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Verbindungsquerträger für aus Einfeldlängsträgern herge-
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stellte Brückentragwerke Die Erfindung betrifft einen Verbindungsquerträger
für aus Einfeldlängsträgern hergestellte Brückentragwerke zur nachträglichen Herstellung
eines Durchlaufträgers.
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Die Schwierigkeiten bei der Herstellung rissefreier Spannbetonbrücken
in Ortbeton und die Suchernach Möglichkeiten, einerseits diese Risse zu vermeiden
und andererseits den allgemeinen sehr wirtschaftlichen Plattenbalkenquerschnitt
bei Brückentragwerken anzuwenden, führte zu statisch bestimmten Brückentragwerkskonstruktionen
mit Einfeldlängs -trägern, auf denen nachträglich eine Fahrbahnplatte aufgebracht
wird.
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Diese Fahrbahnplatte kann in Längsrichtung dadurch vorgespannt werden,
daß die über längere Zeit sich erstreckende Verkürzung der Einfeldlängsträger über
den Haftverbund zur Fahrbahnplatte durch Spannungsumlagerung aus dem Längsträger
in die Fahrbahnplatte erfolgt. Aufgrund dieser
dieser Spannungs
umlagerung ergibt sich für den aus dem Längsträger und der Fahrbahnplatte bestehenden
Plattenbalken eine Verformung in Form einer Durchbiegung nach oben unter Beibehaltung
ebener Querschnitte, die sich beim statisch bestimmten Brückentragwerk von Stütze
zu Stütze wiederholt. Die Vorteile eines solchen statisch bestimmten Brückentragwerkes
sprechen an sich gegen die Herstellung eines Brückentragwerkes unter Verwendung
eines Durchlaufträgers, da sich bei einem solchen Durchlaufträger die erwähnte Durchbiegung
nach oben unter Bei behaltung ebener Querschnitte ebenfalls einstellt, wobei sich
die Durchbiegung jedoch nicht von Stütze zu Stütze wiederholt, sondern sich als
bogenförmige Krümmung über die gesamte Länge des Durchlaufträgers erstreckt. Diese
Verformungen aus Spannungsumlagerungen sprechen somit gegen die Herstellung eines
statisch unbestimmten Brück'entragwerkes, d. h. gegen die Verwendung von Durchlaufträgern.
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Es gibt jedoch Situationen, in welchen ein Durchlaufträger erforderlich
wird. Wenn z. B. wegen der geringen Bauhöhe oder eines sehr engen Verkehrs profils
für die Auflagerung nur kleine Flächen, z. B.
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in Form kleiner Rundstützen zur Verfügung stehen, müssen Maßnahmen
gefunden werden, um den auf den Stützenden aufliegenden massiven Querträger, der
in den lichten Verkehrs raum ragt, in den Überbau zu integrieren. Diese Integration
des Querträgers in den Überbau führt dazu, daß die wegen der wirtschaftlicheren
Herstellung verwendeten Einfeldlängsträger nachträglich zu einem Durchlaufträger
vereinigt werden.
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Wegen des eingangs erwähnten völlig anderen Verhaltens des statisch
bestimmten Brückentragwerks im Vergleich zum statisch unbestimmten Brückentragwerk
bei der Spannungs umlagerung aus det Längs trägern in die Fahrbahnplatte muß an
den Stoßstellen der Längsträger eine Verbindungs -bindungskonstruktion
vorgesehen
werden, die die an diesen Stoßstellen auftretenden Biegemomente aufzunehmen in der
Lage ist.
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Diese Verbindungskonstruktion wird zu einem sehr frühen Stadium angebracht,
bevor nämlich das Verkürzen des Längsträgers aus Kriechen und Schwinden abgeschlossen
ist bzw. wenn diese erst richtig beginnt, d. h. bevor die wesentliche Krümmung des
Längsträgers stattgefunden hat. Das bedeutet, daß ein Moment angesetzt werden muß,
das je nach Brückenlänge gleich oder größer als das Moment ist, welches das Aufklaffen
der Stoßfuge nach unten zunehmend verursachen möchte.
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Die dabei an den Stoßstellen auftretenden Biegemomente sind so groß,
daß eine schlaffe Bewehrung dem Spannbeton keine ausreichende Festigkeit für die
Aufnahme der sich ergebenden Kräfte gibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Brückentragwerk
die Jeweils ein Feld überspannenden Längsträger zu einem Durchlaufträger derart
zusammenzufassen, d. h. die stirnseitigen Enden der Einfeldträger so zu verbinden,
daß im Stoßbereich der Einfeldlängsträger die Eigenschaften eines Durchlaufträgers
gewährleistet sind, wobei die Verbindung erst nach der Fertigstellung der Einfeldlängsträger
erstellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verbindungsquerträger
als massiver und/oder gegliederter Querträger die gegeneinanderweisenden Enden der
Einfeldträger einbindet, und daß durch den Verbindungsquerträger Spannglieder zum
Schubverbund und für die Übertragung von Biegemomenten zur Erzielung des Durchlaufeffekts
verlaufen.
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Bei einem derartigen Verbindungsquerträger verlaufen die Spannglieder
vorteilhafterweise in Längs- und Querrichtung sowie gegebenenfalls auch in senkrechter
Richtung durch den Verbindungsquerträger. Ein Verbindungsquerquerträger
gemäß
diesen Maßnahmen der Erfindung bietet den Vorteil, daß das Brückentragwerk aus Einfeldlängsträgern
sehr wirtschaftlich unter Verwendung einer versetzbaren Längsträgerschalung oder
von Fertigteillängsträgern hergestellt werden kann und die Umformung des statisch
bestimmten Tragwerkes in ein statisch unbestimmtes durch die nachträgliche Einfügung
der Verbindungsquerträger zuläßt. Dadurch wird ein einwandfreier Durchlaufeffekt
bezüglich der Übertragung der Biegespannungen und der Überbrückung von Biegemomenten
erzielt.
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Um den Schubverbund zwischen den Enden der Einfeldlängsträger und
dem Verbindungsquerträger zu verbessern, ist ferner vorgesehen, daß die Enden der
Einfeldlängsträger mit einer Auflagerverstärkung zumindest in dem vom Verbindungsquerträger
umfaßten Bereich versehen sind. Diese Auflagerverstärkung kann in Form einer keilförmigen
Verstärkung des Stegendes des Einfeldträgers ausgeführt sein.
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Es ist jedoch auch vorgesehen, daß die Auflagerverstärkung in Form
einer keilförmigen Verstärkung der Flansche der Einfeldträger ausgeführt ist. Bei
einer solchen keilförmigen Auflagerverstärkung läßt sich durch die Auswahl der Schrägneigung
eine Abstimmung an die statischen Erfordernisse erzi ellen, indem nämlich die auf
die keilförmige Verstärkung wirkende Normalkraft bzw. Keilkraft durch eine entsprechende
Dimensionierung der Spannglieder in einem sicheren Verhältnis über der möglichen
Spreizkraft gehalten wird.
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Die für den Schubverbund zwischen den Enden der Einfeldlängsträger
und dem Verbindungsquerträger notwendigen Kräfte werden bei einer vorteilhaften
Ausgestaltung durch die Spannglieder erzeugt, die durch den Verbindungsquerträger
außerhalb der Stege der Einfeldträger verlaufen und in Längs- und Ouerschnittsebenen
des Verbindungsquerträgers angeordnet sind.
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Dabei
Dabei können die querverlaufenden Spannglieder
bei einem gegliederten Verbindungsquerträger horizontal beiderseits sowie gegebenenfalls
unterhalb der durch die Zwischenstege des Verbindungsquerträgers eingebundenen verstärkten
Stege der Einfeldlängsträger verlaufen.
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Die Aufnahme der Biegemomente an den Stoßstellen wird auch dadurch
in vorteilhafter Weise gewährleistet, daß die in Querrichtung durch den Verbindungsquerträger
verlaufenden Spannglieder zumindest im Bereich der Einfeldlängsträger in einer nach
oben offenen Krümmung angeordnet sind und zum Teil durch den Steg der Einfeldlängsträger
nach oben verlaufen.
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Die durch Verkehrslasten in den Durchlaufträger eingeleiteten Kräfte
und an den Stoßstellen der Einfeldlängsträger auftretenden Verkehrsmomente werden
durch Spannglieder aufgenommen, die aus dem oberen Teil der Verbindungsquerträger
gekrümmt in die Fahrbahnplatte verlaufen und dort tot verankert sind.
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Bei der Herstellung von Brückentragwerken mit schräg zur Tragwerkslängsachse
verlaufenden Stoßfugen zwischen den einzelnen Feldern ist ferner vorgesehen, daß
im Verbindungsquerträger weitere etwa senkrecht zur Tragwerkslängsachse verlaufende
Spannglieder angebracht sind, um insbesondere für einen guten Schubverbund an den
außen liegenden Enden der Einfeldlängsträger zu sorgen.
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Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen
und der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen gemäß der Erfindung
hergestellten
stellten Durchl aufträger im Auflagebereich; Fig.
2 einen Schnitt längs der Linie 11-11- der Fig. 1; Fig. 3 eine dem Schnitt gemäß
Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung durch eine andere Ausführungsform des Verbindungsquerträgers;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 eine Ausführungsform
des Verbindungsquerträgers bei einer schrägwinkligen Stoß stelle.
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In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Durchlaufträger im Auflagebereich
dargestellt, bei dem zwei Einfeldträger 10 und 11 im Auflagebereich durch einen
Verbindungsquerträger 12 biegesteif miteinander verbunden sind. Eine Fahrbahnplatte
13 ist in herkömmlicher Weise auf die E infeldlängsträger und den Verbindungs querträger
aufbetoniert, so daß bezüglich des gesamt en Überbaus eine Plattenbalkenkonstruktion
entsteht. Der Verbindungsquerträger liegt mit seiner Unterseite über ein Gummilager
15 auf einem Pfeilerkopf 14 auf. Aus dem Schnitt gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, daß
die auf der Unterseite mit einem Flansch versehenen Stege 17 und 18 der Einfeldlängsträger
im Endbereich mit einer keilförmigen Auflagerverstärkung 19 versehen sind. Bei der
in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs form des Verbindungsquerträgers 12
ist dieser als massiver Querträger ausgebildet, der die Enden der Einfeldlängsträger,
das heißt zumindest die Auflagerverstärkung 19 und den zugehörigen Flanschteil voll
einbindet. Dabei ragt der Verbindungsquerträger über die Unterkante der Längsträger
hinaus, so daß eine große und zusammenhängende
hängende Auflagefläche
gegeben ist.
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Der Verbindungsquerträger ist sowohl in Längsrichtung als auch in
buerrichtung mit Spanngliedern versehen, wobei die Verteilung der Spannglieder entsprechend
der statischen Erfordernisse erfolgt. Die in Längsrichtung verlaufenden Spannglieder
20 verlaufen zumindest teilweise auch durch denSteg der Längs träger. Die in Querrichtung
angeordneten Spannglieder 21 verlaufen etwa parallel zur Längsrichtung der Längsträger,
und zwar beiderseits der Auflagerverstärkung. Durch diese Anordnung der Spannglieder
wird eine Einbindung der Enden der Längsträger in den Verbindungsquerträger gewährleistet,
welche einen guten Schubverbund trotz der Längenverkürzung infolge Kriechen und
Schwindens sicherstellt. Durch diese Einbindung der Längsträger in den Verbindungsquerträger
wird die für den Durchlaufeffekt charakteristische Übertragung und Überbrückung
der Biegemomente bzw. Biegespannungen im Verbindungsbereich bewirkt. Da, wie eingangs
erwähnt, durch das Kriechen und Schwinden und das dadurch ausgelöste Verkürzen des
Einfeldlängsträgers eine Spannungs umlagerung in die Fahrbahnplatte erfolgt, die
mit einer Verkrümmung des Plattenbalkens nach oben verbunden ist, erweist es sich
als besonders vorteilhaft, die ein Aufklaffen an der Stoßstelle verursachenden Momente
durch weitere im Einfeldträgerbereich angeordnete Spannglieder aufzufangen. Zu diesem
Zweck sind bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 durch den Steg der Einfeldlängsträger
geführte Spannglieder 22 vorgesehen, die in einer nach oben offenen Krümmung geführt
sind. Dabei verlaufen die Spannglieder durch den unteren aufgrund der erwähnten
Momente besonders gefährdeten Bereich des Verbindungsquerträgers. Dabei können die
Spannglieder auch abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform so
geführt werden, daß sie nicht durch den Flansch nach unten in den Verden
Verbindungsquerträger
verlaufen, sondern etwas höher geführt sind, so daß sie stirnseitig durch die Einfeldlängsträger
aus- und eintreten. Die Führung dieser Spannglieder erfolgt ebenfalls aufgrund der
sich aus der Einzelkonstruktion ergebenden statischen Gesichtspunkte.
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In Fig. 2 sind ferner auch senkrecht durch den Verbindungsquerträger
verlaufende Spannglieder 23 angedeutet. Derartige Spannglieder können sich als besonders
notwendig erweisen, wenn die gekrümmten Spannglieder 22 aus Platzgründen nicht oder
nur in geringem Umfang vorgesehen werden können.
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In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
in Form eines gegliederten Verbindungsquerträgers 112 dargestellt.
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Diese Ausführungsform ist bei einem größeren seitlichen Abstand der
Einfeldlängsträger besonders vorteilhaft, da sich eine Einsparung an Massen ergibt,
welche für die statische Funktion des Verbindungsquerträgers nicht erforderlich
sind.
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Zu diesem Zweck werden im Mittelbereich der Stoßstelle zwischen jeweils
parallel verlaufenden Einfeldlängsträgern 10 und 11 Aussparungen 24 vorgesehen,
Aufgrund dieser Tatsache ergeben sich Zwischenstege 26, die jeweils die mit der
Auflagerverstärkung versehenen Enden der Einfeldlängsträger einbinden. Durch diese
Zwischenstege verlaufen in Längsrichtung angeordneten Spanngliedern 20 entsprechende
verkürzte Spannglieder 27. Im übrigen können Längs- und Querspannglieder sowie gekrümmte
und senkrecht verlaufende Spannglieder entsprechend den statischen Erfordernissen
wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 angeordnet sein.
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Wie aus
Wie aus Fig. 4 erkennbar, kann bei einem
derartigen gegliederten Verbindungsquerträger die Abstützung auf dem Pfeilerkopf
auch mit Hilfe von zwei Gummilagern 115 erfolgen.
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In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung für einen Verbindungsquerträger
bei schrägwinkliger Stoßstelle in Draufsicht ohne Fahrbahnplatte dargestellt. Der
Verbindungsquerträger 212 verläuft entsprechend der Schrägstellung der Enden der
Einfeldlängsträger schräg zur T ragwe rkslängs achs e, wobei die Längsspannglieder
20 in entsprechender Schrägstellung verlaufen. Die Querspannglieder 21 verlaufen
beiderseits der eingebundenen Auflagerverstärkung in Längsrichtung entsprechend
der Tragwerkslängsachse. Es sind ferner Schrägspannglieder 28 vorgesehen, die einerseits
schräg durch den Verbindungsquerträger 212 und andererseits etwa senkrecht zur Tragwerkslängsachse
verlaufen. Dadurch wird insbesondere die Einbindung der jeweils außen liegenden
Einfeldlängsträger verbessert.
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Obwohl in der Darstellung nicht angedeutet, können auch gekrümmte
Spannglieder durch die Stege der Einfeldlängsträger, wie bereits beschrieben, vorgesehen
sein.
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Um im Stoßstellenbereich die aus Verkehrslasten sich ergebenden Verkehrsmomente
aufzufangen, sind ferner oben liegende Spannglieder 29 vorgesehen, die aus dem oberen
Teil des Verbindungsquerträgers gekrümmt in die Fahrbahnplatte verlaufen und dort
als tot verankerte Spannglieder enden.
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Wie eingangs erwähnt, ergeben sich bei der nachträglichen Herstellung
eines Durchlaufträgers für aus Einfeldlängsträgern hergestellte Brückentragwerke
und damit beim Übergang vom statisch bestimmten Brückenstimmten
Brückentragwerk
zum statisch unbestimmten Brückentragwerk Schwierigkeiten aus der Krümmung des Plattenbalkens
infolge von durch Kriechen und Schwinden entstehenden Verkürzungen.
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Da sich diese Vorgänge in der Regel über lange, und zwar die Bauzeit
des Brückentragwerks überschreitende Zeiträume erstrecken, kann es als Ergänzungsmaßnahme
im Interesse einer Verringerung der Beanspruchung des Verbindungsquerträgers zweckmäßig
sein, eine Lagerkorrektur vorzunehmen, indem im Bereich der Verbindungsquerträger
der Überbau geringfügig angehoben und /oder am Widerlager gesenkt wird. Diese an
sich bekannten und üblichen Maßnahmen tragen dazu bei, daß die Beanspruchung des
Verbindungsquerträgers aufgrund der Verkürzung des aus den Einfeldlängsträgern und
der Fahrbahnplatte bestehenden Überbaus und damit des Verbindungsquerträgers im
Hinblick auf Dauerbeanspruchungen verringert werden kann.
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Bei der Darstellung gemäß Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt,
bei der der Verbindindungsquerträger über die Unterkante der Längsträgerflansche
nach unten herausragt. Es ist jedoch auch vorgesehen, daß der Verbindungsquerträger
mit der Unterkante der Einfeldlängsträger bündig ist.
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Patentansprüche
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