DE2703822B2 - Verfahren zum Herstellen langer Tragwerke aus Spannbeton im taktweisen Vorschiebeverfahren und Mittel zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen langer Tragwerke, insbesondere des Überbaus von

to Brücken, aus Spannbeton, bei dem in einer außerhalb der Einbaustelle, jedoch in der Nähe des vorgesehenen Bauwerkendes ortsfest angeordneten Schalung nacheinander durch Anbetonieren Tragwerksabschnitte hergestellt und in entsprechenden Zwischentakten nach der Einbaustelle vorgeschoben werden, wobei der jeweils neu hergestellte Abschnitt mit den vorhergehenden durch vorgespannte Anschlußbewehrungsglieder verbunden wird, die eine durchlaufende zentrLsche oder konstante exzentrische Vorspannung liefern.

Es ist bekannt, Tragwerke, insbesondere Brückenüberbauten, aus Spannbeton in einer außerhalb der endgültigen Lage, jedoch in der Nähe der Einbaustelle befindlichen ortsfesten Schalung abschnittsweise herzustellen und in Richtung der Einbaustelle in entsprechenden Arbeitstakten vorzuschieben. Jeder Abschnitt wird dabei mit einer in Längsrichtung des Tragwerks liegenden Vorspannung versehen, die meistens aus einer Vielzahl von gerade geführten, parallelen Einzelspanngliedern besteht, deren Wirkungslinie, d. h. Resultierende, mit der Schwerachse des Tragwerks zusammenfällt. Nach der Herstellung eines jeden Abschnitts wird das Tragwerk um die Länge des hergestellten Abschnitts in Längsrichtung verschoben und daraufhin ein neuer Abschnitt an den vorhergehenden anbetoniert. Die in dem neuen Abschnitt eingelegte längsaxiale Vorspannbewehrung ist stets mit der des vorhergehenden gekoppelt, so daß nach dem Anspannen dieser Spannglieder eine über sämtliche Arbeitsfugen durchgehende zentrische Vorspannung ν vrhanden ist.

Es ist auch bereits bekanntgeworden, diese in Längsrichtung gerade verlaufenden Spannglieder so zu verlegen, daß ihre Resultierende nicht mit der Schwerachse des Tragwerks zusammenfällt, sondern parallel zu ihr verläuft. Es handelt sich in diesem Fall nicht mehr um eine zentrische, sondern bereits um eine exzentrische, jedoch um eine ununterbrochen mit konstanter Exzentrizität durchlaufenden Vorspannung. Nach dem Vorschieben eines solchen Tragwerks über viele Pfeiler kommt eine solche exzentrische Vorspannung nur in den Anfangs- und Endfeldern zur Auswirkung. Dort werden nämlich zusätzliche Auflagerkräfte geweckt, die in den Mittelfeldern die durchgehende und exzentrisch liegende Vorspannung wie eine zentrische Vorspannung wirken lassen.

Zumindest in den Mittelfeldern ist also auch hier aus dem Lastfall Vorspannung allein eine gleichmäßige Druckvorspannung im ganzen Betonquerschnitt vorhanden.

In beiden Fällen muß diese Druckvorspannung so groß gewählt werden, daß in sämtlichen Bauzuständen die aus dem Eigengewicht des Tragwerks entstehenden Biegespannungen in der Weise überlagert werden, daß entweder an keiner Stelle resultierende Betonzugspannungen verbleiben oder daß die letzteren einen

b5 gewissen, durch Vorschriften festgelegten, meist sehr kleinen Höchstwert nicht überschreiten.

Der Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß die aus der zentrischen oder der durchgehenden

exzentrischen Vorspannung erzeugten Druckspannungen jeweils an einem Rand schädlich sind, weil sie sich dort mit den Druckspannungen aus der Biegebeanspruchung infolge des Eigengewichtes überlagern und damit die Grenze der zulässigen Druckspannung früh erreichen lassen. Auf der anderen Seite ist auch zum Abbau der Randzugspannungen aus Eigengewicht eine größere Gesamtvorspannkraft und damit ein größerer Spannstahlaufwand notwendig, als wenn die Spannglieder jeweils an dem infolge Eigengewicht gezogenen Rand angeordnet wären. Es hat aus diesem Grund seit der Entwicklung des Taktschiebeverfahrens nicht an Versuchen gefehlt, diesen Nachteil zu beseitigen. Beispielsweise waren Überlegungen angestellt worden, die Spannglieder nicht gleichmäßig auf den Betonquerschnitt zu verteilen, sondern sie konzentriert im Innenraum eines Hohlkastens anzuordnen, um dort mit Hilfe von hydraulischen Pressen mit dem Vorschieben ständig ihre Höhenlage so zu verändern, daß sie an jeder Stelle ihrer Längsausdehnung in einer anderen, aber jeweils günstigeren exzentrischen Stellung wirksam sind. Praktisch hat sich dieser Gedanke bis heute aber nicht als durchführbar erwiesen, unter anderem, weil der hierzu notwendige Aufwand an Geräten und zusätzlichen Einbauteilen erheblich wäre und weil dabei eine unvermeidliche Hin- und Herbiegebeanspruchung des unter Vorspannung stehenden Spannstahls um verhältnismäßig kleine Biegeradien in Kauf genommen werden müßte, die diesem abträglich ist. Auch wäre das Programm solcher Lageveränderungen verhältnismä-Big kompliziert, weil die in einem Ausgangszustand vorhandene wellenförmige Lage der Spanngliedachse sozusagen das Tragwerk beim Vorschieben rückläufig zu seiner Bewegungsrichtung durchlaufen müßte.

Aus all diesen Gründen ist bisher kein Verfahren bekanntgeworden, nach dem eine in den Bauzuständen sich verändernde, unterschiedlich exzentrische Vorspannung in das Tragwerk eingebracht werden kann, so daß bisher nur Tragwerke mit einer zentrischen oder mit einer m bezug auf die Lage der Spannglieder konstanten exzentrischen Bauzustandsvorspannung bekanntgeworden und ausgeführt worden sind. Die Folge der beschriebenen zentrischen oder konstanten exzentrischen Vorspannung im Bauzustand ist, daß das Taktschieben mit dieser Art der Vorspannung aus wirtschaftlichen Gründen nur bis zu Spannweiten von maximal rund 50 m möglich ist. Darüber hinaus müssen Hilfspfeiler eingebaut werden, die die Stützweiten im Bauzustand verringern. Die Kosten solcher Hilfspfeiler einschließlich ihrer Gründung sind naturgemäß erheblieh, zumal sie nach Beendigung des Taktschiebens wieder abgebrochen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine exzentrische Vorspannung für den Bauzustand zu entwickeln, die sich dem Momentenverlauf anpaßt, ό h. in Längsrichtung abgestuft und unterbrochen ist und sich mit dem Vorschieben des Bauwerks in bezug auf die Lage im Bauwerk rückwärtsschreitend verändern läßt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Aufnahme der Wechselmomente während des Vorschiebens am oberen und/bzw. unteren Querschnittsrand durch Spannglieder in Längsrichtung unterbrochene, ggf. abgestufte Vorspannungen eingeleitet werden, die durch umschichtiges Entspannen, Zurückverlegen und wieder Neuanspbnnen beim Vorschieben des Tragwerks dieses entgegen der Vorschubrichtung durchwandern, so daß in den Zwi jchenzuständen der Biegebeanspruchung aus Eigengewicht jeweils entgegenwirkende provisorische exzentrische Vorspannungen vorhanden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Spannbewehrung dem jeweilig zeitlich begrenzten Momentenverlauf des Bauzustands anzupassen und die im Endzustand nicht benötigten Spannglieder wieder zurückzugewinnen. Dadurch wird eine wesentliche Kostenersparnis erreicht.

Die jeweiligen Ankerkörperentfernungen werden bei wiederholtem Einsatz der provisorischen Spannglieder in aufeinander folgenden zugeordneten Einbaustellen zweckmäßig um jeweils wenige Zentimeter oder Dezimeter, — etwa die Länge der Verankerungsstellen — verkürzt, um so eine Minderung ihrer Tragfähigkeit aus einer möglichen Verletzung des Querschnitts durch die Keilverankemng auszuschließen. Es ist zweckmäßig, wenn die während des Vorschiebens durch Umlegen rückwärtswandernden Spannglieder nach Beendigung des Vorschiebens in ihrer letzten Lage im Tragwerk zur endgültigen Vorspannung verbleibe, und in dieser Lage mit Zementmörtel injiziert werden.

Um die Wiederverwendung der provisorischen Spannglieder ohne Schnittverluste zu erleichtern haben sie gleiche oder etwa gleiche Länge. Durch die Beibe! altung etwa gleicher Spanngliedlängen behält die Spannbewehrung während des Taktschiebevorgangs ein immer wiederkehrendes, nahezu gleichbleibendes Bild, was zur Vereinfachung des Verlegevorgangs beiträgt.

Durch eine einfache zusätzliche Maßnahme kann ein wirksamer zeitlich begrenzter Korrosionsschutz der provisorischen Spannglieder erreicht werden. Dieser wird nötig, da die Hüllrohre der provisorischen Spannglieder nicht mit Zementmörtel injiziert werden können. Zu diesem Zweck sind an der Ankerplatte Vorrichtungen, beispielsweise Anschlußschrauben und Dichtungsringe, zur vorübergehenden Befestigung einer Haube angeordnet, die über das hei aussehende Spanngliedende gestülpt ist und Mittel aufweist, mit denen sie durch Schläuche an ein Bewetterungssystem aruchließbar ist. Die vorgenannte Einrichtung ist an beiden Enden des Spannglieds anzubringen. Das Schlauchsystem ist in bezug auf die angeschlossenen Spannglieder entweder hintereinander und/oder parallel geschaltet. Es ist in einem geschlossenen Umlauf mit der Bewetterungsanlage verbunden und besitzt zwischengeschaltete Ventilatoren, so daß ein ständiger Umlauf von vorgetrockneter Luft durch sämtliche Spanngliedkanäle aufrechterhalten werden kann. Auf diese Weise läßt sich ein absolut sicherer Korrosionsschutz erzielen, der selbst dann wirksam bleibt, wenn einige Zeit infolge Strornausfall oder wegen des Spa' M.glied-Umbaus der Luftumlauf unterbleibt. Anstelle von getrockneter Luft können auch andere chemische Ingredienzien verwendet werden, die als Inhibitoren wirken.

Für die Handhabung der provisorisch wirksamen Spannglieder kann es zum Ein- und Ausfädeln zweckmäßig sein, die Herausführung der Hüllrohre nur nach der Oberseite der Guriplätten vorzunehmen, Im Endzustand können Rippen für die Endven.nkerung dieser Spannglieder bei der oberen Platte gewöhnlich nicht hingenommen werden. Die Erfindung betrifft deshalb ferner ein Hüllrohr, das in der oberen Gurtplatte des Tragwerks verlegt wird und dadurch gekennzeichnet ist. daß es kurz vor den Ankerstellen eine Verzweigung aufweist, über deren nach oben führenden Zweig die provisorisch eingebauten Spann-

glieder von oben her und über deren nach unten führenden Zweig die endgültigen Spannglieder vom Hohlrauminnern des Tragwerks her vorgespannt werden. Die Verankerung erfolgt dann im Bauzustand über zweckentsprechend ausgebildete rippenförmige Ankerkörper, die auf der Obergurtseite des Tragwerks als Fertigteil oder in Ortbeton schubfest angebracht und wieder lösbar sind. Die Ankerplatten werden auf der jeweils benutzten Rippe aufgelegt. Um die Spannglieder über die Verzweigungsstelle hinweg ohne Störung einfädeln zu können, wird ein genau angepaßter Füllstab vorübergehend in die jeweilig nicht benutzte Ver/weigungsstrecke eingelegt. Die aufgesetzten Rippen sind so ausgebildet, daß sie für den Endzustand wieder entfernt werden können.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Anordnung einer provisorischen Bewehrung im Brückenüberoau,

Fig. 2 das Schema des Umsetzens der einzelnen Bewehrungselemente,

Fig. 3 Beispiele für die Ausbildung der Spanngliedverankerungen, nämlich

a) niveaugleich mit Oberseite Obergurt und

b) mit aufgesetztem rippenförmigem Ankerkörper,
Fig.4 eine Spanngliedverankerung mit Abdeckhaube und

F i g. 5 eine Spanngliedverankerung mit verzweigtem Hüllrohr.

In Fig. 1 bedeuten I den Überbau eines Brückenbauwerks, der im Taktschiebeverfahren mit Hilfe eines stählernen Schnabels 2 über die Pfeiler 3 in die endgültige Lage verschoben werden soll. Hinter dem Widerlager 4 befindet sich der Hcrstellstand 5. Die bereits fertiggestellten Teile des Überbaus 1 sind mit einer durchgehenden zentrischen Vorspannung 6 versehen, außerdem mit exzentrischen Spanngliedern 7, die in den Feldbereichen am unteren Rand liegen, und mit exzentrischen Spanngliedern 8. die in den Stützenbereichen am oberen Rand liegen. Auf dem Herstellstand 5 kann in der dargestellten Lage der neue Abschnitt 9 des Überbaus hergestellt werden, der durch die verlängerte zentrische Vorspannung mit dem bereits fertiggestellten Bauwerkteil verbunden wird und in den zum späteren Einbau exzentrischer Spannbewehrungen am oberen und unteren Rand Leerhüllrohre eingebaut sind. Die zentrische Vorspannung ist auf die ganze Höhe des Überbaus verteilt zu verstehen, die exzentrische Vorspannung besteht aus Scharen von Spanngliedern, die nur zur Deutlichmachung übereinander dargestellt sind. Die letzteren sind vorzugsweise nebeneinander, und zwar untereinander vermischt, am oberen und unteren Rand des Querschnitts untergebracht.

In Fig. 2 ist bei a), wieder in schematischer Darstellung, eine der exzentrischen Lagen der Spannglieder 7 bzw. 8 im Feldbereich bzw. Stützenbereich durch jeweils eine eine Spanngliedschar ti bis 15 darstellende ausgezogene Linie dargestellt. Durch eine solche Spanngliedlage wird ein stufenförmiges, symmeirisches Momentenbild aufgebaut mit dem Größtwert in der Mittelachse 18. Mit dem Vorrücken des Überbaus wird zunächst die Spanngliedschar 11 entspannt, aus den Hüllrohren herausgezogen und in die gestrichelt dargestellte Lage als Spanngliedschar 16 eingebaut und vorgespannt. Nach weiterem Vorrücken geschieht dasselbe mit der Spanngliedschar 12, die in die gestrichelte Lage als Spanngliedschar 17 eingebaut und in dieser Lage vorgespannt wird. Nach diesem Umbau von Spanngiiedern ist eine Vorspannung gegeben, die der bei b) angedeuteten Lage der F i g. 2 entspricht. Sie ergibt genau wie die Vorspannung nach a) dasselbe Momentenbild aus Vorspannung, nur ist die Mittelachse des Momentenbildes um das Maß χ nach links gewandert und befindet sich jetzt bei 19.

Nach Fig. 3 erfolgt die Verankerung der provisorischen exzentrischen Spannglieder 22 in den Gurtplatten 21 bzw. in den Randbereichen von Vollquerschnitten entwet,<!r mit Hilfe von Nischen 23, in die die Ankerplatten 24 eingesetzt werden, oder aber mit Hilfe

jo von aufgesetzten Rippen 25. Wenn die Rippen mit Hilfe einer gezahnten Wid isolierten Arbeitsfuge 26 auf die Gurtplatten aufgesetzt werden, lassen sie sich nach Beendigung der provisorischen Vorspannung wieder entfernen. Die dann zurückbleibenden und nicht mehr benötigten leeren Hüilrohre können mit Zementmörtel verpreßt und die zurückbleibenden Nischen 23 bzw. Zahnvertiefungen mit Beton verschlossen werden.

F i g. 4 zeigt eine Haube 35, die den Spannkopf eines in einem Hüllrohr 31 geführten Spannglieds 32 abdeckt und mit Befestigungsmitteln und Dichtungsringen 34 auf die Ankerplatte 33 aufgesetzt ist. Sie kann mit Hilfe von Mitteln 36 über einen Schlauch 37 an eine Bewetterungsanlage angeschlossen werden.

F i g. 5 zeigt die Verzweigung 42 eines Hüllrohrs 41 für die provisorische Spannbewehrung, deren oberer Zweig in der Ankerplatte 45 auf einer entfernbaren Rippe 43 und deren unterer Zweig in der Ankerplatte 45 auf einer fest anbetonierten Rippe 44 ausmünden. Im gezeigten Beispiel ist im unteren Zweig ein Füllstab 46

so eingelegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen langer Tragwerke, insbesondere des Oberbaus von Brücken, aus Spannbeton, bei dem in einer außerhalb der Einbaustelle, jedoch in der Nähe des vorgesehenen Bauwerkendes ortsfest angeordneten Schalung nacheinander durch Anbetonieren Tragwerksabschnitte hergestellt und in entsprechenden Zwischentakten nach der Einbausteile vorgeschoben werden, wobei der jeweils neu hergestellte Abschnitt mit den vorhergehenden durch vorgespannte Anschlußbewehrungsglieder verbunden wird, die eine durchlaufende zentrische oder konstante exzentrische Vorspannung liefern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Wechselmomente während des Vorschiebens am oberen und/bzw. unteren Querschnittsrand durch Spannglieder (7 und/bzw. 8) in Längsrichtung unterbrochene, ggf. abgestufte Vorspannungen eingeleitet werden, ine durch umschichtiges Entspannen, Zurückverlegen und wieder Neuanspannen beim Vorschieben des Tragwerks dieses entgegen der Vorschubrichtung durchwandern, so daß in den Zwischenzuständen der Biegebeanspruchung aus Eigengewicht jeweils entgegenwirkende provisorische exzentrische Vorspannungen vorhanden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekernzeichnet, daß die jeweiligen Ankerkörperentfernungen bei widerholtem Einsatz der provisorischen Spannglied?"· (7 bzw. 8) in aufeinanderfolgenden zugeordneten Einbaustellen jeweils um wenige Zentimeter oder Dezimeter — etwa die Länge der Verankerungsstellen — verkürzt werden.

3. Verfahren nach Anspruci. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Vorschiebens durch Umlegen rückwärtswandernden Spannglieder (7 und/bzw. 8) nach Beendigung des Vorschiebens in ihrer letzten Lage im Tragwerk zur endgültigen Vorspannung verbleiben und in dieser Lage mit Zementmörtel injiziert werden.

4. Zur Aufnahme der Wechselmomente dienende Spannglieder zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie gleiche oder annähernd gleiche Lange haben.

5. Ankerplatte zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an ihr Vorrichtungen, beispielsweise Anschlußschrauben und Dichtungsringe (34), zur vorübergehenden Befestigung einer Haube (3'5) angeordnet sind, die über das herausstehende Spanngliedende gestülpt ist und Mittel (36) aufweist, mit denen sie durch Schläuche (37) an ein Bewetterungssystem anschließbar ist.

6. Hüllrohr zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das in der oberen Gurtplatte des Tragwerks verlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es kurz vor den Ankerscllen eine Verzweigung (42) aufweist, über deren nach oben führenden Zweig die provisorisch eingebauten Spannglieder von oben her und über deren nach unten führenden Zweig die endgültigen Spannglk;-der vom Hohlrauminnem des Tragwerks her vorgespannt werden.

7. Rippenförmiger Ankerkörper für die provisorischen Spannglieder zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er auf der Obergurtseite des Tragwerks als Fertigteil oder in Ortbeton schubfest angebracht und wieder lösbar ist