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Kabel für Schrägkabelbrücken aus Spannbeton Für Schrägkabelbrücken
in Spannbeton-Ma.uweise eignen sich die beim Stahlbrückenbau verwendeten patentverschlossenen
Seile sowie Paralleldrahtbündel als Tragkabel nicht, weil sie keine ausreichende
Steifigkeit haben; eine große Nachgiebigkeit der Kabel würde nämlich eine große
Durchbiegung des Versteifungsträgers unter Verkehrslasten - verbunden nit den entsprechenden
Zwängungen - zur Folge haben. Ferner müssen bei der bekannten Ausbildung alle Einzeldrähte
gleichzeitig gespannt werden, wofür schwere Spanneinrichtungen errorderlich sind,
wobei zu berücksichtigen ist, daß im Spannbetonbrückenbau erheblich höhere Listen
aufzunehmen sind als bei Stahlbrücken.
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Bei bekannten abgespannten Spannbeto-abrticken wurden darum als Tragkabel
meist Spannbetonzügel verwendet. In Fertigteil-Bauweise werden die als Fertigteile
hergestellten Spannzügel auf einem Gerüst ausgerichtet, die Spannglieder eingefädelt,
die Fuger. geschlossen und die Spannzlieder angespannt. Bei Bauweise nn-Crtbeton
werden zuerst die Spannglieder auf einer Rüstung in der Schalung verlegt, wonach
der
Betonquerschnitt an Ort gegossen und anschließend vorgespannt wird. Diese Spannbetonzügel
sind verhältnismäßig-dick, weshalb sie nur in großen Abständen angeordnet werden
können. Dies erfordert große Aufwendungen für die Einrüstung der Überbauten und
macht beispielsweise eine Uberbauherstellung im freien Vorbau sehr schwierig, weil
die Bewältigung der großen Kragmomente einen enormen Spannstahlaufwand erfordern
würde, welcher nicht nur kostspielig, sondern für den Endzustand der Brücke sogar
schädlich wäre da der Querschnitt des Versteifungsträgers in diesem Zustand die
Horizontalkomponente der Schrägkabel aufzunehmen hat.
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Es wurden daher bereits andere Zügel für SpannbetonbMLcken entwickelt,
die für wesentlich kleinere Kräfte ausgelegt sind und bei denen der Betondruckquerschnitt
durch ein dickwandiges Stahlrohr ersetzt wurde, in welchem sich die Spanndrähte
befinden. Auch diese Zügel benötigen zu ihrer Montage eine Gerüstkonstruktion, welche
den ganzen Bereich der Seilebenen umfaßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel für Schrägkabelbrücken
aus Spannbeton; zu schaffen, das eine Montage ohne die geschilderten Schwierigkeiten
erlaubt.
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Das Kabel soll bei einfachem Aufbau und möglichst niedrigem Gewicht
eine hohe statische und dynamische Festigkeit sowie verhËltnismäßig geringe Längenänderungen
infolge Verkehrslasten aufweisen.
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Zur Lösung dweser Aufgabe ist ein Kabel der eingangs beschriebenen
Art gemäß der Erfindung dadurch gekenn eichnet, daß eine durch mindestens einen
Strang gebildete Kabelseele vorgesehen ist, die im wesentlichen über ihre ganze
Länge
von Spannsträngen umgeben ist. Dadurch ist es in vorteilhafter
Weise möglich, zunächst nur einen vormontierten Teil des Kabels hochzuziehen, der
aus der Kabelseele und Hüllrohren für die Spanndrähte besteht und ein geringeres
Gewicht hat als das fertige Kabel. Dieser vormontierte Kabelteil kann mit verhältnismäßig
einfachen Vorrichtungen in die Montagelage gebracht werden, wonach die Spannstränge
nacheinander durch Einziehen von Spanndrähten, insbesondere Spanndrahtbiindeln vervollständigt
werden können. Bei der Montage des vormontierten Teiles des Kabels werden die auftretenden
Zugkräfte von den Stahlsrängen der Kabelseele aufgenommen, wobei das Kabel in diesem
Montagezustand besonders flexibel ist, weil die Kabelseele mehrere Einzel-Stahlstränge
geringen Querschnitts enthält und auch die äußeren Hüllrohre flexibel sind. Aufgrund
dieser Flexibilität sind diese Kabel einfach hochzuziehen, wobei eine Rastung entbehrlich
ist.
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Da die Spannstränge erst nachträglich eingezogen werden, können sie
beim Hochziehen des vormontierten Kabelteiles auch nicht beschädigt werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Verwendung des beschriebenen
Kabels beim Bau der mindestens einen Pylon und einenÜberbau aufweisenden SchrägZabelbrücke.
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Gemäß der Erfindun-g'ist vorgesehen, daß das vormontierte Kabel nach
der Erstellung des Pylonen an diesem hochgezogen und dann am Pylon und am Überbau
verankert und anschließend nach Einziehen der Spanndrahtbündel gespannt wird. Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wennnach dem Hochziehen des vormontierten Kabels die Spanndrahtbündel
mit zunehmendem Baufortschritt und zunehmender Belastung des Kabels nacheinander
eingezogen und gespannt werden, so daß die Anzahl
der Spannstränge
an die jeweils auftretenden Belastungen genau angepasst werden kann.
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Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert;
die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel mit den für die Erfindung wesentlichen
Teilen annähernd maßstabgerecht wieder. Diese Teile werden, soweit sie den Zeichnungen
nicht ohne weiteres zu entnehmen sind, anhand der Zeichnungen erläutert.
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Es sind dargestellt in Fig. 1 ein Ausschnitt einer Schrägkabelbrücke
vor der Montage des Tragkabels; teig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 während der Montage
des Tragkabels; Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 in vergrößerter
Darstellung; Fig. 4 der untere-Verankerungsbereich des Tragkabels gemäß Fig. 2 im
Axialschnitt und in vergrößerter Darstellung; Fig. 5 ein Schnitt nach der Linie
V-V in Fig. 4.
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Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist eine Schrägkabelbrücke aus Spannbeton
mindestens einen Pylon 1 auf, an den mit Tragkabeln 2 ein Überbau 3 angehängt wird.
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Das Tragkabel 2 ist durch eine Kabelseele 4 und eine Vielzahl um diese
angeordnete Spannstränge 5 gebildet, die am Außenumfang der Kabelseele 4 abgestützt
sind; bei der dargestellten Anordnung stützen sich die Spannstränge 5 auch aneinander
ab, so daß eine gleichmäßige Verteilung dieser Spann stränge über den Umfang der
Kabelseele gewährleistet ist. Die Spannstränge könnten aber auch geringeren Durchmesser
haben und beispielsweise durch Distanzstücke in gleichen Abständen voneinander gehalten
sein. Die Kabelseele 4 kann hohe Druckbelastungen aufnehmen. Sie ist durch als Bündel
angeordnete Stahlstränge 6 und ein diese annähernd spielfrei umschließendes, als
Kernrohr vorgesehenes Hüllrohr 7 gebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Kabelseele 4 einen in ihrer Mittelachse liegenden zentralen Stahlstrang
und gleichmäßig um dessen Umfang verteilte weitere Stahlstränge 6 auf, die am Außenumfang
des zentralen Stahlstranges anliegen und sich gegenseitig berühren. Alle Stahlstränge
6 haben im Ausführungsbeispiel gleiche Querschnitte, wobei hier sechs äußere Stahlstränge
um einen zentralen Stahlstrang angeordnet sind. Mit ihren vom zentralen Stahlstrang
abgekehrten Nantellinien können die äußeren Stahlstränge 6 an der Innenfläche des
in einfacher Weise zylindrisch ausgebildeten Hüllrohres anliegen; bei der Dimensionierung
der Durchmesser des Hüllrohres und der StahlsträDge ist natürlich das zum Einziehen
der Stahlstränge notwendige Spiel zu berücksichtigen. Die jeweils über die Länge
des Kabels durchgehenden, im wesentlichen zylindrischen Stahlstränge 6 können in
einfacher Weise aus in Längsrictltung aneinander stoßenden Stäben bzw. Betonrundstahlstäben
zusammengesetzt sein, die vorzugsweise durch Gaspreßschweißung miteinander verbunden
sind. Das Hüllrohr 7 wird zweckmäßig über die ganze Länge des Kabels durchgehend
einstückig hergestellt, so daß ein sicherer Schutz der. Stahlstränge 6 gewährleistet
ist.
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Die Spannstränge 5 sind jeweils durch in Gruppen gefaßte, von Hüllrohren
10 umgebene Drähte 8 bzw. 9 gebildet, wobei die Drähte 8 bzw. 9 jedes Spannstranges
5 Paralleldrahtbündel bilden. In Fig. 5 sind nur zwei Paralleldrahtbündel 8 und
9 dargestellt, von denen das eine aus zylindrischen Drähten 8 und das andere aus
im Querschnitt flachovalen Drähten 9 zusammengesetzt ist. Die Spanndrähte jedes
Spannstranges 5 sind jeweils von einem Hüllrohr 10 umschlossen, wobei die Hüllrohre
10 zweckmäßig ebenso wie das Hüllrohr 7 über die Länge des Kabels ununterbrochen
einstückig ausgebildet sind, im Ausführungsbeispiel jedoch kleineren Durchmesser
sowie kleinere Wanddicke als das Hüllrohr 7 haben, so daß bei guter Festigkeit eine
hohe FlexibilXtnt geg Kabels währ -währena der Montage leistet ist. Jedes Paralleldrahtbündel
ist/in L=ngsrichtung des Kabels in demzugehörigen, eine Führung bildenden Hüllrohr
10 verschiebbar; hierfür haben die Paralleldrahtbündel in ihren Hüllrohren radiales
Spiel. Die Hüllrohre 10, die alle gleiche Querschnitte aufweisen, liegen parallel
zur Kabelseele 4 am Außenuirang des Hüllrohres 7 an. Bei entsprechender Dimensionierung
können benachbarte Spannstränge 5 einander mit ihren Hüllrohren lO berühren, so
daß eine sichere Verbindung der gleichmäßig um die Kabelseele 4 verteilten Spannstränge
5 mit der Kabelseele sowie günstige Belastungsquerschnitte gewährleistet sind. Die
Anzahl der Drähte 8 bzw. 9 jedes Paralleldrahtbündels ist wesentlich größer als
die Anzahl der Druckstäbe der Kabelseele 4, wobei der Querschnitt der Drähte 8 bzw.
9 wesentlich kleiner als der der Druckstäbe ist. Es kann auch eine geringere Anzahl
Spanndrähte verwendet werden, die dann grD3eren uerschritt als im Ausführungsbeispiel
haben. Die Drähte 8 bzw. 9 der Spannstränge 5 können über ihre ganze Länge ununterbrochen
durchgehend einstückig ausgebildet sein, sie können aber auch aus Teilstücken zusammengesetzt
sein, die dann, ie üblich, durch Muffen verbunden sind. Die Hüllrohre 7, 10 bestehen
zweckmäßig
aus Kunststoff, insbesondere aus Polyäthylen oder einem ähnlichen Werkstoff.
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Die Spannstränge 5 sind auf einfache Weise r4t Haltegliedern 11 an
der Kabelseele 4 befestigt, wobei vorzugsweise in Längsrichtungdss Tragkabels in
gleichmäßigen Abständen hintereinander derartige Halteglieder 11 vorgesehen sind.
Beim dargestellten. Ausführungsbeispiel sind die Halteglieder 11 in einfacher Weise
in Form von Schellen kreisförmig m das Kabel bzw. die äußeren Hüllrohre 10 angeordnet,
wobei die Enden der Schellen zwischen -zwei benachbarten äußeren Hüllrohren 10 überlappt
miteinander verbunden sind. Die Halteglieder 11 bedürfen praktisch keiner Wartung,
wenn sie aus nicht rostendem Stahl od. dgl. bestehen.
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Das Kabel wird am Boden oder auf dem bereits fertiggestellten Überbau
5 vormontiert, wobei Rundstähle für den Kabelkern durch Gaspreßschweißung zu den
Strängen 6 der erforderlichen Länge verbunden, danach die Schweißgrate an den Schweißstellen
durch Abschleifen od. dgl. entfernt und dann die Stränge zu einem Bündel zusammengefaßt
werden, das in das Hüllrohr 7 eingezogen wird. Anschließend werden um das Kernrohr
die äußeren Hüllrohre 10 angeordnet und mit den Haltegliedern 11 befestigt.
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In diesem vormontierten Zustand - also ohne Spannstränge bzw. Drähte
8, 9 - ' wird das Kabel mit einem Ende an den Fuß des Pylonen 1 geschoben; das andere
Ende des vormontierten Kabels liegt entweder auf dem Überbau 5 oder bei vorbauseitigen
Kabeln auf einem leichten, über das Brückenende auskragenden, eine Montagehilfe
bildenden Trager 12 auf. (Fig. 1) Zur sicheren Führung des vormontierten Kabels
werden an beiden Enden der durch die
Stahlstränge 6 gebildeten Kabelseele
Seile befestigt, so daß sämtliche während der Montage auftretenden Zugkräfte ausschließlich
von den Stahlsträngen 6 aufgenommen werden.
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Danach wird mit dem Hochziehen des beim Pyln,n 1 liegenden Endes des
vormontierten Kabels begonnen, wobei nur verhältnismäßig geringe Kräfte aufgewendet
werden müssen und die beim Hochziehen auftretenden Krümmungen unschadlich sind,
da das vormontierte Kabel wegen der noch nicht eingezogenen Spanndrähte ein geringeres
Gewicht als im Endzustand hat und wegen der Efrzelquerschnittsabmessungen und der
gewählten Materialien sehr flexibel ist. Zum Hochziehen am Pylon sowie zum Festhalten
des unteren Endes des Tragkabels können in vorteilhafter Weise hydraulische Pressen
verwendet werden, mit denen die Seile kz>ntinuierlich mit sehr großen Kräften
gezogen werden können, und die nicht nur für den Vorschub, sondern auch für das
intermittierende Verankern bzw. Festsetzen der Seile sorgen. Derartige Pressen werden
beispielsweise auch für das Verschieben von Brückenvorbaurüstungen verwendet.
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Das Hochziehen des vormontierten Kabels 2 am Pylon l führt zu einer
Bewegung des unteren Endes des Kabels zum Pylon 1, so daß dieses untere Ende beispielsweise
vom Träger 12 weggezogen wird und etwa bis zu der Verankerungsstelle rückt, die
fur dieses Kabelende an der Brücke bzw. am Überbau 3 vorgesehen ist. Das Verankern
des unteren Kabelendes tsird dadurch erleichtert, daß der Durchhang des Kabels eine
Verschiebung zuläßt, die das Einfedern in die Verankerung am Uberbau ohne Schwierigkeiten
ermöglicht.
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Wie Fig. 4 zeigt, ist an jeder Verank-erungsstelle ein starkwandiges
Stahlrohr 13 vorgesehen, das an seinem vom Tragkabel abgekehrten Ende mit einer
rechtwinklig zu ihm
liegenden und über seinen AußenumSang vorstehenden
Druckplatte 14 versehen ist. In dieses Stahlrohr 13, das zweckmäßig etwa gleiche
Querschnitte wie das Hüllrohr 7 auSweist, werden die Stahlstränge 6 der Kabelseele
4 mit den zugehörigen Enden eingeschoben, derart, daß sie nahezu bis zur Druckplatte
14 reichen und das zugehörige Ende des Hüllrohres 7- annähernd an das dem Tragkabel
2 zugekehrte Ende des Stahlrohres 13 anstößt. Das Stahlrohr 13 bildet einen Bestandteil
eines als Fertigteil ausgebildeten Verankerungskörpers 15, wobei für jedes Tragkabel
-2 im Überbau 3 bzw. im Pylon 1 ein Verankerungskörper einbetoniert wird, so daß
der Anschluß der Kabel an den Verankerungsbereichen konstruktiv in einfacher Weise
gelöst ist-. Die weniger weit als die Enden der Stahlstränge 6 über das Hüllrohr
7 vorstehenden äußeren Hüllrohre 10 werden benachbaft zum Ende des inneren Hüllrohres
7 durch Abbiegen nach außen auseinandergefächert und so montiert, daß sie in Verankerungen
für die Paralleldrahtbündel enden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist
der Verankerungskörper 15 um den Umfang des Stahlrohres 13 verteilte AuSnahmekanäle
16 für die Enden der äußeren Hüllrohre- 10 auf, wobei diese Aufnahmekanäle von dem
beim Tragkåbel liegen'de-n Ende des Verankerungskörpers 15 zu de'-sen'anderen Ende
spitzwinklig divergieren und an diesem Ende im Querschnitt (Fig. 5) etwa an den
Seiten eines gedächtefr Q\1adrates liegen. In die vom Tragkabel- 2 abgekehrten Enden
der Aufhahmekanäle 16 sind Rohre 17 od.dgl. zur Verbindun-g mit den Enden der in
den Fig. 4 und 5 nicht dargestellten Paralleldrahtbündel vorgesehen, wobei die Spannstränge
bzw. deren Drähte mit den einbetonierten Rohren 17 in gespanntem Zustand unabhängig
voneinander verankert werden können. Unmittelbar benachbart
zu
dem beim Tragkabel liegenden Ende des Verankerungskörpers15 ist das zugehörige letzte
HalteGlied 11 vorgesehen, über das das innere Hüllrohr 7 nur mit einem kurzen Stück
vorsteht. Das vormontierte Kabel wird nach dem Hochziehen am Pylon 1 zunächst so
weit gespannt, bis ein geringer Durchhang ein einfaches Einfädeln der Enden der
Stahlstränge 6 der Kabelseele 4 und der Enden der äußeren Hüllrohre 10 in den unteren,
am Überbau 3 vorgesehenen Verankerungskörper 15 ermöglicht.
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Erst nch dem Montieren-des vormontierten Kabels werden die Paralleldrahtbündel
der Spannstränge in die äußeren Hüllrohre 10 eingezogen. Die einzelnen Paralleldrahtbündel
können dabei in vorteilhafter Weise je nach Baufortschritt und Belastung nacheinander
eingezogen und in die auseinandergefächerten Rohre 17 oder dgl.
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eingefädelt werden; anschließend werden die Paralleldrahtbündel gespannt
und im Verankerungskörper verankert.
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Die Drahte der Spannstränge 5 werden nach dem Ablängen zweckmäßig
zuerst zu Bündeln zusammengefaßt und dann vom höheren Ende des vormontierten Tragkabels,
also vom Pylon 1 her in die Hüllrohre 10 eingefädelt, so daß sie leicht in den Hüllrohren
10 nach unten gleiten können.
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Zur Erleichterung-der Montage sowie zum Schutz der Drähte der Spanns';ränge
vor VJi~tterungseinflüssen od.dgl.
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sind die Paralleldrahtbündel vom Zeitpunkt des Ablängens an während
des gesamten übrigen Montagevorganges in gesonderten Schutzrohren angeordnet, von
welchen aus sie in die Hüllrohre 10 eingezogen werden. Sofort nach dem Einziehen
werden die Verankerungen angebracht, und die Drähte werden etwas gespannt. Das endgültige
Spannen der Paralleldrahtbündel der Spannstränge des jeweiligen Tragkabels 2 geschieht
einzeln an den jeweiligen Spannsträngen, so daß eine sehr genaue Dosierung der Krafteinleitung
möglich ist.
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Eine sir erz Verbindung zwischen dem inneren Hüllrohr 7 und den Stahlsträngen
6 kann beispielsweise durch Injizieren von Zementmörtel in das mit den Stahlsträlgen
6 gefüllte Hüllrohr 7 erreicht werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn nach dem
Einfädeln und Spannen sämtlicher Paralleldrahtbündel das innere Hüllrohr 7 und die
äußeren Hüllrohre 10 der um die Kabelseele 4 angeordneten Spannstränge 5 mit Zementmörtel
od. dgl. verpreßt werden, so daß die Stahlstränge 6 und die Drähte der Spannstränge
5 in Zementmörtel od. dgl. eingebettet sind, der vorzugsweise das jeweilige Hüllrohr
im wesentlichen vollständig ausfüllt. Da-die Hüllrohre 7, 10 auf der gesamten Länge
des Tragkabels keine Stöße aufweisen, ist bei minimaler Wartung ein einwandfreier
Korrosionsschutz gewährleistet. Das erfindungsgemäße Tragkabel hat ferner den wesentlichen
Vorteil, daß seine Längenänderungen infolge Verkehrslasten bestimmte, von der Steifigkeit
desErückenüberbaus abhängige Werte nicht überschreiten. Außerdem kann das Tragkabel
ohne unterstützende Gerüste in einfacher Weise montiert werden.
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Im Mantel der Hüllrohre, vorzugsweise am oberen Ende des Kabels, sind
in üblicher Weise Entlüftungsröhrchen vorgesehen, damit die Luft während des Injizierens
von Zementmörtel u. dgl. entweichen kann.