DE19962608C2

DE19962608C2 - Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten

Info

Publication number: DE19962608C2
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: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: DE19962608A1

Description

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

WIB-Überbauten sind Tragwerke mit vergleichsweise geringerer Bauhöhe gegen über solchen, die mit Stahlbeton ausgeführt sind; allerdings sind sie kosteninten siver.

Üblicherweise geht es um die Tragwerke von Eisenbahnbrücken, die als Einfeld träger Stützweiten von bevorzugt max. 25 m aufweisen und als Durchlaufträger bis zu einer Gesamtlänge, die ohne Ausbildung eines biegesteifen Stoßes der Träger möglich ist, sowohl eingleisig als auch mehrgleisig ausgeführt werden. Die Berechnung und bauliche Durchbildung richtet sich nach dem Vorschriftenwerk der Deutschen Bahn AG, hier DS 804 mit zugehörigen Regelzeichnungen nach DS 804.9010.

Nachstehend werden derartige Tragwerke unter Bezug auf die Fig. 1 bis 3 erläu tert. 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 Endquerträ ger 3.1 (EQT) auf Lagern 4 abgesetzt. Zur Errichtung des WIB-Überbaus sind Hilfsunterstützungen 5 erforderlich. Gleiches gilt, wenn, wie in Fig. 3 im Längs schnitt dargestellt, zur Errichtung von WIB-Überbauten neben Endquerträgern 3.1 Mittelquerträger 3.2 vorgesehen sind.

Die Tragwirkung längs dieser Tragwerke entsteht als Verbundwirkung Längsträ ger (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 Querbewehrung durch Löcher in die Stege der Stahlträger geführt sind.

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

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 Ver fahrensschritte:

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 End querträgers 3.1, dabei wird die Unterseite mit Faserzementplatten (als verlorene 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 garantieren; hierfür müssen sie unter Berücksichtigung der Eigenlast des Überbaus einschließ lich aller Hilfskonstruktionen sicher gegründet sein, zudem ist üblicherweise 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 einbetoniert sind. Das hat zur Folge, daß nach dem Entfernen der Hilfsunterstützungen 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 diese Stahlträger 8 be fanden, verschlossen werden müssen, wodurch eine unregelmäßige Oberfläche des Unterbaus 6 entsteht. In Fig. 6 ist eine Variante dargestellt, bei der die Hilfs unterstützung 5 auf einen speziell für diesen Zweck geschaffenen Widerlagervor sprung 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 Hilfskon struktionen notwendig sind, weisen mehrere, schwerwiegende Nachteile auf: Das technisch notwendig Traggerüst muß beschafft, aufgebaut, vorgehalten, unter der Brücke dann abgebaut und abtransportiert werden. Neben den damit verbun denen hohen Kosten zeigt die Erfahrung, daß gerade im Bauzustand mit Tragge rüsten ein hohes Unfallrisiko besteht (Anfahren an die Traggerüste, Versagen des Baugrundes usw.). Außerdem ist für das Traggerüst eine der jeweiligen Situation angepaßte Gründung zwingend erforderlich. Weiterhin muß das Traggerüst gege benenfalls mit Absenkmechanismen versehen werden. Die Teilunterflächen der WIB-Träger, mit denen sie auf dem Traggerüst aufliegen, sind hinsichtlich von Verletzungen des Korrosionsschutzes besonders zu behandeln. Der Schal- und Ausschalvorgang auf der Auflagerbank und im Bereich der sogenannten Kam mermauer ist durch die dort beengten Verhältnisse sehr aufwendig und letztlich ist auch die Sicherung der Betonqualität im Bereich 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 Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten zu finden, das die Belastungsanforderungen an die Hilfsunterstützungen deutlich verringert oder ganz auf derartige Hilfsunter stützungen 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 zusam men einen Träger des Überbaus bilden, gelöst, in dem zuerst der Querträger her gestellt 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 werden, 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 erfindungsgemä ßen Verfahrens 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 und Querträger, wobei die Einschalung so erfolgt, daß in den Lager bereichen der Längsträger quer zur Achse der Längsträger ausgerichtete Querträ ger mit Lagerflächen entstehen; (d) Ausgießen der Schalung mit Beton im Bereich der Schalung für die Querlagerungen, so daß Querträger entstehen; (e) Entfer nung 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 verblei benden Schalung mit Beton und (h) Entfernung der verbliebenen Schalung. Vor zugsweise wird im Anschluß an Schritt (b) eine quer zur Längsachse der Längs träger wirkende Bewehrung eingebaut. Die Hilfsunterstützung ist vorzugsweise so dimensioniert, daß sie die Last der Längsträger, der Bewehrung, der Hilfskon struktionen und des Betons im Bereich der Querträger aufnimmt. Die im Schritt (d) gebildeten Querträger umfassen sowohl Endquerträger als auch Mittelquerträ ger.

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 Gewich tes, das auf der Hilfsunterstützung ruht, werden an deren Abstützung und Grün dung deutlich geringere Anforderungen gestellt. Daher bietet sich diese Verfah rensweise insbesondere dann an, wenn der Untergrund des Bauwerkes über ge ringe Tragfähigkeit verfügt, wenn überbaubare Medien nicht vorhanden sind oder wenn diese nur für geringe Lasten geeignet sind und Widerlagervorsprünge feh len. Dieses Verfahren ist aufgrund der wesentlich geringeren Ansprüche an die Hilfsunterstützung infolge deren geringerer Belastung wesentlich weniger kosten intensiv 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 Querträger; (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 Hilfsun terstützungen und somit unabhängig von der Art und der Tragfähigkeit des Un tergrundes erfolgen kann. Überdies ist dieses Verfahren durch den Verzicht auf Hilfsunterstützungen kostengünstig. Zudem wird das Unfallrisiko, das mit dem Einsatz von Hilfsunterstützungen verbunden ist, vollständig ausgeräumt.

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

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

1. Definition der Lastabtragung aus den Stahlprofil-Längsträgern in die Querträ ger, nämlich
- - die Festlegung der Einbindelänge der Stahlprofil-Längsträger in die Querträ ger und
- - die Ausbildung der Stahlprofil-Längsträger über die Einbindelänge in die Querträger;
- - Definition der Querträgerhöhe in Abhängigkeit der Überbau-Stützweite;
- - Statisch-konstruktive Durchbildung der Querträger mittels Fachwerkanalogie zur Festlegung von wirtschaftlichen Bewehrungsquerschnitten und einer Be wehrungsführung, die die Montagetechnologie berücksichtigt; und
- - Festlegung der Fugenausbildung zwischen den einzelnen Stahlprofil- Längsträgern und dem Stahlbeton-Fertigteilauflagerbalken.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Fig. 8 bis 12 näher erläutert. Dabei wird die erste Variante des Ver fahrens in den Fig. 8 und 9, die zweite Variante in den Fig. 10 bis 12 dar gestellt.

Bei der ersten Variante des Verfahrens der vorliegenden Erfindung (Fig. 8, 9) wird zuerst die Hilfsunterstützung 5 auf dem Unterbau 6 errichtet, die so dimensio niert ist, daß sie die Last der Längsträger 1, der Bewehrung, der Hilfskonstruktio nen und des Beton im Bereich des Endquerträgers 3.1 aufnehmen kann. Auf die se Hilfsunterstützung 5 werden die Längsträger 1, bei denen es sich um Walz stahlträger handelt, aufgelegt. Anschließend werden die Längsträger 1 einge schalt, wobei die Einschalung so erfolgt, daß in den Lagerbereichen der Längsträ ger 1 quer zur Achse der Längsträger 1 ausgerichtete Lagerflächen entstehen. Die Schalung wird im Bereich der Schalung für die Querlagerungen mit Beton ausgegossen, so daß der Endquerträger 3.1 entsteht (Fig. 8). Nach der Entfer nung der Schalung im Bereich der Auflagerung durch Ausschalung der Unterseite des Endquerträger 3.1 wird der nur in diesem Bereich ausgegossene Träger, der die Längsträger 1 umfaßt, auf die Lagerung 4 aufgesetzt, so daß sich der Träger in Höhe seiner endgültigen Lage befindet. Die verbliebene Schalung wird mit Be ton ausgegossen und anschließend entfernt (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 Lagerberei chen der Längsträger 1 quer zur Längsachse des Überbau auf Lagern 4, die sich auf dem Unterbau 6 befinden, nahezu linienförmig aufgelagert. Der vorgefertigte Endquerträger 3.1 weist eine einbetonierte Lagerkopfplatte und Bewehrungsele mente 1 l 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 Beweh rungselemente 1 l des Endquerträgers 3.1 werden an die Längsträger angepaßt, die Bewehrung eingebaut und die Längsträger 1 eingeschalt (Fig. 11). Die Scha lung wird mit Beton 2 ausgegossen, die Schalung entfernt und dann der gebildete Träger endgültig gelagert (Fig. 12). Dieses Verfahren kommt völlig ohne Hilfsun terstützung aus, wodurch es einerseits die damit verbundenen Kosten einspart und andererseits vom Untergrund unabhängig wird. Überdies wird das mit den Hilfsuntersützungen 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

Verfahren zur Errichtung von WIB-Überbauten, die mehrere Walzstahlträger in Längsachse des Überbaus als Längsträger (1), welche in Beton (2) einge gossen sind, Querträger (3) und mindestens zwei Lagerbereiche umfassen, wobei die in Beton (2) eingegossenen Längsträger (1) zusammen einen Trä ger 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) und Querträger (3), wobei die Einscha lung so erfolgt, daß in den Lagerbereichen der Längsträger (1) quer zur Achse der Längsträger (1) ausgerichtete Querträger (3) mit Lagerflä chen 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 Ausscha lung der Unterseite der Querträger (3);
- f) Aufsetzen des nur im Bereich der Querträger (3) ausgegossenen Trä gers, der die Längsträger (1) umfaßt, auf die Lager (4);
- g) Ausgießen der verbleibenden Schalung mit Beton und
- h) Entfernung der verbliebenen Schalung
oder alternativ die Schritte
- a) Auflagern vorgefertigter Betonquerträger (3) in den Lagerbereichen 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.