DE19962608A1

DE19962608A1 - Querträger für WIB-Überbauten und Verfahren zu deren Einbau

Info

Publication number: DE19962608A1
Application number: DE1999162608
Authority: DE
Inventors: Reinhard Mueller; Matthias Dittmann
Original assignee: IBB INGENIEUR BRUECKEN und TIE
Current assignee: Dittmann Matthias 01099 Dresden De; Dittmann Matthias De; DB Bahnbau Gruppe GmbH
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: DE19962608C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten, namentlich von Eisenbahnbrücken. Die bisher eingesetzten Verfahren benötigen Hilfsunterstützungen, an die hohe Anforderungen gestellt werden müssen, da sie die gesamte Last der in Beton eingegossenen Längsträger sowie der Querträger aufnehmen müssen. Die Erfindung stellt dementsprechend ein Verfahren zur Verfügung, daß die Anforderungen an die Belastbarkeit der Hilfsunterstützungen wesentlich verringern oder ganz auf derartige Hilfsunterstützungen verzichten kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zuerst die Querträger hergestellt und die Längsträger über die Querträger auf die Lager aufgelagert, bevor die Längsträger mit Beton ausgegossen werden. Eine bevorzugte Variante dieses Verfahrens umfaßt folgende Schritte: (a) Auflagern vorgefertigter Betonträger in den Lagerbereichen quer zur Längsachse des Überbaus auf Lager, die sich auf dem Unterbau befinden; (b) Auflegen der Längsträger auf die Querträger; (c) Einschalung der Längsträger; (d) Ausgießen der Schalung mit Beton und (e) Entfernung der Schalung. Die eingesetzten Querträger werden vorzugsweise als Fertigteile gefertigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten, de ren Tragwerke als Walzträger in Beton (WIB) ausgeführt werden.

WIB-Überbauten sind Tragwerke mit vergleichsweise geringerer Bauhöhe ge genüber solchen, die mit Stahlbeton ausgeführt sind; allerdings sind sie ko stenintensiver.

Üblicherweise geht es um die Tragwerke von Eisenbahnbrücken, die als Ein feldträger Stützweiten von bevorzugt max. 25 m aufweisen und als Durchlauf träger bis zu einer Gesamtlänge, die ohne Ausbildung eines biegesteifen Stoßes der Träger möglich ist, sowohl eingleisig als auch mehrgleisig ausgeführt wer den. Die Berechnung und bauliche Durchbildung richtet sich nach dem Vor schriftenwerk der Deutschen Bahn AG, hier DS 804 mit zugehörigen Regel zeichnungen nach DS 804.9010.

Nachstehend werden derartige Tragwerke unter Bezug auf die Fig. 1 bis 3 er läutert. Fig. 1 und 2 zeigen Längsträger 1, die in Beton 2 eingegossen sind, wo durch der WIB-Träger entsteht. Dabei zeigt Fig. 1 den aufgelagerten WIB- Träger im Längsschnitt, während Fig. 2 diesen im Querschnitt in Überbaumitte zeigt. Der WIB-Träger, der mehrere Längsträger 1 zusammenfaßt, ist über End querträger 3.1 (EQT) auf Lagern 4 abgesetzt. Zur Errichtung des WIB-Überbaus sind Hilfsunterstützungen 5 erforderlich. Gleiches gilt, wenn, wie in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt, zur Errichtung von WIB-Überbauten neben Endquer trägern 3.1 Mittelquerträger 3.2 vorgesehen sind.

Die Tragwirkung längs dieser Tragwerke entsteht als Verbundwirkung Längs träger (HE-B bzw. HE-M bis 1.000 mm) und Beton; die Tragwirkung quer fußt auf einer Stahlbewehrung und Beton, wobei die Stäbe der unteren Querbeweh rung durch Löcher in die Stege der Stahlträger geführt sind.

Bei der Herstellung von WIB-Überbauten werden bisher folgende Verfahren eingesetzt:

A) Fertigung als Träger auf zwei oder mehr Stützen;
B) Fertigung vollflächig aufliegend;
C) Fertigung vor Ort und
D) Fertigung als Fertigteil neben der Einbaustelle.

Von diesen Verfahren wird das Verfahren (A), bei dem der Träger auf zwei oder mehr Stützen gefertigt wird, bevorzugt. Dieses Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte:

a) Auflegen der Längsträger 1 auf die Hilfsunterstützungen 5;
b) Einbauen der Querbewehrung und der übrigen schlaffen Bewehrung;
c) Herstellen der (angehängten) seitlichen Schalung und der Schalung des Endquerträgers 3.1, dabei wird die Unterseite mit Faserzementplatten (als ver lorene Schalung) eingeschalt;
d) Einbauen des Betons und
e) Ausschalen, Absenken der Hilfsunterstützungen und Absenken des WIB- Trägers auf die Lager 4 mittels eines Krans.

Die Hilfsunterstützungen müssen den maßhaltigen Einbau der Träger garantie ren; hierfür müssen sie unter Berücksichtigung der Eigenlast des Überbaus ein schließlich aller Hilfskonstruktionen sicher gegründet sein, zudem ist üblicher weise ein Absenken zu gewährleisten.

Beispiele für die Gründung von Hilfsunterstützungen 5 sind in den Fig. 4 bis 7 dargestellt. Fig. 4 zeigt den WIB-Träger, der aus in Beton 2 eingegossenen Längsquerträgern 1 besteht, sowie einen Endquerträger 3.1, wobei der WIB- Träger auf einer Hilfsunterstützung 5 aufliegt, die auf einer Auflagerbank 7 des Unterbaus 6 ruht, auf der nach dem Entfernen der Hilfsunterstützungen und dem Absenken des WIB-Überbaus auch der WIB-Überbau selbst ruht. In Fig. 5 ruht die Hilfsunterstützung 5 auf Stahlträgern 8, die in den Unterbau 6 einbeto niert sind. Das hat zur Folge, daß nach dem Entfernen der Hilfsunterstützun gen 5 und dem Ablagern des WIB-Überbaus auf den Lagern 4 des Unterbaus 6 die Stahlträger 8 entfernt und die verbleibenden Aussparungen, in den sich die se Stahlträger 8 befanden, verschlossen werden müssen, wodurch eine unre gelmäßige Oberfläche des Unterbaus 6 entsteht. In Fig. 6 ist eine Variante dar gestellt, bei der die Hilfsunterstützung 5 auf einen speziell für diesen Zweck geschaffenen Widerlagervorsprung 9 des Unterbaus 6 ruht, während in Fig. 7 die Hilfsunterstützung 5 auf einer gesonderten Gründung 10 ruht.

Die Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten, zu deren Errichtung Hilfs konstruktionen notwendig sind, weisen mehrere, schwerwiegende Nachteile auf: Das technisch notwendig Traggerüst muß beschafft, aufgebaut, vorgehal ten, unter der Brücke dann abgebaut und abtransportiert werden. Neben den damit verbundenen hohen Kosten zeigt die Erfahrung, daß gerade im Bauzu stand mit Traggerüsten ein hohes Unfallrisiko besteht (Anfahren an die Tragge rüste, Versagen des Baugrundes usw.). Außerdem ist für das Traggerüst eine der jeweiligen Situation angepaßte Gründung zwingend erforderlich. Weiterhin muß das Traggerüst gegebenenfalls mit Absenkmechanismen versehen werden. Die Teilunterflächen der WIB-Träger, mit denen sie auf dem Traggerüst auflie gen, sind hinsichtlich von Verletzungen des Korrosionsschutzes besonders zu behandeln. Der Schal- und Ausschalvorgang auf der Auflagerbank und im Be reich der sogenannten Kammermauer ist durch die dort beengten Verhältnisse sehr aufwendig und letztlich ist auch die Sicherung der Betonqualität im Be reich des Endquerträgers unter den Unterflanschen der WIB-Träger (besonders bei hohen Trägern) schwierig.

Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Dabei steht die Aufgabe, ein Verfah ren zur Errichtung von WIB-Überbauten zu finden, daß die Belastungsanforde rungen an die Hilfsunterstützungen deutlich verringert oder ganz auf derartige Hilfsunterstützungen verzichtet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von WIB-Überbauten, die mehrere Walzstahlträger in Längsachse des Überbaus als Längsträger, welche in Beton eingegossen sind, Querträger und mindestens zwei Lagerbereiche umfassen, wobei die in Beton eingegossenen Längsträger zusammen einen Träger des Überbaus bilden, gelöst, in dem zuerst der Quer träger hergestellt wird und die Längsträger über die Querträger auf die Lager aufgelagert werden, bevor die Längsträger mit Beton ausgegossen werden. Das Verfahren beruht somit darauf, daß zunächst nur die Querträger betoniert wer den, während die Schalung der Längsträger erst dann mit Beton ausgegossen wird, wenn sich Querträger und Längsträger in ihrer endgültigen Lage in den Lagerbereichen auf den Unterbau aufgelagert sind.

Dabei ergeben sich je nach Anforderungen zwei Varianten des erfindungsge mäßen Verfahren zur Errichtung von solchen Überbauten.

Die erste Variante umfaßt folgende Schritte: (a) Aufbau der Hilfsunterstützung; (b) Auflegen der Längsträger auf die Hilfsunterstützung; (c) Einschalung der Längsträger, wobei die Einschalung so erfolgt, daß in den Lagerbereichen der Längsträger quer zur Achse der Längsträger ausgerichtete Lagerflächen entste hen; (d) Ausgießen der Schalung mit Beton im Bereich der Schalung für die Querlagerungen, so daß Querträger entstehen; (e) Entfernung der Schalung im Bereich der Auflagerung durch Ausschalung der Unterseite der Querträger; (f) Aufsetzen des nur im Bereich der Querträger ausgegossenen Trägers, der die Längsträger umfaßt, auf die Lagerung; (g) Ausgießen der verbleibenden Schalung mit Beton und (h) Entfernung der verbliebenen Schalung. Vorzugs weise wird im Anschluß an Schritt (b) eine quer zur Längsachse der Längsträ ger wirkende Bewehrung eingebaut. Die Hilfsunterstützung ist vorzugsweise so dimensioniert, daß sie die Last der Längsträger, der Bewehrung, der Hilfs konstruktionen und des Betons im Bereich der Querträger aufnimmt. Die im Schritt (d) gebildeten Querträger umfassen sowohl Endquerträger als auch Mit telquerträger.

Demzufolge ruht auf der Hilfsunterstützung nur die Last der Längsträger, der Querträger und gegebenenfalls der Bewehrung, nicht aber des Betons, in den die Längsträger eingegossen werden. Aufgrund des wesentlich geringeren Ge wichtes, das auf der Hilfsunterstützung ruht, werden an deren Abstützung und Gründung deutlich geringere Anforderungen gestellt. Daher bietet sich diese Verfahrensweise insbesondere dann an, wenn der Untergrund des Bauwerkes über geringe Tragfähigkeit verfügt, wenn überbaubare Medien nicht vorhanden sind oder wenn diese nur für geringe Lasten geeignet sind und Widerlagervor sprünge fehlen. Dieses Verfahren ist aufgrund der wesentlich geringeren An sprüche an die Hilfsunterstützung infolge deren geringerer Belastung wesent lich weniger kostenintensiv als die Verfahren des Standes der Technik.

Die zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten umfaßt folgende Schritte: (a) Auflagern vorgefertigter Beton träger in den Lagerbereichen quer zur Längsachse des Überbaus auf Lager, die sich auf dem Unterbau befinden; (b) Auflegen der Längsträger auf die Querträ ger; (c) Einschalung der Längsträger; (d) Ausgießen der Schalung mit Beton und (e) Entfernung der Schalung. Im Anschluß an Schritt (b) wird vorzugsweise eine quer zur Längsachse der Längsträger wirkende Bewehrung eingebaut. Die in Schritt (a) gebildeten Querträger umfassen sowohl Endquerträger als auch Mittelquerträger.

Dieses Verfahren verzichtet völlig auf den Einsatz von Hilfsunterstützungen. Das bietet den Vorteil, daß das Einbetonieren der Längsträger unabhängig von Hilfsunterstützungen und somit unabhängig von der Art und der Tragfähigkeit des Untergrundes erfolgen kann. Überdies ist dieses Verfahren durch den Ver zicht auf Hilfsunterstützungen kostengünstig. Zudem wird das Unfallrisiko, das mit dem Einsatz von Hilfsunterstützungen verbunden ist, vollständig aus geräumt.

Der Querträger wird vorzugsweise bereits als Fertigteil vorgefertigt. Er enthält die einbetonierte Lagerplatte sowie Bewehrungselemente zur Aufnahme der Längsträger.

Beide Varianten des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erlauben es des weiteren, folgende konstruktive Details sicher festzulegen:

1. Definition der Lastabtragung aus den Stahlprofil-Längsträgern in die Quer träger, nämlich
- - die Festlegung der Einbindelänge der Stahlprofil-Längsträger in die Quer träger und
- - die Ausbildung der Stahlprofil-Längsträger über die Einbindelänge in die Querträger;
2. Definition der Querträgerhöhe in Abhängigkeit der Überbau-Stützweite;
3. Statisch-konstruktive Durchbildung der Querträger mittels Fachwerkana logie zur Festlegung von wirtschaftlichen Bewehrungsquerschnitten und einer Bewehrungsführung, die die Montagetechnologie berücksichtigt; und
4. Festlegung der Fugenausbildung zwischen den einzelnen Stahlprofil- Längsträgern und dem Stahlbeton-Fertigteilauflagerbalken.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Be zug auf die Fig. 8 bis 12 näher erläutert. Dabei wird die erste Variante des Verfahrens in den Fig. 8 und 9, die zweite Variante in den Fig. 10 bis 12 dargestellt.

Bei der ersten Variante des Verfahrens der vorliegenden Erfindung (Fig. 8, 9) wird zuerst die Hilfsunterstützung 5 auf dem Unterbau 6 errichtet, die so di mensioniert ist, daß sie die Last der Längsträger 1, der Bewehrung, der Hilfs konstruktionen und des Beton im Bereich des Endquerträgers 3.1 aufnehmen kann. Auf diese Hilfsunterstützung 5 werden die Längsträger 1, bei denen es sich um Walzstahlträger handelt, aufgelegt. Anschließend werden die Längs träger 1 eingeschalt, wobei die Einschalung so erfolgt, daß in den Lagerberei chen der Längsträger 1 quer zur Achse der Längsträger 1 ausgerichtete Lager flächen entstehen. Die Schalung wird im Bereich der Schalung für die Querlage rungen mit Beton ausgegossen, so daß der Endquerträger 3.1 entsteht (Fig. 8). Nach der Entfernung der Schalung im Bereich der Auflagerung durch Aus schalung der Unterseite des Endquerträger 3.1 wird der nur in diesem Bereich ausgegossene Träger, der die Längsträger 1 umfaßt, auf die Lagerung 4 aufge setzt, so daß sich der Träger in Höhe seiner endgültigen Lage befindet. Die ver bliebene Schalung wird mit Beton ausgegossen und anschließend ent fernt (Fig. 9). Diese Verfahrensweise ist aufgrund der geringeren Last, die die Hilfsunterstützung 5 tragen muß, auch bei einem Untergrund einsetzbar, der keine hohe Belastbarkeit aufweist. Außerdem kann eine im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich kostengünstigere Hilfsunterstützung errichtet werden, da an diese deutlich geringere Ansprüche hinsichtlich der Belastbarkeit gestellt werden.

Bei der zweiten Variante des Verfahrens der vorliegenden Erfindung (Fig. 10 bis 12) wird zuerst ein vorgefertigter Endquerträger 3.1 aus Beton in den Lager bereichen der Längsträger 1 quer zur Längsachse des Überbau auf Lagern 4, die sich auf dem Unterbau 6 befinden, nahezu linienförmig aufgelagert. Der vorge fertigte Endquerträger 3.1 weist eine einbetonierte Lagerkopfplatte und Beweh rungselemente 11 auf, die so beabstandet sind, daß ihr Abstand quer zur Längsachse der Längsträger 1 mindestens der maximalen Ausdehnung des Querschnittes der Längsträger 1 entspricht (Fig. 10). Anschließend werden die Längsträger 1 auf spezielle Fuge eingebaut und so auf den Endquerträger 3.1 aufgelegt. Die Bewehrungselemente 11 des Endquerträgers 3.1 werden an die Längsträger angepaßt, die Bewehrung eingebaut und die Längsträger 1 einge schalt (Fig. 11). Die Schalung wird mit Beton 2 ausgegossen, die Schalung ent fernt und dann der gebildete Träger endgültig gelagert (Fig. 12). Dieses Verfah ren kommt völlig ohne Hilfsunterstützung aus, wodurch es einerseits die damit verbundenen Kosten einspart und andererseits vom Untergrund unabhängig wird. Überdies wird das mit den Hilfsunterstützungen verbundene Unfallrisiko beseitigt.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1

Längsträger

2

Beton

3

Querträger

3.1

Endquerträger

3.2

Mittelquerträger

4

Lager

5

Hilfsunterstützung

6

Unterbau

7

Auflagerbank

8

Stahlträger

9

Widerlagervorsprung

10

Gründung

11

Bewehrungselemente

Claims

1. Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten, die mehrere Walz stahlträger in Längsachse des Überbaus als Längsträger (1), welche in Beton (2) eingegossen sind, Querträger (3) und mindestens zwei Lagerbereiche umfassen, wobei die in Beton (2) eingegossenen Längsträger (1) zusammen einen Träger des WIB-Überbaus bilden, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte

a) Aufbau der Hilfsunterstützung (5);
b) Auflegen der Längsträger (1);
c) Einschalung der Längsträger (1), wobei die Einschalung so er folgt, daß in den Lagerbereichen der Längsträger (1) quer zur Achse der Längsträger (1) ausgerichtete Lagerflächen entstehen;
d) Ausgießen der Schalung mit Beton im Bereich der Schalung für die Querlagerungen, so daß Querträger (3) entstehen;
e) Entfernung der Schalung im Bereich der Auflagerung durch Ausschalung der Unterseite der Querträger (3);
f) Aufsetzen des nur im Bereich der Querträger (3) ausgegossenen Trägers, der die Längsträger (1) umfaßt, auf die Lager (4);
g) Ausgießen der verbleibenden Schalung mit Beton und
h) Entfernung der verbliebenen Schalung

umfaßt.

2. Verfahren zur Errichtung von Überbauten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an Schritt (b) eine quer zur Längs achse der Längsträger (1) wirkende Bewehrung eingebaut wird.

3. Verfahren zur Errichtung von Überbauten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsunterstützung (5) so dimen sioniert ist, daß sie die Last der Längsträger (1), der Bewehrung, der Hilfskonstruktionen und des Betons im Bereich der Querträger (3) aufnimmt.

4. Verfahren zur Errichtung von Überbauten nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt (d) gebildeten Querträger (3) Endquerträger (3.1) und Mittelquerträ ger (3.2) umfassen.

5. Verfahren zur Errichtung von Überbauten, die mehrere Walzstahl träger in Längsachse des Überbaus als Längsträger (1), welche in Be ton (2) eingegossen sind, Querträger (3) und mindestens zwei Lager bereiche umfassen, wobei die in Beton (2) eingegossenen Längsträ ger (1) zusammen einen Träger des Brückenüberbaus bilden, da durch gekennzeichnet, daß es die Schritte

a) Auflagern vorgefertigter Betonquerträger (3) in den Lagerberei chen quer zu der Längsachse des Überbaus auf Lager (4);
b) Auflegen der Längsträger (1) auf die Querträger (3);
c) Einschalung der Längsträger (1);
d) Ausgießen der Schalung mit Beton (2) und
e) Entfernung der Schalung

umfaßt.

6. Verfahren zur Errichtung von Überbauten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an Schritt (b) eine quer zur Längs achse der Längsträger (1) wirkende Bewehrung eingebaut wird.

7. Verfahren zur Errichtung von Überbauten nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt (a) gebildeten Querträger (3) Endquerträger (3.1) und Mittelquerträ ger (3.2) umfassen.

8. Querträger zur Errichtung von Überbauten nach einem der Ansprü che 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er als Fertigteil vorgefertigt ist.

9. Querträger zur Errichtung von Überbauten nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß er eine einbetonierte Lagerplatte sowie Bewehrungselemente zur Aufnahme der Längsträger impliziert.