton übertragen werden. Damit ist die Grundidee des Spannbetonbaus immer da, wo Betonquerschnitte aus äußeren Lasten Biegezugspannungen auftreten, den Querschnitt durch Vorspannung zu überdrücken, erfüllt.After the concrete has hardened, the end anchoring of the tensioning wires on the each end of the beam can be solved because the tensile forces in the tension wire the contraction is transmitted into the concrete as compressive forces. So that is the basic idea of prestressed concrete construction is wherever concrete cross-sections are made external loads bending tensile stresses occur through the cross section Overpressing pre-tension fulfilled.
Die aus aus der resultierenden Gesamtanordnung entstehende Tragwirkung ist als verbesserte Hohlplatte oder Zellenkasten zu betrachten.The load-bearing capacity resulting from the resulting overall arrangement is to be regarded as an improved hollow plate or cell box.
Es besteht natürlich jede erdenkliche Varianz in der Formgebung der Hohlkörper und der Schalungsprofile, so daß sämtliche anderen Tragwerksformen, wie Plattenbalken, Hohlkasten und Stabbögen, entstehen. Ebenso kann die Tragwirkung erst einmal quer zur Haupttragrichtung zwischen Hauptträgern derselben Bauweise erfolgen. There is of course every conceivable variance in the shape of the Hollow body and the formwork profiles, so that everyone else Structural shapes such as slab beams, box girders and arched arches are created. Likewise, the load-bearing capacity can initially be transverse to the main direction of load between main beams of the same construction.
Das erfindungsgemäße Tragelement hat ein geringes Eigengewicht, geringe Bauhöhe, benötigt keinen zusätzlichen Schalaufwand, keine Leergerüste, womit geringe Investitionskosten und geringe Unterhaltskosten verbunden sind, wobei sich die Standzeit erhöht und eine höhere Sicherheit gegen den Versagungszustand bei kürzeren Bauzeiten gewährleistet ist. Eine Betonnachbehandlung muß nicht erfolgen, da die Betonaußenflächen nicht austrocknen können, was einen Wegfall der Rißbildung zur Folge hat.The support element according to the invention has a low weight, low Construction height, requires no additional formwork, no empty scaffolding, which is associated with low investment costs and low maintenance costs are, whereby the service life increases and a higher security against the Failure is guaranteed with shorter construction times. A Post-treatment of the concrete does not have to take place, since the concrete outer surfaces do not can dry out, which results in the elimination of cracking.
Im folgenden soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und 4 Figuren näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:In the following, the invention will be based on an embodiment and 4 figures are explained in more detail. The figures show:
Fig. 1 Stahlrohre mittels eingeschweißter Querschotte verbunden, Fig. 1 by means of steel tubes welded transverse bulkheads connected,
Fig. 2 Stahlrohre mit Querschotten und eingelegten Spanndrähten, Schalungsprofil und einer schlaffen Bewehrung, Fig. 2 Steel tubes having transverse bulkheads and pickled tension wires, formwork profile and a prestressed reinforcement,
Fig. 3 Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Spannbett-Ver bundbrücke Fig. 3 longitudinal section through the fitted bed Ver bridge bridge according to the invention
Fig. 4 Querschnitt durch die erfindungsgemäße Spannbett-Verbund brücke mit eingebrachtem Beton. Fig. 4 cross section through the fitted bed composite bridge according to the invention with introduced concrete.
Die in Fig. 1 dargestellten Stahlrohre 1 sind in gleichen Abständen zueinander angeordnet und mittels Schweißnaht mit den Querschotten 2 verbunden, die in Abständen längs der Stahlrohre 1 angeordnet sind. Entlang der Stahlrohre 1 und in gleichem Abstand zu den Stahlrohren verlaufen, wie aus Fig. 2 zu ersehen, Spanndrähte 3, die mit der Ankerplatte für Keilanker mit konischer Bohrung an den Brückenenden verbindbar sind. Die Stahlrohre 1 wurden einzeln zwischen die Lager aufgelegt und vor Ort mit den Querschotten 2 verschweißt. Die schlaffe Bewehrung in Form von verbogenen Bügeln wird mit Abstandhaltern auf die Stahlkonstruktion abgelegt und mittels Rödeldraht an der Längsbewehrung befestigt. Danach erfolgt das Einfädeln der Spann-Bewehrung, d. h., die Spanndrähte 3 werden mittels Schablone in der Lage zueinander fixiert und mit Keilverankerung am jeweiligen Trägerende befestigt (Fig. 3). Das Schalungsprofil 5 hat die Aufgabe, die aus Stahlrohren 1 und Querschotte 2 bestehende Stahlkonstruktion nach unten abzudichten und die unmittelbare Belastung aus dem Frischbeton aufzunehmen und mitzutragen. Die Querschotte 2 haben im vorliegenden Beispiel einen Längsabstand von 3 m. Oberhalb der Stahlrohre 1 wird in die Konstruktion die Querbewehrung 4 eingebracht. Wie Fig. 3 zeigt, verlaufen die Spanndrähte 3 in den Randelementen schräg nach oben, was ein Verspannen, insbesondere des mittleren Bereiches, nach oben bewirkt.The steel pipe 1 shown in Fig. 1 are arranged at equal distances from one another and connected by means of welding to the transverse bulkheads 2, which are arranged at intervals along the steel pipes 1. Along the steel tubes 1 and at the same distance from the steel tubes, as can be seen from FIG. 2, are tension wires 3 which can be connected to the anchor plate for wedge anchors with a conical bore at the bridge ends. The steel tubes 1 were placed individually between the bearings and welded to the transverse bulkheads 2 on site. The slack reinforcement in the form of bent brackets is placed on the steel structure with spacers and fastened to the longitudinal reinforcement by means of tubular wire. The prestressing reinforcement is then threaded in, ie the prestressing wires 3 are fixed in position with respect to one another by means of a template and fastened to the respective end of the beam with wedge anchoring ( FIG. 3). The formwork profile 5 has the task of sealing the steel structure consisting of steel pipes 1 and transverse bulkheads 2 downwards and absorbing and carrying the immediate load from the fresh concrete. The transverse bulkheads 2 have a longitudinal distance of 3 m in the present example. The transverse reinforcement 4 is introduced into the structure above the steel pipes 1 . As shown in FIG. 3, the tensioning wires 3 run obliquely upwards in the edge elements, which causes a tensioning, in particular of the middle region, upwards.
Die Rohre 1 werden mittels Spanndrähten 3, welche üblicherweise sonst als Spannbewehrung im Spannbett für Vorspannung mit sofortigem Verbund bei Spannbeton-Fertigteilen eingesetzt werden, als Langer'scher Balken unterspannt. Das Stahlrohr 1 mit Querschott 2 wird nun zum ungleich biegesteiferen Schalungsträger. Nachdem die Vorspannung erfolgt ist, kann durch jeweils eingeschweißte Einlauf- und Auslaufventile am jeweiligen Stahlrohrende Wasser in den dichtgeschweißten Hohlraum der Stahlrohre leingeleitet werden. Das hat den Vorteil, daß damit die Voreinstellung der Vorspannung erleichtert werden kann. Das Wasser wird nach Aushärten des Betons 10 wieder abgelassen. Nachdem die Stahlrohre 1 über die Spanndrähte 3 verspannt sind, kann zwischen ihnen in die Schalungsprofile 5 Beton 10 eingefüllt werden. Das Einfüllen des Betons 10 erfolgt mittels Betonpumpe von der Mitte zwischen zwei Auflegern (Stützen) aus. Der Beton wird mittels Vibrationskörpern, welche an der Schalenaußenhaut befestigt sind, eingerüttelt bzw. mit Flachrüttlern verdichtet. Durch das Einbringen des Frischbetons erhöhen sich die Zugkräfte in den Stahldrähten 3. Die Stahldrähte 3 sind als gerippte Stahldrähte ausgeführt, was zur Folge hat, daß höherer Verbund zwischen dem erhärteten Beton 10 und den Spanndrähten 3 herrscht.The tubes 1 are under tensioned by means of tensioning wires 3 , which are otherwise usually used as prestressing reinforcement in the prestressing bed for prestressing with immediate connection in prefabricated prestressed concrete parts, as a Langer beam. The steel pipe 1 with transverse bulkhead 2 now becomes a formwork beam that is unequally rigid. After the pretensioning has taken place, water can be introduced into the tightly welded hollow space of the steel tubes through welded inlet and outlet valves at the respective steel tube end. This has the advantage that the presetting of the pretension can thereby be facilitated. The water is drained again after the concrete 10 has hardened. After the steel tubes 1 are braced over the tensioning wires 3 , 5 concrete 10 can be filled between them into the formwork profiles. The concrete 10 is filled in by means of a concrete pump from the middle between two supports (supports). The concrete is vibrated by means of vibrating bodies, which are attached to the outer shell of the shell, or compacted with flat vibrators. The introduction of fresh concrete increases the tensile forces in the steel wires 3 . The steel wires 3 are designed as ribbed steel wires, with the result that there is a higher bond between the hardened concrete 10 and the tension wires 3 .
Nach Aushärten des Betons 10 werden die Endverankerungen der Spanndrähte 3 am jeweiligen Tägerende gelöst, so daß die Zugkräfte im Spanndraht 3 durch die Kontraktion als Druckkräfte in den Beton 10 übertragen werden. Die Oberfläche der Konstruktion muß in geeigneter Weise unmittelbar nach Betonieren abgedeckt werden 9.After the concrete 10 has hardened, the end anchors of the tensioning wires 3 are released at the respective end of the girder, so that the tensile forces in the tensioning wire 3 are transmitted as compressive forces into the concrete 10 by the contraction. The surface of the structure must be covered in a suitable manner immediately after concreting 9 .
Claims (17)
- - Querschotte (2) zwischen nebeneinanderliegenden Hohlkörpern (1),
- - Spanndrähte (3) zwischen und längs der Hohlkörper (1) verlaufend,
- - Bewehrungselemente (4) zwischen und oberhalb der Hohlkörper (1) angeordnet sind, wobei
- - Schalungsprofile (5) den unteren Abschluß der Konstruktion bilden, und
- - die Räume zwischen den Hohlkörpern (1) und den Schalungsprofilen (5) verfüllt sind.
- - transverse bulkhead ( 2 ) between adjacent hollow bodies ( 1 ),
- - tensioning wires ( 3 ) running between and along the hollow body ( 1 ),
- - Reinforcing elements ( 4 ) are arranged between and above the hollow body ( 1 ), wherein
- - Formwork profiles ( 5 ) form the lower end of the construction, and
- - The spaces between the hollow bodies ( 1 ) and the formwork profiles ( 5 ) are filled.
- - Hohlkörper untereinander mittels Querschotte verbunden,
- - zwischen den Hohlkörpern Spanndrähte, schlaffe Bewehrung und Schalungsprofile eingebracht werden,
- - die Stahlkonstruktion mittels in der Stahlkonstruktion vorhandener Spanndrähte vorgespannt wird,
- - die Zwischenräume zwischen Hohlkörper und Schalungsprofil verfüllt werden und
- - nach Aushärten der Verfüllmasse die Spanndrähte von ihren Endverankerungspunkten gelöst werden.
- Hollow bodies connected to one another by means of transverse bulkheads,
- - tension wires, slack reinforcement and formwork profiles are inserted between the hollow bodies,
- the steel structure is prestressed by means of tension wires present in the steel structure,
- - The gaps between the hollow body and the formwork profile are filled and
- - After the filling compound has hardened, the tension wires are loosened from their end anchoring points.
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