DE2633668B1

DE2633668B1 - Laengsverschiebliche verbindung zweier hintereinanderliegender balkenfoermiger bauwerksteile, insbesondere brueckentraeger

Info

Publication number: DE2633668B1
Application number: DE19762633668
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1976-07-27
Publication date: 1977-07-28
Also published as: DE2633668C2; GB1525221A; FR2359936B1; FR2359936A1; JPS5735324B2; HK45581A; US4114219A; JPS5328931A

Description

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Die Erfindung betrifft eine längsverschiebliche Verbindung zweier hintereinanderliegender balkenförmiger, auf Biegung beanspruchter Bauteile, insbesondere Brückenträger, mit mindestens einem zur Übertragung von Querkräften geeigneten, horizontal verschiebliehen, im Verbindungsbereich liegenden Lager.

Im Massivbau sind Brückensysteme vorteilhaft, bei denen die Überbauten aus Kragarmen bestehen, die mit den Pfeilern monolithisch verbunden sind, während die Enden der Kragarme im Feldbereich mit längsverschieblichen, zur Übertragung von Querkräften geeigneten Gelenken verbunden sind. Bei solchen Brückensystemen paßt sich das Tragverhalten während des Bauzustandes in besonders günstiger Weise an das Tragverhalten im Endzustand an, und es lassen sich die Überbauten mit sehr wirtschaftlichen Baumethoden, z. B. im freien Vorbau, herstellen.

Nachteilig an einem solchen Brückensystem ist, daß infolge von Kriechen und Schwinden im Bereich der Gelenke Durchbiegungen auftreten, die wesentlich größer sind als bei einem gelenklosen Durchlaufträger, und daß ein Knick in der Fahrbahngradiente entstehen kann. Nachteilig ist ferner, daß beim Auftreten positiver und negativer Querkräfte im Gelenk exakt eingepaßte Doppellager eingebaut werden müssen, die unter ständiger Last unbelastet sind und unter Verkehrslast hohe Schwellbeanspruchungen erleiden. Außerdem besteht die Gefahr, daß diese Lager bei Bewegungen infolge Temperaturänderung klemmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erhöhten Durchbiegungen und den Knick in der Fahrbahngradiente im Fugenbereich, insbesondere infolge des Kriechens und Schwindens, zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Verbindung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß ein Druck- und Zugkräfte aufnehmendes Versteifungsteil mit dem einen der beiden Bauwerksteile fest verbunden ist, sich in Längsrichtung der Bauwerksteile in den Bereich des anderen Bauwerksteils hineinerstreckt und dort auf mindestens einem zur Übertragung von Querkräften geeigneten und horizontal verschieblichen Lager aufliegt. Dieses Versteifungsteil ist vorzugsweise als Dreiecksfachwerk mit einem Druckglied und einem Zugglied ausgebildet.

Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin, daß beim Auftreten von äußeren Lasten, aber auch bei Verformungen der beiden Bauteile, infolge von Kriechen und Schwinden, Temperaturunterschieden, Stützensenkung etc. in die beiden miteinander verbundenen Bauteile ein Biegemoment eingeleitet wird, ohne die horizontale Bewegungsmöglichkeit und die Übertragung der Querkräfte in vertikaler und horizontaler Richtung zu behindern. Damit wird die Biegelinie eines mit einer solchen Verbindung ausgestatteten Brückentragwerkes derjenigen eines Durchlaufträgers angenähert.

Zweckmäßigerweise ist zur Einleitung von Biegemomenten in die Bauwerksteile das Versteifungsteil durch Eintragung äußerer Kräfte vorbelastet, was dadurch geschehen kann, daß das Zugglied durch Vorspannung verkürzt oder das Lager für das Versteifungsteil angehoben ist. Dadurch kann für den Lastfall »Ständige Last« eine bestimmte Kraft und damit ein bestimmtes Biegemoment in die beiden Bauteile eingeleitet werden. Weiterhin wird erreicht, daß die horizontal verschieblichen Lager unter ständigen Lasten so stark vorbelastet werden, daß auch unter Berücksichtigung ungünstiger Verkehrslastanordnungen die Lagerkräfte so sind, daß die bei herkömmlichen Gelenken notwendigen komplizierten Doppellager zur Aufnahme positiver und negativer Querkräfte durch normale Drucklager ersetzt werden können.

Das Zugglied kann elastisch dehnbar oder das Lager für das Versteifungsteil elastisch zusammendrückbar ausgebildet sein. Dadurch wird erreicht, daß das Versteifungsteil, welches für den Lastfall »Ständige Last« in bestimmter Weise vorbelastet ist, für den Lastfall »Verkehrslast« nur eine geringere Beanspruchung erhält. Es werden die Wirtschaftlichkeit des Brückentragwerks weiter verbessert und die Schwellbeanspruchung der Lager infolge von Verkehrslasten möglichst klein gehalten.

Zweckmäßigerweise ist bei einem Brücktragwerk mit mindestens zwei Längsträgern das Druckglied des Versteifungsteils als Stahlbetonplatte ausgebildet. Vor-

teilhaft ist die Stahlbetonplatte mit einem Gelenk versehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 Seitenansichten eines Brückentragwerks mit von Pfeilern auskragenden Kragarmen,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines anderen Brückentragwerks,

F i g. 4 in schematischer Darstellung eine Gelenkausbildung gemäß Detail III mit stabförmigem Versteifungsteil,

F i g. 5 in schematischer Darstellung eine Gelenkausbildung, bei der das Versteifungsteil als Dreiecksfachwerk ausgebildet ist,

F i g. 6 in schematischer Darstellung eine Gelenkausbildung, bei der das Zugglied des Dreiecksfachwerks vorgespannt ist,

F i g. 7 in schematischer Darstellung eine Gelenkausbildung, bei der das Zugglied des Dreiecksfachwerks elastisch dehnbar ausgebildet ist,

Fig.8 einen detaillierten Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel,

F i g. 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX in F i g. 8 und

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie X-X in F ig. 8.

Bei Brückentragwerken kragen von einem Pfeiler 1 monolithisch damit verbundene Kragarme 2 aus, die an den jeweiligen Kragarmenden der Bauwerksteile 3 bzw. 3' im Feldbereich mit Gelenken so verbunden sind, daß Horizontalbewegungen infolge von Temperaturänderungen aufgenommen und Querkräfte übertragen werden können. Solche Brückentragwerke lassen sich besonders vorteilhaft im abschnittsweisen freien Vorbau mit Hilfe vorkragender Betoniergerüste 4 herstellen, wie in F i g. 2 angedeutet.

In den Fig.4 bis 7 sind schematisch einige Ausführungsbeispiele für eine solche Verbindung dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist zusätzlich zu der Konsole 5 an dem Bauwerksteil 3 ein Versteifungsteil 8 biegesteif angeschlossen. Das Versteifungsteil 8 reicht bis in den Bereich des Bauwerksteils 3' hinein und ist dort zwischen zwei Konsolen 9 und horizontal verschieblichen Lagern 10 und 10' gelagert. Bei voller Querkraftübertragungsmöglichkeit und Gewährleistung der Horizontalverschieblichkeit können bei dieser Ausbildung Biegemomente in die Bauwerksteile 3 und 3' eingeleitet werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5 ist das Versteifungsteil 8 als Dreiecksfachwerk mit einem Druckglied 11 und einem Zugglied 12 ausgebildet. Die dem Bauwerksteil 3 zugewandten Enden des Druckgliedes 11 und des Zuggliedes 12 sind dort eingespannt, während die beiden gegenüberliegenden Enden des Druckgliedes 11 und des Zuggliedes 12 zusammengeführt und zwischen Lagern 10 und 10' und den Konsolen 9 gelagert sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig.6. Hier ist das obere Druckglied 13 horizontal und das Zugglied 14 schräg angeordnet Durch Verkürzung des Zuggliedes 14 infolge Vorspannung entsteht eine vertikale Kraftkomponente, die einen vertikalen Druck auf die Lager 7 und 10 ausübt, so daß die Lager T und 10', die nur bei Querkräften umgekehrten Vorzeichens belastet werden, entfallen können. Der Druck auf die Lager 7 und 10 kann umgekehrt auch dadurch erzeugt werden, daß das Lager 10 gehoben wird, was z. B. durch Einbau einer hydraulischen Presse geschehen kann.

Ein weiteres und besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in Fig.7 gezeigt. Diese Ausführung entspricht im wesentlichen derjenigen nach F i g. 6. Das Druckglied 16 ist im Bauwerksteil 3 eingespannt; es liegt am vorderen Ende auf einem Lager 10 auf einer Konsole 15 auf. Das Zugglied 17 ist als elastischer Stab im Sinne einer weichen Feder ausgebildet; es ist mit dem Druckglied 16 in einem Knotenpunkt 17' verbunden und im Bauwerksteil 3 in einer Verankerung 18 befestigt. Das Zugglied 17 besteht zweckmäßig aus üblichen Spanngliedern, z. B. mit Gewinden und Spannstäben, die gegen Korrosion geschützt sind. Auf diese Weise kann eine bestimmte Zugkraft in das Zugglied 17 eingetragen werden, durch die im Bauwerksteil 3 durch ein horizontales Kräftepaar und im Bauwerksteil 3' durch ein vertikales Kräftepaar Biegemomente eingetragen werden. Es besteht auch die Möglichkeit, das Zugglied 17 ggf. nachzuspannen, um die Zugkraft und damit die Biegemomente zu verändern bzw. zu korrigieren. Die gleiche Wirkung kann auch erreicht werden, wenn das Lager 10 für das Versteifungsteil elastisch zusammendrückbar ausgebildet wird.

Während die Fig.4 bis 7 lediglich schematische Darstellungen der wesentlichen Teile der gelenkartigen Verbindung zeigen, die von Fall zu Fall an die besonderen konstruktiven Bedingungen angepaßt werden können, zeigen die Fig.8 bis 10 detaillierte Darstellungen eines Brückentragwerks, dessen Überbau aus einem Hohlkasten besteht

Die Trägerstege 20 des einen Überbauteils 21 sind über eine vertikale Stirnwand 22 hinaus zu Konsolen 23 verlängert, die mit einer vorderen Wand 24 abschließen. Das Druckglied besteht aus einer Stahlbetonplatte 25, die mit einem gewissen Versatz der Fahrbahnplatte 26 das Überbauteil 21 fortsetzt Die Druckplatte 25 erhält auf der Seite des Überbauteils 21 ein unvollkommenes Stahlbetongelenk 27 und ist am gegenüberliegenden Ende als Auflagerträger 28 ausgebildet. Die Druckplatte 25 dient gleichzeitig zur Unterbringung der notwendigen Führungslager 38 für quer zur Brücke gerichtete Horizontalkräfte.

Das Zugglied, das in diesem Fall aus einer Anzahl von Stahlstäben 29 besteht ist mit Verankerungen 30 im Auflagerträger 28 bzw. in der vorderen Wand 24 verankert.

Das gegenüberliegende Überbauteil 31 besitzt am vorderen Ende einen oberen, als Hohlkasten ausgebildeten Querträger 32 und einen rückwärtigen, ebenfalls als Hohlkasten ausgebildeten Querträger 33. Der obere Querträger 32 ist an seiner Unterseite und der rückwärtige Querträger 33 an seiner Oberseite mit Gleitbahnen 34 versehen, auf denen Lager 35 bzw. 36 gleiten, die einerseits auf der vorderen Wand 24 und andererseits auf dem Auflagerträger 28 angeordnet sind.

Die Ausbildung der Verbindung der Überbauteile 21 und 31 wird durch eine Übergangskonstruktion vervollständigt, die in ihrer Gesamtheit mit 37 bezeichnet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Längsverschiebliche Verbindung zweier hintereinanderliegender balkenförmiger, auf Biegung beanspruchter Bauwerksteile, insbesondere Brükkenträger, mit mindestens einem zur Übertragung von Querkräften geeigneten, horizontal verschieblichen, im Verbindungsbereich liegenden Lager, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck- und Zugkräfte aufnehmendes Versteifungsteil mit dem einen der beiden Bauwerksteile (3) fest verbunden ist, sich in Längsrichtung der Bauwerksteile in den Bereich des anderen Bauwerksteils (3') hineinerstreckt und dort auf mindestens einem zur Übertragung von Querkräften geeigneten und horizontal verschieblichen Lager (10) aufliegt.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungsteil als Dreiecksfachwerk mit einem Druckglied (11 bzw. 13 bzw. 16 bzw. 25) und einem Zugglied (12 bzw. 14 bzw. 17 bzw. 29) ausgebildet ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einleitung von Biegemomenten in die Bauwerksteile das Versteifungsteil durch Eintragen äußerer Kräfte vorbelastet ist.

4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (17 bzw. 29) durch Vorspannung verkürzt ist.

5. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (10) für das Versteifungsteil angehoben ist.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (17 bzw. 29) elastisch dehnbar ausgebildet ist.

7. Verbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (10) für das Versteigungsteil elastisch zusammendrückbar ausgebildet ist.

8. Verbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Brückentragwerk mit mindestens zwei Längsträgern das Druckglied (25) des Versteifungsteils als Stahlbetonplatte ausgebildet ist.

9. Verbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbetonplatte selbst mit einem Gelenk (27) versehen ist.