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Konstruktionsprinzip und Bauverfahren für grossflächige in Ortbeton
erstellte Brückenplattformen Die Erfindung betrifft das Konstruktionsprinzip und
das Bauverfahren für eine grossflächige in Ortbeton erstellte Brückenplattform mit
ebener Untersicht zur Aufnahme von Gebäude- und Verkehrslasten sowie zur Unterbringung
aller für die Aufbauten erforderlichen Versorgungsleitungen.
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A. Anwendungsgebiet der Erfindung: Dem Bau grossflächiger Brückenplattformen
zur Aufnahme von Gebäude- und Verkehrslasten kommt eine besondere Bedeutung zu,
wenn diese Bauwerke knapp über dem Lichtraumprofil breiter Verkehrsflächen errichtet
werden sollen.
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Ein solcher Fall stellt sich z.B., wenn der Raum über dem Gleisgelände
von Bahnhofsanlagen für Wohn- und Verkehrsräume genutzt werden soll.
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Die
Die über den Gleisanlagen gebauten Plattformen
bilden dabei das Fundament und die Versorgungsbasis für die Aufbauten.
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Die Abstützung der Plattform in den Baugrund erfolgt durch Plattformstützen
auf den Bahnsteigen. Die Bahnsteige sind in der Regel vorhandene Stellen (Zwangspunkte).
Die Plattformstützen tragen die Lasten der Plattform einschliesslich den Lasten
der Aufbauten. Die Stellung der Stützen oder Mauern der auf der Plattform errichteten
Gebäude (z.B. Hallen, mehrgeschossige Wohn-, Büro- oder Warenhäuser) wird durch
die Funktion der Aufbauten bestimmt und ist daher in unabhängiger Lage von den Plattformstützen
angeordnet. Tragstützen bzw. Mauern der Aufbauten beginnen auf der Plattform.
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B. Stand der Technik: Grossflächige, in Ortbeton erstellte Brückenplattformen
über den Gleisanlagen von Bahnhöfen zur Aufnahme von Gebäude-und Verkehrslasten
wurden bislang in grösserem Umfang nicht gebaut. Die erste in Ortbeton erstellte
Plattform zur Aufnahme von Gebäudelasten über Gleisanlagen wurde im Jahre 1969 am
Bahnhof Passau erstellt.
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Diese vom Anmelder und Erfinder entwickelte Konstruktion wurde in
einem Aufsatz in der Fachzeitschrift "Der Bauingenieur" Heft 7/1970, Seite 242 bis
247, beschrieben.
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Um den bekannten Stand der Technik zu analysieren, auf dem das Konstruktionsprinzip
und das Bauverfahren gemäss der Erfindung basieren, wird als Ergänzung zur Veröffentlichung
in der Fachzeitschrift "Der Bauingenieur" die in Passau angewandte Eonstruktion
und die Baumethode nachfolgend mit ihren wesentlichen Merkmalen beschrieben.
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B.1
B.1 Beschreibung der am Bahnhof Passau geb-auten-Konstruktion:
Die Plattform ist 96mlang und 60m breit Sie ist in Längsrichtung durch eine Fuge
in zwei Teile getrennt. Der Querschnitt beider Bauwerke besteht aus zwei mehrzelligenj
breiten monolithischen Hohlplatten. Auf dem einen Teil (östliches Bauwerk) steht
eine einstöckige Postpaketabfertigungshalle (der zunächst geplante zweistöckige
Bau wurde noch nicht ausgeführt), auf dem anderen Teil (westliches Bauwerk) ein
Ladehof für Postautos. Die beiden Plattformteile sind auf den Bahnsteigen auf Stahlbetonstützen,
Stahlpendelstützen und einem kammerwandartigen Widerlager abgestützt.
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Die einzelnen Zellen (Kammern) der Plattform sind in Längsrichtung
begehbar und nehmen die für die eins töcki gen Hallenaufbauten benötigten Versorgungsleitungen
auf. Die Versorgungsleitungen werden in Brückenlängsrichtung geführt.
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In den Feld- und Stützquerträgern sind dafür kreisrunde Durchschlupflöcher
und Leitungslöcher eingebaut B.2 Beschreibung der Baumethode, des Bauablaufes und
der lehrgerüstkonstruktion für die in Passau gebaute Plattform: B.2.l Bauablauf
für die Gesamtkonstruktion: Wie schon erwähnt, besteht die Gesamtplattform aus zwei
Teilen. Auf dem westlichen Teil wurde später der Ladehof, auf dem östlichen Teil
die Postpaketabfertigungshalle errichtet. Der Bauablauf für die Plattform erstreckte
sich, beginnend mit dem westlichen Bauteil vom Widerlager im Süden, einseitig in
Richtung Norden. Der westliche und östliche Bauteil wurde jeweils in zwei Etappen
herge--stellt.
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Erste Etappe: Uber die gesamte Bauwerkslänge wurden gleichzeitig
(in einem Zug) alle I-förmigen Hauptlängsträger
träger und die Stützquerträger
betoniert, so dass ein breiter stabiler Trägerrost entstand.
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Zweite Etappe: Ergänzen des vorbetonierten Trägerrostes durch Betonieren
der restlichen oberen und unteren Platte sowie der Feldquerträger zu einer zellenförmigen
Gesamtkonstruktion.
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B.2.2 Bauablauf und lehrgerüstkonstruktion für die Herstellung eines
stabilen rägerrostes vom westlichen Bauteil (1. Etappe).
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B.2.2l Herstellen bzw. Montieren der Plattformstützen und Aufstellen
der Rüsttürme für die Lehrgerüstkonstruktion: Nach dem Herstellen der Fundamente
für die Plattformstützen wurden die Plattform-Betonstützen betoniert und die als
fertige Teile angelieferten Plattform-Stahlpendelstützen vom Lagerplatz ausserhalb
der Gleisanlagen in Zugpausen mit einem Autokran quer über die Gleisfelder zu den
Bahnsteigen gefahren und dort auf die Fundamente montiert.
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Analog wurden die lehrgerüstfaltstützen (H 30) in Zugpausen zu den
Bahnsteigen gefahren und dort zu Rüsttürmen für die Behrgerüst-Längsträger zusammengebaut.
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B.2.22 Montieren einer stationären Verschub- und Nontagebühne für
die Längs-Lehrgerüstträger (H 33): (Vergl. hierzu Zeitschrift "Der Bauingenieur
1970, Heft 7, Seite 245 bis 246, Abb. 4 und Abb. 5).
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Damit beim Montieren und Aufstellen der zahlreichen Längslehrgerüstträger
eine Einstellung des Zugbetriebes vermieten werden konnte, wurde folgender Weg beschritten:
Im
Im ersten, etwa 15m langen Brückenbauwerksfeld vor dem Widerlager
(Rangiergleis) wurde unterhalb der künftigen Plattform eine Verschub- und Montagebühne
gebaut. Die Bühne reichte über das widerlager bis etwa in die Mitte der hochgelegenen
Strasse. Sie hatte eine Länge von etwa 30m und eine Breite von etwa'36m. Dabei wurde
das Lichtraumprofil im ersten Bauwerksfeld (Rangiergleise) verbaut.
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Der Zugverkehr wurde dort für die Dauer der Bauzeit (etwa ein Jahr)
gesperrt.
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B.2.23 Montage der Längs-Lehrgerüstträger: Die niedrigen Aufbauten
(Postpaketabfertigungshalle bzw.
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Ladehof) liessen eine relativ niedrige Konstrukffonshöhe der Plattform
zu. Dadurch konnte das Gewicht der vorbebetonierten I-förmigen Hauptträger klein
gehalten werden.
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Die Betonierlasten eines I-förmigen Hauptlängsträgers konnten von
jeweils vier Lehrgerüstträgern getragen werden. Diese vier Lehrgerüstträger wurden
auf der Verschub-und Montagebühne auf eine Länge von etwa 21m zu einem Rüst-Trägerpaket
zusammengebaut. Sie wurden dann als steifes Stab system mit Seilwinden einige Meter
in Längsrichtung vorgeschoben, so dass der vordere Teil des Rüst-Trägerpaketes über
dem Lichtraumprofil in das zweite Feld auskragte. Um ein Herunterkippen des Rüst-Trägerpaketes
in das Gleisfeld zu verhindern, wurde auf das hintere Teil des Trägerpaketes ein
Ballast gestellt und zugleich in Längsrichtung nach hinten ein weiteres neues Teilstück
an das Rüst-Trägerpaket angekoppelt.
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Mit diesem Arbeitsgang - Vorschieben des Rüst-Trägerpaketes und hinten
Ankoppeln eines neuen Teilstückes an das Rüst-Trägerpaket - entstand schliesslich
ein als Stabzug über die ganze Bauwerkslänge liegendes Rüst-Trägerpaket.
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Die
Die Abstützung dieses Rüst-Trägerpaketes auf den
Baugrund erfolgte über die auf den Bahnsteigen montierten Rüsttürme.
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Um die Reibungskräfte beim Einschieben des Rüst-Trägerpaketes zu
reduzieren Jnd damit ein Umwerfen der Rüsttürme zu vermeiden, wurden auf die Rüsttürme
Stahlrollenlager montiert.
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Nachdem nun das Rüst-Trägerpaket als gekoppelter Stab zug auf die
ganze Bauwerkslänge zu liegen gekommen war, wurde dieser Stab zug über den Rüsttürmen
durch Entkoppeln getrennt, so dass lauter einfeldrige Rüst-Trägerpakete entstanden.
Dabei wurden die nur für das Einschieben benötigten Rollenlager auf den Rüsttürmen
wieder ausgebaut und die Rüst-Trägerpakete über Hubpressen auf die Rüsttürme abgesetzt.
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Auf diese Weise wurden sämtliche Rüst-Trägerpakete vom ersten Bauabschnitt
auf der Verschub- und Nontagebühne montiert und über die Gleisfelder eingeschoben.
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B.2.24 Montage der Quer-Rüstung und Schalung im westlichen Bauteil:
Der unter B.2.23 beschriebene Arbeitsvorgang brachte die Rüst-Trägerpakete in eine
Stellung zwischen den zu betonierenden I-förmigen Haupt-Längsträgern und den Stützquerträgern
(vergl. Abb. 4 in der Zeitschrift "Der Bauingenieur", Heft 7/19wo, Seite 245). Um
die Betonierlasten der I-förmigen Eauptträger auf die Rüst-Trägerpakete abzuleiten,
musste eine an die Untergurte der Rüst-Trägerpakete gehängte Querrüstung gebaut
werden.
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Dabei wurden jeweils von den Obergurten zweier benachbarter Rüst-Trägerpakete
fachwerkartige Quer-Schalungsträger (R 500) mit Seilwinden abgelassen und in Querrichtung
richtung
an zwei Untergurte benachbarter Rüst-Trägerpakete mit Ankerbolzen geschraubt.
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B.2.3 Demontage des Lehrgerüstes und der Schalung von vorbetoniertem
Trägerrost (westliches Bauwerk): Die Einrüstung, wie in den Abschnitten B.2.2l bis
B.2.24 beschrieben, wurde durchgehend über die gesamte Bauwerkslänge und Breite
montiert und dann die I-förmigen Hauptlängsträger einschliesslich aller Stützquerträger
gleichzeitig betoniert. Nach dem Vorspannen des Trägerrostes entstand eine -stabile
Tragkonstruktion (1. Etappe), aus der dann die Einrüstung und Schalung entfernt
werden konnten.
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Mit Rücksicht auf den Eisenbahnbetrieb wurde das Ausrüsten wie folgt
betrieben: B.2.3l Zerlegen der Seitenschalungen von den betoniertenI-förmigen Hauptträgern
in kleine EinzeSteile und Hochheben dieser Einzelteile in den schmalen Zwischenräumen
zwischen den I-förmigen Hauptträgern und Rüst-Trägerpaketen.
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B.2.32 Mittels Seilen wurde jeder Quer-Schalungsträger (R 500) in
die darunter liegenden Gleisfelder abgesenkt. Ebenso die Kanthölzer und Schalbretter
der Bodenschalung von den I-förmigen Beton-Hauptträgern.
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Die Einzelteile dieser Rüstung und Schalung wurden dann über die
Gleise zu einem ausserhalb der Gleisfelder liegenden Abstellplatz gebracht.
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Diese Demontage der Querrüstung und Schalung konnte notgedrungen
nur in Zugpausen durchgeführt werden.
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B.2.4
B.2.4 Montage der Einrüstung für den 2. Bauteil
(östliches Bauwerk): Das Betonieren der Bauwerks-Betonstützen und die Montage der
Bauwerks-Stahlpendelstützen erfolgte wie im westlichen Bauwerk. Auf zwei I-förmige
Hauptlängsträger vom Trägerrost des westlichen Bauwerkes wurde ein handelsüblicher
Turmdrehkran montiert.
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Nach der Demontage und dem Abtransport der Seitenschalungen der Quer-Rüstung
und Bodenschalungen konnten die Rüst-Trägerpakete in der Stellung zwischen dem Trägerrost
bis auf die Einzel träger demontiert werden (Abbau der Querverbände). Anschliessend
wurden die Einzelrüstträger mit dem Turmdrehkran Stück für Stück hochgehoben und
auf den betonierten Hauptträgern gelagert.
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Sobald ein Bauwerksfeld auf diese Weise ausgerüstet war, konnten
die jeweiligen Rüsttürme in den östlichen Bauteil umgesetzt werden.
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B.2.4l Montage der lehrgerüstkonstruktion und Schalung im zweiten
(östlichen) Bauteil: Dem Versetzen der Einzelrüstträger aus dem Trägerrost vom westlichen
Teil auf die Türme im östlichen Teil wurde, bedingt durch die Länge des Kranauslegers
und dem mit zunehmender Ausladung verbundenen raschen Absinken der Erantragkraft,
eine Distanz-Grenzweite gesetzt.
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Die Einzel-Rüstträger (vergl. Abb. 3 in der Zeitschrift "Der Bauingenieur")
konnten nur bis zur Stelle am Hauptträger IlEtl mit dem Kran auf die Rüsttürme versetzt
werden. Sie wurden nach dem Versetzen wieder zu Rüst-Trägerpaketen zusammenmontiert
(Befestigung von Querverbänden).
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Die
Die Einzel-Rüstträger für den Bereich ab Träger
H nach J wurden von einer Bühne auf den Rüst-Trägerpaketen zwischen G bis H mit
Hebezeugen nach J versetzt und dann wieder zu Rüst-Trägerpaketen zusammengebaut.
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Die weitere Montage, die der Seitenschalungen, der Quer-Rüstträger
und Bodenschalung und schliesslich die Demontage der Lehrgerüstkonstruktion erfolgte
wie beim ersten (westlichen) Bauteil.
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B.2.5 Herstellung des Endzustandes (2. Etappe): Auf die vorbetonierten
Trägerroste wurden Schalungen gehängt bzw. gestellt und dann nach dem Einfädeln
einer oberen und unteren Quervorspannung die Zwischenteile betoniert.
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C. Kritische Analyse der Konstruktion und Baumethode von der Plattform
in Passau sowie Prüfung einer allgemeinen Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit:
C.1 Zur Konstruktion der Plattform (vergl. Punkt B.1) Statische und konstruktive
Anforderungen: Diese Anforderungen wurden befriedigend erfüllt.
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Funktionsbedingte Anforderungen: (Platte als Versorgungsbasis der
Aufbauten).
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Die Stützen der Aufbauten stehen in längsrichtung in frei gewählten
Abständen auf den Hauptlängsträgern der Plattform. In Querrichtung, und das darf
als Regel für alle derartigen Konstruktionen betrachtet werden, wird nur jeder zweite
oder dritte Hauptlängsträger mit den Stützen der Aufbauten belastet.
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Um
Um eine annähernd gleichmässige ßVerteilung dieser
Stützenlasten auf die Hauptträger zu erzielen (diese Forderung ist in der Regel
statisch und wirtschaftlich unerlässlich) sind die einzelnen Hauptlängsträger mit
kräftigen Feld-und Stützquerträgern monolithisch verbunden. Die Feld- und Stützquerträger
sind zudem im Katastrophenfall (z.B. Ausfallen einer Plattformstütze) unbedingt
erforderlich. Es sind hochbeanspruchte Bauteile.
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Die Hauptlängsträger, die obere und untere Platte bilden Begrenzungsflächen
für in Längsrichtung laufende Kammern (Zellen). Diese Kammern werden von den Feld-
und Stütz-Querträgern jeweils in kleine Teilkammern getrennt.
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Um eine durchgehende Begehbarkeit der Kammern und die Führung von
Versorgungsleitungen zu ermöglichen, wurden in die Querträger Öffnungen gebaut.
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Bei Aufbauten mit einem geringen Bedarf an Versorgungsleitungen (das
kommt z.B. bei eingeschossigen Werkshallen, Garagen und dergl. vor) und relativ
kurzen Plattformen (Gefälle der Abwasserleitungen) reichen die neben dem Durchschlupfloch
noch statisch realisierbaren Öffnungen in den Querträgern aus, die Versorgungsleitungen
durchzuführen.
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Es besteht jedoch kein Zweifel, dass für eine mehrgeschossige Uberbauung
aus Wohnw Büro- oder Warenhäusern und dergl. die in Passau gebaute Konstruktion
der Plattform bezüglich der Unterbq ngung und Führung von Versorgungsleitungen versagt.
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Diese Plattformkonstruktion ;st naher funktionstechnisch als Versorgungsbasis
für melirges"hossige Aufbauten nicht geeignet.
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C.2
C.2 Zur Baumethode der Plattform: Herstellen
bzw. Montieren der Plattformstützen und Aufstellen der Rüsttürme für die lehrgerüstkonstruktion
(siehe Punkt B.2.21): Es ist offensichtlich, dass die Transportprobleme in den Gleisfeldern
und die Montagearbeiten auf den schmalen Bahnsteigen für die Grosszahl von Stützen
und Rüsttürmen bei stark frequentierten Bahnhöfen ausserordentlich kompliziert und
mit erheblichen Störungen des Zugablaufes verbunden sind.
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Nur bei kleinen, wenig befahrenen Gleisfeldern bleibt der Aufwand
an Zeit und Kosten in vertretbarem Rahmen.
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Montieren einer stationären Verschub- und Nontagebühne für die Längs-Lehrgerüstträger
(H 33, siehe Punkt B.2.22): Die Begrenzung der Gleisfelder durch eine der Höhenlage
der Plattform entsprechende Stützmauer mit dahinter hochliegender Strasse, wie das
in Passau der Ball ist, muss als Ausnahmefall betrachtet werden. In der Regel sind
die Gleisfelder durch ein etwa ebenes Gelände begrenzt,. oder die Begrenzungsflächen
sind verbaut, stehen also für den Baubetrieb nicht zur Verfügung.
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Bei ebenem Gelände muss die Montage und Verschubbühne etwa 6m hoch,
30m 1 P die Mindestbreite vom ersten Bauteil (in der Regel 30 bis 40m) haben. Der
Bau einer solchen Bühne ist ein erheblicher Kostenfaktor.
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Ist das anschliessende Gelände verbaut, so muss die Bühne in die Gleisfelder
gestellt werden, d.h. auf eine Länge von etwa 30m sind die gesamten Gleise für die
Dauer der Bauzeit zu sperren.
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In
In der Regel ist das wegen des Zugbetriebes nicht
realisierbar.
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Montage der Längs-Lehrgerüstträger (siehe Punkt B.2.23): Das Einschiebeverfahren
von Rüst-Trägerpaketen, wie unter B.2.23 beschrieben, ist nur dann anwendbar, wenn
die Plattform in einem Zug über die ganze Bauwerkslänge eingerüstet wird, also bei
relativ kurzen Plattformen. Die vorbetonierten I-förmigen Hauptlängsträger müssen
in Querrichtung monolithisch mit den Stützquerträgern betoniert werden, nur dann
verbleibt nach dem Ausrüsten ein stabiles Tragsystem, ein-Trägerrost. Wegen der
Stützquerträger wird jedoch ein zweites Vorschieben der Rüst-Trägerpakete verhindert.
Hier sind der Baumethode in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht deutliche
Grenzen gesetzt.
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Schon bei einer Gesamtlänge der Plattform von etwa l00m erfordert
eine Gesamteinrüstung einen enormen Bedarf an Lehrgerüst- und Schalmaterial. Dieser
Nachteil ist besonders gravierend, da die Einrüstung von Hause aus, bedingt durch
den Zugbetrieb und die damit verbundene Forderung nach freien Lichtraumprofilen,
wesentlich komplizierter und aufwendiger ist als bei den üblichen Ingenieurbauten
vergleichbarer Grössenordnung.
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Die Kosten des Lehrgerüstes betragen einen aussergewöhnlich hohen
Anteil der Gesamtbauwerkskosten.
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Demontage des Lehrgerüstes und der Schalung von vorbetoniertem Trägerrost
(siehe Punkt B.2.3): Um das umfangreiche Lehrgerüstmaterial vom ersten Bauteil (der
erste Bauteil wurde auf die gesamte Bauwerkslänge eingerüstet
eingerüstet)
im zweiten Bauteil weitgehend wieder einsetzen zu können, ist eine schnelle Demontage
im Hinblick auf die Bauzeit wichtig.
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Zu bedenken ist, dass die einzelnen Arbeitsvorgänge: Demontage der
Seitenschalungen von den I-förmigen Beton-Hauptbalken, Demontage der Quer-Rüstträger
R 500 mit der Bodenschalung, Demontage der Rüst-Trägerpakete, und Demontage der
Rüsttürme auf den Bahnsteigen zeitlich voneinander abhängen.
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Die unter B.2.31 und B.2.32 beschriebenen Arbeitsvorgänge beim Ausrüsten
sind durch das Zerlegen in viele Einzelteile und den Transport in den Gleisfeldern
gekennzeichnet. Bei stark frequentierten Gleisfeldern würden sich auch hier erhebliche
Schwierigkeiten und Verzögerungen einstelen.
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Montage der Einrüstung für den zweiten Bauteil (siehe Punkt B.2.4):
Sind sehr breite Gleisflächen zu überbauen, d.h. mehrere Teilplattformen in paralleler
Lage herzustellen, kommt dem Umsetzen der Rüstung im Hinblick auf die Bauzeit eine
erhöhte Bedeutung zu. Das angewandte Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
zunächst die Rüsttragwerke vom ersten Bauteil in Einzelteile zerlegt werden. Diese
Einzelteile werden dann mit einem Turmdrehkran Stück für Stück in den zweiten Bauteil
versetzt. Sodann müssen die Einzelteile unter schwierigen Bedingungen über den Gleisfeldern
wieder zu Rüst-Trägerpaketen zusammengebaut werden. Zudem ist bei dem Gewicht der
Einzelteile die Reichweite eines Turmdrehkranes auf eine relativ kurze Entfernung
beschränkt.
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1>. rufgabe
D. Aufgabe der Erfindung ist,ein Konstruktionsprinzip
und Bauverfahren für eine in Ortbeton erstellte Brückenplattform mit ebener Untersicht
zur Aufnahme von Gebäude und Verkehrslasten sowie zur Unterbringung aller für die
Aufbauten erforderlichen Versorgungsleitungen zu schaffen, wobei folgende Ziele
erreicht werden sollen: Die Konstruktion für eine grossflächige, mit ebener Untersicht
ausgestattete BrückenDlattform anzugeben, die in der Lage ist, Verkehrslasten und
mehrgeschossige Aufbauten, z.B. Hallen, Wohn-, Büro- und Warenhäuser od. dgl. zu
tragen.
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Zudem soll die Konstruktion neben den statischen und konstruktiven
Aufgaben als Tragfundament, auch als Versorgungsbasis für die Aufbauten funktionieren,
d.h. sicherstellen, dass die Versorgungsleitungen in der Plattform zugänglich über
die Bauwerkslänge abgeführt werden können.
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Eine Konstruktion anzugeben, Die zudem durch ihre konstruktive Zusammensetzung
(Gliederung) die Voraussetzung für eine schnelle wirtschaftliche Baumethode zur
Überbauung von grossflächigen Verkehrsbetriebsflächen (z.B. Überbauung von Gleisfeldern),
schafft, wobei die Baudurchführung auch bei stark frequentiertem Verkehrsbetrieb
(Zugverkehr) keine wesentliche Behinderung für den Verkehr bringt.
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Ein Bauverfahren für eine Konstruktion anzugeben, das auch dann gleichwertig
anwendbar ist, wenn die Verkehrsbetriebsflächen (Gleisfelder) unmittelbsr durch
beidseitig verbaute Begrenzungsflächen abgeschlossen sind.
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Ein Bauverfahren anzugeben5 das auch dann gleichwertig anwendbar
ist, wenn die Bauwerkslënge der Plattform sehr lang ist und aus betrieblichen oder
wirtschaftlichen Erfordernissen der Baufortschritt in Larngsrichtung in mehreren
Abschnitten erfolgen muss.
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Diese
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Konstruktionssystem
für grossflächige in Ortbeton erstellte Brückenplattformen mit ebener Untersicht
zur Aufnahme von Gebäude- und Verkehrslasten sowie zur Unterbringung aller für die
Aufbauten erforderlichen Versorgungsleitungen, dadurch gelöst, dass der Gesamtquerschnitt
der Plattform aus einem System von einstegigen I-förmigen Plattenbalkenquerschnitten
und breiten mehrzelligen Hohlkastenquerschnitten besteht, wobei eine periodische
Abfolge von Plattenbalkenquerschnitt - mehrzelliger Hohlkastenquerschnitt - Plattenbalkenquerschnitt
- mehrzelliger Hohlkastenquerschnitt - u.s.w. vorgesehen ist (Fig. 1), dass die
Gesamtbreite eines einstegigen I-förmigen Plattenbalkenquerschnitts nur ein kleiner
Bruchteil von der Gesamtbreite eines mehrzelligen Hohlkastenquerschnittes ist, dass
jeder Plattenbalkenquerschnitt über die Bauwerkslänge in Verbindung mit den Bauwerks
stützen (Plattformstützen) ein stabiles statisch selbständiges Bauwerk bildet, dass
jeder breite mehrzellige Hohlkastenquerschnitt über die Bauwerkslänge in Verbindung
mit den Plattformstützen ein stabiles statisch selbständiges Teilbauwerk bildet,
dass die Teilbauwerke unmittelbar aneinander anschliessen und mit Fugenbändern,
übergangskonstruktionen, Einhängeplatten (Fig. 4) so miteinander verbunden sind,
dass eine statische Längsfuge entsteht, und dass durch das System der Teilbauwerke
ein einheitlicher architektonischer Charakter der Gesamtplattform mit geschlossener
ebener Untersicht und gleichen Stützenabmessungen nicht verhindert wird.
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eitere Merkmale der Erfindung sind folgende: Der breite mehrzellige,
in sich begehbare Hohlkastenquerschnitt ist über die Bauwerkslänge mit Feld- und
Stützquerträgern zu einem monolithischen Scheibensystem verbunden, das eine hohe
Torsions- und Biegesteifigkeit aufweist. Dadurch ist weitgehend die Anordnung von
dünnen Stahlpendelstützen möglich. Die aus den
den Stützen der
Aufbauten in die Plattform eingeleiteten Horizontalkräfte können durch das Scheibensystem
über relativ weite Strecken bis zu festen Betonstützen oder Widerlagern abgeleitet
werden.
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Das System der aneinander gereihten Teilbauwerke aus einstegigen I-förmigen
Plattenbalken und breiten mehrzelligen Hohlkästen ordnet jedem Hohlkastenbauwerk
zwei querträgerfreie, geschlossene, über die ganze Bauwerkslänge begehbare Randkammern
zu.
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Die Versorgungsleitungen aus den Aufbauten werden mit relativ kurzen
Quer-Stichleitungen aus oder über der Plattform in die Randleitungskammern zu den
Sammelleitungen geführt. Die Randleitungskammern sind jeweils durch die auskragenden
Fahrbahnplatten von den Teilbauwerken, den beidseitigen Balkenstegen und einer Einhängeplatte,,
die auf den auskragenden Teilen der Bodenplatten von den meilbauwerken statisch
bestimmt gelagert ist, gebildet.
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Die obere schmale längsfuge zwischen den Teilbauwerken ist durch handelsübliche
Übergangskonstruktionen (Gummi oder Fugenbänder) geschlossen. Eine Variante ist
zudem dadurch gegeben, dass die obere Zwischenplatte zwischen dem I-förmigen Plattenbalkenbauwerk
und dem mehrzelligen Hohlkastenbauwerk als Einhängeplatte ausgebildet wird.
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Die technische und wirtschaftliche Lösung der Baudurchführung unter
den besonderen Bedingungen eines fortwährenden Verkehrsbetriebes im Bebauungsgebiet
ist durch das Bauverfahren mit folgenden übergeordneten Merkmalen ermöglicht: a)
Verlegen des Baubetriebes einschliesslich der Transportmittel auf eine Ebene über
die Verkehrsbetriebsflächen, wobei mit den Transportmitteln die Bebauungszone in
ihrer ganzen Lange
Länge und Breite unabhängig vom Bebauungsgebiet
erreichbar ist.
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Damit ist ermöglicht, dass eine abschnittsweise Herstellung der Plattform
in Längsrichtung von einer geeigneten Stelle im Bebauungsgebiet, gleichzeitig beidseitig
nach links und rechts oder nur einseitig von einer Stirnfläche des Bauwerkes bis
zur anderen vollzogen werden kann.
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b) Der wiederholte Einsatz des gleichen lehrgerüstes in Längs-und
Querrichtung erfolgt durch ein Heben, Verfahren und Absetzen von kompakten Lehrgerüst-Teiltragwerken,
wobei die Handarbeit weitgehend auf das Einführen, das Anziehen und Lösen von Gewindeankern
beschränkt bleibt.
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Aus der periodischen Folge einstegiger I-förmiger Plattenbalken,
mehrzelliger Hohlkästen u.s.w. werden die beiden ersten I-förmigen Plattenbalkenbauwerke
zeitlich jeweils vor dem dazwischenliegenden mehrzelligen Hohlkastenbauwerk hergestellt.
Diese über die Bauwerkslänge vorgebauten Plattenbalkenbauwerke dienen während der
folgenden Bauzeit als Fahrbrücken für einen weitgespannten Portalkran, mit dessen
Hilfe das breite mehrzellige Hohlkastenbauwerk unabhängig vom Verkehrsbetrieb in
dem überbauten Gelände gebaut wird.
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Der Spannbeton der beiden vorgebauten einstegigen Plattenbalken und
der Spannbeton des dazwischenliegenden mehrzelligen Hohlkastens besitzt demnach
verschiedenes Alter und im Hinblick auf die unterschiedliche Belastung verschiedene
Vorspannung. Die Bauwerke erhalten dadurch unterschiedliche Kriech- und Schwindverkürzungen.
Eine gegenseitige Beeinflussung ist jedoch ausgeschaltet, da die Bauwerke auch im
Endzustand durch statische längsfugen getrennt bleiben.
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Weitere
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung
mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch
eine Brückenplattform gemäss der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie
b-b der Fig. 1; Fig. 3 Einen Schnitt längs der Linie a-a der Fig. 1; Fig. 4 einen
Querschnitt durch das I-förmige Bauwerk I mit den seitlichen Randkammern; Fig. 5
die erstellten I-förmigen Bauwerke I und II von der ersten Bauetappe; Fig. 6 einen
Querschnitt durch das I-förmige Bauwerk vor einer Stahlbetonstütze; Fig. 7 eine
Seitenansicht längs der Linie c-c der Fig. 6; Fig. 8 einen Querschnitt durch das
I-förmige Bauwerk II vor einer Stahlpendelstütze; Fig. 9 eine Seitenansicht längs
der Linie d-d der Fig. 8; Fig.10 eine Draufsicht auf die vorbetonierten Bauwerke
I und II; Fig.ll eine Seitenansicht des Bauwerkes gemäss Fig. 10; Fig.l2 die Anordnung
der Lehrgerüste zur Erstellung der Bauwerke I und II; Fig. 13
Fig.13
eine Draufsicht auf die Anordnung der Lehrgerüste gemäss Fig. 12; Fig. 14 die Anordnung
der Lehrgerüst-Trägerpakete mit angehängter Bodenschal-Tragtafel vom Bauwerk I bzw.
II; Fig.15 ein en Querschnitt durch ein lehrgerüst-Trägerpaket; Fig.16 einen Schnitt
längs der Linie e-e der Fig. 14; Fig.17 einen Schnitt längs der Linie f-f der Fig.
14; Fig.18 einen Portalkran auf den Bauwerken I und II zum Einbringen von Konstruktionsteilen
und Materialien; Fig.l9 einen Schnitt längs der Linie g-g der Fig. 18; Fig. 20 einen
Verfahrenszustand beim Ausrüsten der Bauwerke I und II; Fig.21 eine Draufsicht auf
die Bodenschal-Tragtafel gemäss Fig. 20; Fig.22 einen Schnitt längs der Linie h-h
der Fig. 21; Fig.23 -die Anordnung der Arbeits- und Montagebühnen am Bauwerk I bzw.
II; Fig.24 eine Seitenansicht eines Einzelträgers vom Rüst-Trägerpaket; Fig.25 die
Anordnung der Rüst-Trägerpakete und der Bodenschal-Tragtafel für einen Hauptträger
des Bauwerkes III; Fig.26
Fig.26 einen Schnitt längs der Linie
k-k der Fig. 25; Fig.27 die Aufhängekonstruktion der Bodenschal-Tragtafel an die
Rüst-Trägerpakete; Fig.28 einen Schnitt längs der Linie p-p der Fig. 27; Fig.29
einen Schnitt längs der Linie m-m der Fig. 26; Fig. 30 einen Schnitt längs der Linie
1-1 der Fig. 28; Fig. 31 einen Schnitt längs der Linie o-o der Fig. 28; Fig,32 eine
Draufsicht auf Felder der Bauwerke I, III, II, IV, V, wobei der erste Bauabschnitt
vom Feld III und das Bauwerk V eingerüstet sind; Fig.33 eine Zwischenbaustufe der
Bauwerke I, III, II, IV, V mit betoniertem ersten Bauabschnitt vom Bauwerk III;
Fig. 34 Ausrüsten der Hauptlängsträger vom Bauwerk III; Fig. 35 eine Draufsicht
auf den Bauzustand der Bauwerke I, III, II, IV, V mit betonierten Hauptlängs- und
Stützquerträgern, sowie Stellung des Portalkranes über dem Feld vom Bauwerk IV.
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E. Konstruktion:' Die genannten einstegigen I-förmigen Plattenbalken
sind durch die Bauwerke I und II dargestellt, das breite mehrzellige, in sich begehbare,
mit Feld- und Stützquerträgern ausgebildete Hohlkastenbauwerk durch das Bauwerk
III (vergl. Fig. 1). Der Querschnitt kann durch zusätzliche angegliederte Teilbauwerke
auf eine festgelegte Gesamtbreite erweitert werden.
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Die
Die Entfernung von Bauwerk I, Achse A, bis zu
Bauwerk II, Achse H beträgt hier 7xa (a = Abstand der Hauptlängsträger = Abstand
der Plattformstützen in Querrichtung).
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Im Hinblick auf die Katastrophensicherheit (Ausfall einer Bauwerksstütze)
soll das Mass Ra" die Länge von 7m nicht wesentlich überschreiten. Eine erheblich
geringere Entfernung bringt für die Lehrgerüstkonstruktion Platzschwierigkeiten
und ist zudem im Hinblick auf die Sichtverhältnisse im Bahngelände nicht anzustreben.
Das Bauwerk III überspannt demnach fugenlos eine Breite von 42m.
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Die Kammer zwischen Bauwerk I und Bauwerk III sowie zwischen Bauwerk
III und Bauwerk II ist durch in der oberen und unteren Platte montierten Einstiegsöffnungen
zugänglich und über die gesamte Bauwerkslänge mühelos begehbar. Beide Kammern (Randkammern)
stehen dem Hohlkastenbauwerk als Hauptversorgungsleitungskammern zur Verfügung.
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Die Abstützung der Bauwerke in den Baugrund (Plattformstützen) erfolgt
überwiegend durch runde Stahlrohr-Pendelstützen auf den Bahnsteigen. Da sie nur
Normalkräfte ableiten, ist eine äusserst platzsparende, die Bahngleise nicht beeinflussende
Gründung auf je einen Grossbohrpfahl oder Brunnen möglich.
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Durch den Scheibencharakter vom Bauwerk III werden die Horizontalkräfte
bis zu den Stahlbetonstützen abgeleitet. Die Stützenteilung der auf der Plattform
errichteten Gebäude wird so geordnet, dass die I-förmigen Plattenbalkenbauwerke
aus den Aufbauten vergleichsweise kleine oder überhaupt keine Horizontalkräfte erhalten.
Erhält zudem der Steg vom jeweiligen I-förmigen Plattenbalkenbauwerk die gleichen
Abmessungen wie die Hauptlängsbalken vom Hohlkastenbauwerk (das ist aus arbeitstechnischen
Gründen zweckmässig), ist seine Torsions-und Biegesteifigkeit immer ausreichend
eine Anordnung von -Stahlsendelstützen
Stahlpendelstützen und Betonstützen
zu treffen, die architektonisch im Einklang mit den Stützen vom Hohlkastenbauwerk
steht. Der einheitliche Charakter einer grossflächigen, mit ebener Untersicht versehenen
Gesamtplattform wird durch das System der Teilbauwerke nicht gestört. Die einstegigen
Plattenbalkenbauwerke sind jeweils auf den Betonstützen bzw. Widerlagern torsionssteif
gelagert.
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F. Bauverfahren: F.1 Erste Bauetappe: Herstellung der Bauwerke I und
II: Von den Bauwerken I und II (Fig. 1) wird jeweils ein Teil querschnitt als 1-förmiger
Spannbetonträger über die gesamte Bauwerkslänge betoniert und auf den Bahnsteigen
über Stahlpendelstützen bzw. Stahlbetonstützen in den Baugrund abgestützt (vergl.
Fig. 5, 6, 7, 8, 9). Die obere links und rechts vom Steg auskragende Platte wird
aus arbeitstechnischen Gründen (Stellung vom Behrgerüst) zu einem späteren Zeitpunkt
auf die endgültige Kraglänge ergänzt (vergl. Fig. 4). Das statische Tragverhalten
vom Endquerschnitt gegenüber dem Teil querschnitt bleibt nahezu unverändert. Die
Stege der beiden I-förmigen Spannbetonträger sind nach statischer Zweckmässigkeit
in den Feldern als Hohl querschnitt und über den Stützen als Voll querschnitt ausgebildet.
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Jeder der beiden I-förmigen Spannbetonträger kann bei entsprechender
Bauwerkslänge aus aneinander gekoppelten und betonierten Bauabschnitten gebaut werden.
Dabei ist es freigestellt, ob der erste Bauabschnitt an einer geeigneten Stelle
in den Gleisfeldern beginnt und dann von diesem Abschnitt nach links und rechts
vorgebaut wird, oder ob der Bauablauf nur in eine Richtung (von einer stirrlse i
t
Stirnseite zur anderen) vollzogen wird (vergl. Fig. 10, 11).
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F.1.1 Herstellen der Unterbauten, das sind die Fundamente und Bauwerksstützen
für die Bauwerke I und II: Die I-förmigen Spannbetonträger der Bauwerke I und II
sind auf den Bahnsteigen jeweils nur auf eine Stahlpendelstütze oder Stahlbetonstütze
abgestützt. Ihre Fundamente bestehen je nach den örtlichen Bodenverhältnissen aus
einem Blockfundament, aus Grossbohrpfählen oder Brunnen.
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Die vorgefertigten, etwa 6m langen Stahlpendelstützen werden zweckmässig
auf einem Eisenbahnwaggon angefahren und mit einem leichten Hebezeug auf die Fundamente
montiert.
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Diese Arbeiten auf den Bahnsteigen bringen keine Störung des Zugbetriebes;
sie sind wegen des geringen Umfanges relativ schnell abgeschlossen.
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F.1.2 Montage des Lehrgerüstes für die I-förmigen SpnnnbeConträger
der Bauwerke I und II: Auf den Bahnsteigen, links und rechts neben der Bauwerksstütze,
werden zwei etwa 5,50m hohe Rüsttürme 1 fur die Lehrgerüstträger montiert (vergl.
Fig. 1?, 13). Die Behrgerüstträger werden als vorgefertigte kompakte Rüst-Trägerpakete
2 und 3 über dem Iiichtraumprofil i" im Abstand llel' links und rechts vom Spannbetonträger
auf die Rüsttürme 1 versetzt. Sie überspannen jeweils ohne Zwischenabstützung ein
Gleisfeld bis zu den Bahnsteigen.
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Das Abtragen der Betonierlasten erfolgt in Querrichtung auf an die
Rüst-Trägerpakete montierte vorgefertigte grossflächige Bodenschal-Tragtafeln (vergl.
Fig. 14, 16, 17). Für den Montagevorgang der Rüst-Trägerpakete stehen mehrere Möglichkeiten
offen.
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Eine
Eine Möglichkeit ist folgende: Die Rüst-rägerpakete
werden als vorgefertigte Tragelemente auf Eisenbahnwaggons angefahren und mit einem
Autokran auf die Rüsttürme 1 gehoben. In jedem Gleisfeld (von Bahnsteig zu Bahnsteig)
sind für den I-förmigen Spannbetonträger zwei Rüst-Trägerpakete zu versetzen. Für
die Dauer des Hochhebens muss das betroffene Gleisfeld für den Zugverkehr gesperrt
bleiben. Diese Arbeiten stellen jedoch zeitlich und mit ihrem Aufwand nur einen
kleinen Bruchteil von der Gesamtbaumassnahme dar. Zudem ist die Störung des Zugbetriebes
jeweils nur auf ein Gleisfeld und auf wenige Stunden- begrenzt.
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Die Montage der Bodenschal-Tragtafeln wird mit einem leichten, auf
den Obergurten der Rüst-Trägerpakete 2 und 3 fahrbaren Hebegerät bewerkstelligt.
Mit dem Hebegerät werden die vorgefertigten Tafeln vom Lagerplatz (Eisenbahnwaggon
oder Bahnsteig) hochgezogen, unter den Rüst-Trägerpaketen über dem LichtraumProfil
verfahren und an die Rüst-Irägerpakete 2 und 3 montiert.
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Die betonierten und vorgespannten I-förmigen Spannbetonträger der
Achse "Al' und 'tH'l bilden, mit Kranschienen versehen, die Fahrbrücken für einen
in Querrichtung gespannten Portalkran (vergl. Fig. 18, 19).
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F.2 Zweite Bauetappe: Herstellen eines steifen stabilen Trägerrostes
als Deilbauwerk vom Bauwerk III: Bedingt durch die Stellung des Lehrgerüstes wird
vom Bauwerk III vorerst nur ein stabiler monolithischer Trägerrost gebaut. Der Trägerrost
besteht hier (vergl.
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Fig. 1) aus den I-förmigen Hauptlängsträgern der Achse B, C, D, E,
F, G und aus Stützquerträgern. Die Ergänzung zum
zum geschlossenen
monolithischen Hohlkastenbauwerk erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt durch Betonieren
der fehlenden Teil stücke aus der oberen und unteren Platte sowie der Felaquerträger.
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Der statische Verbund dieser nachträglich betonierten Teilstücke
mit dem Trägerrost ist durch Anschlusseisen sowie eine obere und untere Quervorspannung
sichergestellt. Bei einer im Bauzustand provisorischen torsionssteifen Abstützung
der Hauptträger können als Variante auch die Stützquerträger nachträglich betoniert
werden.
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Der Bauablauf für den Trägerrost vom Bauwerk III ordnet sich wie
folgt: F.2.1 Montieren eines in Querrichtung auf die beiden I-förmigen Spannbetonträger
der Achse A und Achse H abgestützten PDrtalkranes.
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F.2.2 Ausschalen der vorbetonierten Spannbetonträger in Achse A und
Achse H.
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F.2.3 Aufstellen von Montagebühnen für die Herstellung der Rüst-Trägerpakete.
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F.2.4 Zusammenbau der Rüst-Trägerpakete einschliesslich der Aufhängekonstruktion
für die Bodenschal-Tragtafeln.
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F.2.5 Aufstellen der Stahlpendelstützen und Rüsttürme auf die Bahnsteige.
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F.2.6 Versetzen der Rüst-Trägerpakete für den ersten Betonierabschnitt
vom Trägerrost.
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F.2.7
F.2.7 Versetzen und Montieren der Bodenschal-Tragtafeln
für den ersten Betonierabschnitt vom Trägerrost.
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F.2.8 Versetzen und Montieren der Seitenschaltafeln für die I-förmigen
Hauptlängsträger vom ersten Betonierabschnitt.
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F.2.9 Bewehren, Betonieren und Vorspannen vom ersten Betonierabschnitt.
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F.2.10 Verfahren der Lehrgerüstkonstruktion vom ersten Betonierabschnitt
und Montieren im zweiten und dritten Betonierabschnitt.
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F.2.11 Bewehren, Betonieren und Vorspannen vom zweiten und dritten
Betonierabschnitt.
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Zu F.2.2 Ausschalen der vorbetonierten Spannbetonträger in Achse A
und Achse H.
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Durch Festklemmen der quergespannten Bodenschal-Tragtafeln an die
unteren Flansche des betonierten I-förmigen Spannbetonträgers können die beidseitigen
Aufhänge-Gewinde anker der Bodenschal-Tragtafeln von den Rüst-Trägerpaketen 2 und
3 gelöst werden, so dass die Bodenschal-Tragtafeln frei von den Rüst-Trägerpaketen
auf den I-förmigen Spannbetonträger hängen (vergl. Fig. 20).
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Die Rüst-Trägerpakete werden dann auf den Rüsttürmen 1 geringfügig
in Querrichtung verschoben (oder mit dem Portalkran gehoben), so dass sie zum I-förmigen
Spannbetonträger 1tA?t die Querentfernung "e e + w" haben. In dieser neuen Endstellung
bildet das Rüst-Trägerpaket 3 bereits das für den I-förmigen Hauptlängsträger B
benötigte Rüst-Trägerpaket.
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Die
Die durch die kurze Querverschiebung der Rüst-Trägerpakete
entstandenen Zwischenräume "e + wr' vom I-förmigen Spannbetonträger in Achse A zu
den Rüst-Trägerpaketen 3 reichen aus, um die Seitenschalungen des I-förmigen Spannbetonträgers
in grossflächigen Teilstücken quer herauszuziehen und mit dem Portalkran über dem
Lichtraumprofil bis zu einem geeigneten Lagerplatz (Bahnsteig oder Waggon) zu fahren
und abzusenken. Die vorerst an die unteren Flansche des betonierten Spannbetonträgers
geklemmten Bodenschal-Tragtafeln dienen dabei als Arbeitsbühne (Standbühnen).
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Nach dem Entfernen der Seitenschalungen von den I-förmigen Spannbetonträgern
werden die Bodenschal-Tragtafeln an die Seile der Kranlaufkatzen gehängt und nach
dem Lösen der Klemmbolzen mit dem Kran über dem Lichtraumprofil zu einem geeigneten
Lagerplatz (Bahnsteig oder Eisenbahnwaggon) gefahren.
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Zu F.2.3 Aufstellen von Arbeits- und liagerbühnen für die Herstellung
der Rüst-Trägerpakete.
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Die als Kranbühnen vorbetonierten I-förmigen Spannbetonträger in
Achse A und H und die seitlich jeweils in der Entfernung "e + w'l von den Spannbetonträgern
in Stellung gebrachten Rüst-Trägerpakete 2 und 3 bieten die Möglichkeit, schnell
und billig über die ganze Bauwerkslänge Arbeitsbühnen und Lagerstellen für die Herstellung
der Rüst-Trägerpakete vom mehrzelligen Hohlkastenbauwerk zu montieren. Fig. 23 zeigt
rechts von der Achse A die aus Kanthölzern und Bohlen zusammengebaute Bühne 5 mit
zwei auf dieser Bühne zusammengebauten Rüst-Trägerpaketen 4.
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In Achse A bewegt sich die Fusstütze vom Prrtalkran. Die Bühne 5
links von A wird als Fussgängersteg oder Lagerplatz verwendet (vergl. hierzu Fig.
18).
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Zu
Zu F.2.4 Zusammenbau der üst-rägerakete einschliesslich
der Aufhängekonstruktion für die Bodenschal-Tragtafeln.
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Die Lasten der I-förmigen -Hauptlängsträger vom Trägerrost wirken
im Betonierzustand in Querrichtung über die Bodenschal-Dragtafeln auf das jeweils
links und rechts vom I-förmigen Hauptlängsträger geführte Rüst-Trägerpaket. Die
Rüst-Trägerpakete für den Trägerrost werden nach statischen Erfordernissen aus mehreren
Einzelträgern (in der Regel drei bis mer Stück) zu einem kompakten Gesamttragglied
zusammengebaut. Als Einzelträger werden dabei handelsübliche parallelgurtige stählerne
Fachwerkträger, z.B. System Mannesmann, verwendet. Sie werden in genormten Teilstücken
geliefert und auf den Herstellbühnen 5 zu der erforderlichen Gesamtlänge zusammengebaut.
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Es ist ein Kennzeichen des beschriebenen Btuserfahrens, dass die Rüst-Trägerpakete
auch beim wiederholten Einsatz als komplette Gesamttragglieder verfahren, versetzt
und gehoben werden, dass die Bodenschal-Tragtafeln als grossflächige kompakte Elemente
mit dem Portalkran unter die Rüst-Trägerpakete gefahren und dann mit örtlich eingeführten
Gewindeankern an die Rüst-Trägerpakete geschraubt bzw. durch Lösen der Gewindeanker
von den Rüst-Trägerpaketen gelöst werden.
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Um eine statisch einwandfreie Wirkung und eine störungsfreie Anwendung
für die Montage zu ermöglichen, muss die konstruktive Beschaffenheit der ;Rüst-Trägerpakete
und der Bodenschal-Tragtafeln zwei wesentliche Voraussetzungen erfüllen: a) Die
durch die Aufhänge-Gewindestäbe punktförmig eingeleitete Last muss auf alle drei
bzw. vier Einelträger des Rüst-Trägerpaketes gleichmässig verteilt werden
werden,
damit jeder Einzelträger die .gleiche Durchbiegung erhält.
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b) Die Aufhängung der Bodenschal-Tragtafeln an die beiden Rüst-Trägerpakete
darf an keine Aufhänge-Zwangspunkte der Rüst-Trägerpakete gebunden sein, d.h. der
jeweilige Aufhängegewindestab'muss in Längsrichtung unabhängig von der konstruktiven
Gestaltung der Rüst-Trägerpakete in gewissen Grenzen verschiebbar sein; ebenso muss
die Bodenschal-Tragtafel in Querrichtung für den Aufhängegewindestab eine gewisse
Lage-Toleranz ermöglichen. Ansonsten würde das Versetzen der grossflächigen Bodenschal-Tragtafeln
wegen auf der Baustelle nicht realisierbarer Passgenauigkeiten scheitern.
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Beschreibung des Rüst-Trägerpaketes (Fig. 25, 27, 28, 29, 30, 31).
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Die fachwerkartigen parallelgurtigen Rüstträger werden unter den Obergurten
mit Winkeleisen o.ä. 10.3 in Querrichtung steif verbunden. An den Untergurten der
Fachwerkträger sind jeweils neben den Fachwerkknoten I-förmige Stahlträger 10.4
als lastverteilende Querträger befestigt. Über diesen lastverteilenden Querträgern
und zwischen den fachwerkartigen Einzel trägern sind in Längsrichtung zwei I-förmige
Stahlträger 10.5 geführt. In diesem zusammengebauten Gesamtsystem bildet das Rüst-Trägerpaket
ein kompaktes Gesamttragglied.
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Beschreibung der Bodenschal-Tragtafel (Fig. 21, 27).
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Die Bodenschal-Tragtafel besteht aus einem Oberteil 10.1 (Stahl oder
Holzkonstruktion mit Schalung) und aus einem Unterteil 10.2. Beide Teile sind starr
miteinander verbunden. Das Unterteil besteht aus Stahlträgern.
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Zu
Zu F.2.5 Aufstellen der Stahlpendelstützen und
Rüsttürme auf die Bahnsteige. Fig. 18, 19 veranschaulichen die Arbeitsvorgänge.
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Die etwa 6m langen Stahlpendelstützen werden vom Lagerplatz (zweckmässig
direkt vom Eisenbahnwaggon, auf dem sie geliefert wurden) mit dem Portalkran gehoben,
über dem Lichtraumprofil verfahren und auf die Fundamente am Bahnsteig versetzt.
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Die etwa 5,5m hohen Rüsttürme werden im zusammengebauten Zustand
angefahren oder auf einem Bahnsteig bzw. auf den Bühnen 5 zusammengebaut, mit dem
Portalkran über dem Lichtraumprofil verfahren und auf die Fundamente am Bahnsteig
abgesetzt.
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Zu F.2.6 Versetzen der Rüst-Irägerpakete für den ersten Betonierabschnitt
vom Trägerrost.
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Fig. 32 zeigt eine Draufsicht auf den Bauzustand. Auf die über die
Bauwerkslänge vorbetonierten I-förmigen Spannbetonträger in Achse A und H sind die
Herstell-und Arbeitsbühnen 5 gesetzt. Der erste Betonierabschnitt des Trägerrostes
vom Bauwerk III (zwischen Achse A und H) hat die Länge L 1.
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Mit dem Portalkran werden die auf der Bühne 5 zusammengebauten Rüst-Trägerpakete
4 über dem Lichtraumprofil eingefahren und auf die Rüsttürme 1 abgesetzt. In der
Reihe P ist für die Erweiterung des Bauwerkes in Querrichtung bereits der einstegige
I-förmige Spannbetonträger analog Bauwerk I bzw. II dargestellt (vergl. hierzu auch
Fig. 1S, 19).
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Zu
Zu F.2.7 Versetzen und Montieren der Bodenschal-Tragtafeln
für den ersten Betonierabschnitt vom Trägerrost.
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Die in F.2.4 beschriebenen Bodenschal-Tragtafeln werden auf der Montagebühne
5 aus Einzelteilen zusammengebaut und mit dem Portalkran als komplette Elemente
verfahren, zwischen je zwei Rüst-Trägerpakete abgesenkt, um 900 gedreht und an die
Untergurte der Rüst-Trägerpakete mit Gewindeankern befestigt. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, die Bodenschal-Tragtafeln im vorgefertigten Zustand mit dem Portalkran
vom Lieferwaggon zu heben und zu versetzen.
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Zu F.2.8 Versetzen und Montieren der Seitenschaltafeln für die I-förmigen
Hauptlängsträger vom ersten Betonierabschnitt.
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Nach dem Montieren der Bodenschal-Tragtafeln werden die auf den Bühnen
5 zusammengebauten Seitenschaltafeln 6 mit dem Portalkran verfahren, auf die Bodenschal-Dragtafeln
gestellt und stabilisiert.
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Zu F.2.9 Bewehren, Betonieren und Vorspannen vom ersten Betonierabschnitt.
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Die Spannrichtung der I-förmigen Hauptlängsträger vom Trägerrost
ist senkrecht zu den Gleisen. Zwangsläufig muss sich der Herstellplatz für die Vorspannkabel
und die schlaffe Armierung in die gleiche Richtung ausbreiten.
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Die Herstellung der Vorspannkabel aus Spannstahl, Umhüllungsrohren
und Ankerköpfen erfolgt in der Regel und auch hier auf der Baustelle. Die Spannbetondrähte
werden in Ringen auf die Baustelle- trans-ortiert und dort auf langen Arbeitsbühnen
mit Montagemaschinen auf die erforderliche
erforderliche Länge
abgelängt und mit den Umhüllungsrohren und Ankerköpfen zusammengebaut. Die dafür
benötigten langen Herstellbühnen sind durch die Bühnen 5 bereitgestellt.
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Fig. 33 zeigt den ersten Betonierabschnitt mit der Länge L 1 vom
Trägerrost. Die I-förmigen Hauptlängsträger B, C,D,E,F,G sind mit den Stützquerträgern
über den Bahnsteigen B 3 und B 6 zu einem stabilen Tragsystem zur am menmontiert.
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Zu F.2.lO Verfahren der Behrgerüstkonstruktion vom ersten Betonierab
schnitt und Montieren im zweiten und dritten Betonierabschnitt.
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Für den Baufortschritt und den wirtschaftlichen Erfolg hat neben
einer schnellen, vom Verkehr in den Verkehrsbetriebsflächen unabhängigen Montage
die Demontage gad das Verfahren und Versetzen der nach dem Betonieren freigewordenen'lehrgerüstteile
in die folgenden Betonierabschnitte gleichrangige Bedeutung, zumal der zeitliche
Ablauf für die Demontage und das Verseten der Lehrgerüstteile durch die gegenseitige
konstruktive Abhängigkeit (Aufbau des Behrgerüstes) im Hinblick auf das Lichtraumprofil
zwangsweise vorgegeben ist. Fig. 25 veranschaulicht, dass die Rüst-Trägerpakete
4 erst dann mit dem Portalkran hochgehoben, verfahren und versetzt werden können,
wenn die Verbindung mit den Bodenschal-Xragtafeln gelöst ist. Ein Absenken der Bodenschal-Tragtafeln
in die darunter liegenden Gleisfelder und der dann folgende Transport der grossflächigen
Elemente über die Gleisfelder ist in der Regel wegen des Zugbetriebes verhindert,
zudem wäre dieser Arbeitsvorgang schwierig und langwierig.
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Yorgang .
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Vorgang beim Ausrüsten: a) Verfahren und Versetzen der Rüst-Trägerpakete.
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Die an die Rüst-Trägerpakete mit Aufhänge-Gewindeankern befestigten
Bodenschal-Tragtafeln werden vorerst jeweils mit vier Ankerbolzen an die unteren
Flansche der I-förmigen Hauptlängsträger vom Trägerrost geschraubt, sodann werden
die Aufhänge-Gewindeanker von den Rüst-Trägerpaketen gelöst (vergl. Fig.
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34). Di e zu Die Bodenschal-Tragtafeln hängen dann unabhängig von
den Rüst-Trägerpaketen auf den vorbetonierten Hauptlängsträgern. Mit dem Portalkran
werden die jetzt freigewordenen Rüst-Trägerpakete gehoben, in den nächsten Betonierabschnitt
gefahren und auf die Rüsttürme abgesetzt (Fig. 33 zeigt die versetzten Rüst-Trägerpakete
im zweiten und dritten Betonierabschnitt).
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b) Verfahren der-Seitenschalungen 6 von den I-förmigen Hauptlängsträgern
des Trägerrostes.
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Nachdem die Rüst-Trägerpakete 4 mit dem Portalkran in die nächsten
Betonierabschnitte versetzt sind, werden die Seitenschalungen der Eiförmigen Hauptlängsträger
seitlich herausgezogen. Die angehängten Bodenschal-Tragtafeln dienen dabei als Arbeits-Standbühnen.
Die Seitenschaltafeln werden zunächst auf dem betonierten Trägerrost gelagert und
nach dem Verfahren und Wiedermontieren der Bodenschal-Tragtafeln an die Rüst-Trägerpakete
im zweiten und dritten Bauabschnitt auf diese versetzt und stabilisiert.
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c) Verfahren und Wiedermontieren der Bodenschal-Tragtafeln in den
zweiten und dritten Betonierabschnitt (vergl.
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Fig. 34).
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Die
Die an die unteren Flansche der Hauptlängsträger
geklemmten Bodenschaltafeln werden jeweils an die Seile der Kranlaufkatzen befestigt.
Nach dem Lösen der Klemmbolzen wird jede Schalttafel mit dem Portalkran unter dem
darüber liegenden I-förmigen Hauptlängsträger vom Drägerrost bis zur Bauwerks stütze
am Bahnsteig gefahren. Da ein Weitertransport zunächst durch die Bahnsteigstütze
verhindert ist, muss die Schaltafel einseitig abgelassen werden. Sie wird dann in
lotrechter Ebene hochgezogen und in diesem Zustand über dem Lichtraumprofil bis
zum Bahnsteig vor dem Feld wo sie benutzt wird, gefahren, in horizontale Stellung
gebracht, unter den Rüst-Irägerpaketen zur Einsatzstelle gefahren und an die -Rüstträger
montiert.
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d) Transport der Rüsttürme vom ersten Betonierabschnitt in den vierten
Betonierabschnitt.
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Bei langen Bauwerken werden die Rüsttürme in der Regel zwei oder
drei Betonierabsohnitte vorgehalten, wobei das Aufstellen dieser stürme, wie im
Abschnitt F.l.l beschrieben, mit dem Portalkran erfolgt.
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Ein Transport der freigewordenen Rüsttürme aus den betonierten Abschnitten
in Langsrichtung kann wieder mit dem Portalkran erfolgen. Die üsttürme werden auf
die Seile der Kranlaufkatzen gehängt, etwas gehoben und um 900 gedreht. In dieser
Stellung können sie zwischen den betonierten HauDtlängsträgern vom Trägerrost hochgezogen
und in die vorgesehenen Betonierabschnitte gefahren werden.
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G.
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G. Erweiterung der Konstruktion in Querrichtung.
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Das periodische System der Teilbauwerke lässt eine unbegrenzte Erweiterung
der Konstruktion in Querrichtung zu.
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In Achse P (Fig. 35) wird wie in Achse A und H ein einstegiges Plattenbalkenbauwerk
V errichtet. Zwischen den einstegigen I-förmigen Plattenbalkenbauwerken II und V
wird das Bauwerk IV analog zum Bauwerk-III errichtet.
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G.1 Umsetzen zuder Lehrgerüstkonstruktion vom Bauwerk III in das Baugelände
vom Bauwerk IV.
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a) Nach der Fertigstellung vom Trägerrost im Bauwerk III wird in
Querrichtung über den I-förmigen Hauptlängsträgern des Trägerrostes zwei Stahlträger
11 o.ä.
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gelegt, auf denen dann mit Hilfe des Portalkranes die Rüst-Trägerpakete
vom Bauwerk III der Reihe nach gelagert werden (vergl. Fig. 35).
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b) Nach dem Umsetzen des Portalkranes auf die vorbetonierten I-förmigen
Hauptträger in Achse H, P werden die auf den Stahlträgern 11 vom Trägerrost III
gelagerten Rüst-Trägerpakete-Stück für Stück in Querrichtung auf die Bühne 5 rechts
von H verschoben und mit dem Portalkran auf die Rüsttürme im Baugelände IV versetzt.
Der weitere Bauablauf ist analog wie beim Bauwerk III.
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J. Durch die Erfindung erzielbare Vorteile.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile betreffen: a) Die Funktion
der Plattform.
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Die mit der Erfindung aufgezeigte Konstruktion der Plattform erfüllt
neben den statischen Anforderungen als
als Dragfundament für mehrgeschossige
Aufbauten auch die damit verbundenen funktionellen Anforderungen hinsichtlich einer
einwandfreien Unterbringung aller anfallenden Versorgungsleitungen.
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Durch die Anordnung von geräumigen querträgerfreien Randkammern können
zahlreiche dicke Hauptversorgungsleitungen in der Plattform untergebracht und auch
bei grossen Bauwerkslängen mit natürlichem Gefälle verlegt werden. Die Randkammern
sind durch Einstiegsöffnungen zugänglich und über die gesamte Bauwerkslänge begehbar.
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Die Gliederung der Gesamtplattform in statisch selbständige Teilbauwerke
ermöglicht auch noch nach mehreren Betriebs jahren schnell und einfach den Ein-
und Ausbau von langen Teilleitungen, oder das Verlegen von Fremdleitungen, z.B.
rechteckige Pakete von Fernmeldekabeln, Gas- oder Wasserleitungen, die bei einer
Bebauung des Bahngeländes ansonsten mit erheblichem Aufwand unter dem befahrenen
Gelände geführt werden müssen.
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Die statisch bestimmt gelagerten Einhängeplatten zwischen den Teilbauwerken
werden abgehoben und nach dem Verlegen der Leitungen wieder aufgesetzt (vergl.
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Detailschnitt von Zeichnung Blatt 1). Ein Teil der Leitungen (Kabel)
aus den Aufbauten kann selbstverständlich nach wie vor in den Zwischenkammern des
mehrzelligen begehbaren Hohlkastens über statisch realisierbare Öffnungen in den
Querträgern geführt werden.
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Durch die statische Trennung der Gesamtplattform in selbständige Teilbauwerke
ist das für das Bauverfahren wichtige Vorbetonieren von den schmalen I-förmigen
einsteien
einstegigeXlattenbalkenbauwerken ermöglicht. Eine gegenseitige
Beeinflussung der unterschiedlichen Kriechverkürzungen von den Teilbauwerken und
die damit verbundenen kritischen Folgen für die Rissesicherheit sind ausgeschaltet.
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b) Das Bauverfahren zur Herstellung der Plattform.
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Das aufgezeigte Bauverfahren bietet gegenüber den Methoden nach dem
"bekannten Stand der Technik" nicht nur erhebliche wirtschaftliche Vorteile, sondern
schafft ion vielen Fällen durch die universelle Anwendbarkeit (z.B. für die Überbauung
von breiten und langen Gleisfeldern im Bereich von Bahnhöfen) überhaupt erst die
Voraussetzung, dass die Baudurchführung technisch mit vertretbarem Aufwand durchführbar
ist.
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Durch die Montage eines weitgespannten Portalkranes auf zwei vorbetonierte
schmale Teilbauwerke der Gesamtplattform werden der Baubetrieb und die Transportwege
für die Herstellung einer breiten und beliebig langen Teilplattform auf eine Ebene
über dem Lichtraumprofil der Verkehrsbetriebsfläche verlegt, wodurch der Bauablauf
im "Parallelbetrieb" ohne Störung des Zugbetriebes rationell und relativ gefahrlos
betrieben wird.
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Montage oder Verschiebebühnen vor oder hinter dem Bauwerk werden
nicht gebraucht. Demnach kann das Bebauungsgelände beidseitig (an den Stirnseiten
der Plattform) unmittelbar durch bebaute, also für den Baubetrieb der Plattform
nicht zugängliche Begrenzuflächen abgeschlossen sein. Eine abschnittsweise Herstellung
der Plattform in Längsrichtung durch wiederholten
wiederholten
Einsatz vom Lehrgerüst der Teilabschnitte ist ohne Störung des Bahnbetriebes ermöglicht,
wobei der Baubeginn von einer geeigneten Stelle im Bebauungsgebiet gleichzeitig
von links nach rechts oder nur einseitig von einer Stirnseite zur anderen vollzogen
werden kann.
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Zudem ergeben sich erhebliche wirtschaftliche Vorteile dadurch, dass
das Einrüsten, Sinschalen, das Ausschalen und das Umsetzen der Lehrgerüstkonstruktion
ohne Störung der Verkehrsbetriebsflächen maschinell durch Heben, Verfahren und Absetzen
von grossflächigen, kompakten Schal- und Rüstträgerelementen erfolgen kann, wobei
die grossflächigen kompakten Schal- und 2üstträgerelemente ohne Zerlegen in Einzelteile
und wiederholten Zusammenbau der Einzelteile während der ganzen Bauzeit erhalten
bleiben.
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Die Handarbeiten für das Verbinden und Lösen der Schal-und Rüstträgerelemente
miteinander und voneinander bleiben weitgehend auf das Einführen, Festklemmen-und
Lösen von Aufhänge-Gewindeankern beschränkt.
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Das in Absatz E, F beschriebene und mit Zeichnungen erläuterte Beispiel
einer Gleisüberbauung verdeutlicht, dass bei einer Plattform mit fünfzehn Hauptlängsträgern
und einer Gesamtbreite von 14 x 7 + 2 x 7 = 112m nur drei Hauptlängsträger mit einer
Gesamtbreite von 3 x 4 = 12m konventionell eingerüstet werden.
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Für das Einrüsten dieser drei flauDtträger (das sind die vorbetonierten
I-förmigen Spannbetonträger vom Bauwerk I, II, V) braucht nur jeweils ein Gleisfeld
für die Dauer des Hochhebens der beiden links und rechts vom Hauptträger in Stellung
gebrachten äjatraSernakete
Trägerpakete gesperrt werden. Allgemein
heisst das, dass von 'tnt' befahrenen Gleisfeldern höchstens ein Gleisfeld für wenige
Stunden stillgelegt werden muss.
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Nach dem Hochheben der jeweils zwei Rüst-Trägerpakete auf die Rüsttürme
sind die weiteren Arbeiten ohne Störung des Zugbetriebes durchführbar.
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Der im beschriebenen Beispiel (Absatz E, F) verwendete Portalkran
hat hier eine lichte Spannweite von 49m. Seine maximale Tragkraft soll bei 22 bis
25 to liegen. Damit ist der Aufwand für die Xrankonstruktion erheblich unter den
im Brückenbau üblichen Verlege- bzw. Vorbaugeräten.
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Patentansrüche