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VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON MEHRFELDRIGEN SPANNBETON-
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BROCKEN AUS FERTIGTEILEN IM ABSCHNITTSWEISEN FREIVORBAU Zusatz zu:
Patentanmeldung Nr. P 2620376.9 vom 8.5.1976 Das Hauptpaten t' '' betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrfeldrigen Spannbetonbrücken aus Fertigteilen
im abschnittsweisen Freivorbau. Bei diesem Verfahren werden die Betonfertigteile
mittels eines längsverschieblichen Versetzgerätes, das aus zwei, mindestens eine
Brückenfeldlänge langen parallelen Längsträgern besteht, mit einem lichten Abstand,
der grösser als die Querschnittsbreite der zu versetzenden einzelnen Fertigteile
ist, durch auf seinen Obergurten verkehrende Laufkrane zwischen den beiden Längsträgern
hängend von dem bereits fertiggestellten Oberbau aus horizontal über die Baulücke
hinweg zur Einbaustelle transportiert und dort durch die Untergurtebene abgesenkt.
Das erfingungsgemässe Verfahren des Hauptpatentes besteht darin, dass die beiden
Längsträger ihre Lasten einerseits Uber bewegliche Querträger, also indirekt von
oben, auf den bereits fertiggestellten Oberbau abtragen, andererseits in Längsrichtung
gelenkig und mittig Uber ein im Grundriss ausserhalb der Hauptträger und Auflagerquerträger
des Oberbaus abgestütztes Stütztragwerk auf den nächsten Pfeiler direkt, das heisst,
ohne-Zwischenschaltung von Uberbauteilen, abgeben, und dass sämtliche Oberbauabschnitte
eines Doppelkragarmes einschliesslichdes Mittelteiles als Fertigteile nacheinander
ohne zeitliche (*Patentanmeldung P 26 20 376.9)
Unterbrechung versetzt
werden, wobei die Längsträger des Versetzgerätes eine stationäre Stellung besitzen
und über Querträger und das Stütztragwerk den Oberbau so festhalten, dass dieser
von vorneherein über das oder die endgültigen Brückenlager um alle Achsen frei drehbar
und zentrisch auf dem Pfeiler gelagert werden kann.
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In den Unteransprüchen dieses zum Patent angemeldeten Hauptverfahrensanspruches
wird noch darauf hingewiesen, dass zweckmässigerweise die beiden vorderen beweglichen
Querträger schrittweise der wachsenden Auskragung des Oberbaus folgen, dass die
beweglichen Querträger zum Längsverschieben des Versetzgerätes benutzt werden, dass
diese Aufgabe auch die bei-den Querträger des Stütztragwerkes erfüllen können, dass
in einem bestimmten Verschiebezustand das Stütztragwerk zusammen mit dem vordersten
beweglichen Querträger mit Hilfe des Versetzgerätes und seines Laufkranes zum nächsten
Pfeiler transportiert wird und dort sowohl dem Weiterschieben des Versetzgerätes
in seine neue Arbeitsstellung als auch der Abstützung des Versetzgerätes in dieser
stationären Stellung dient.
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Mit diesem Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung, ist eine stets
mittige und frei drehbare Auflagerung des Versetzgerätes und des aus den einzelnen
Fertigteilen zusammengesetzten Doppelkragarmes auf dem Pfeiler, auch im Bauzustand,
möglich.
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Durch den Bau der Rhonebrücke in Vienne (vgl. Travaux, Avril 1974,
S. 47) wurde das Verfahren bekannt, mit Hilfe eines aus zwei parallelen» in sich
ausgesteiften, getrennten Längsträgern bestehenden längsverschieblichen, mindestens
eine Brückenfeldweite langen Versetzgerätes, die Fertigteil le zwischen den beiden
Längsträgern hängend zur Einbaustelle zu transportieren und einzubauen. Dabei sind
die beiden
Längsträger des Versetzgerätes über dem Grundriss von
zwei nebeneinander liegenden, im Querschnitt jeweils aus einem Fertigteil bestehenden
Oberbauten bzw. Hauptträgern angeordnet. Auf den Obergurten der Längsträger verkehrt
ein sie verbindender Laufkran mit querverfahrbarer Laufkatze. Das daran mittig aufgehängte
Fertigteil wird nach dem Absenken durch die Untergurtebene der beiden Längsträger
seitlich bis in die Achse des zugehörigen Oberbaus bzw. Hauptträgers befördert,
so dass in einer Arbeitsstellung des Gerätes beide Oberbauten bzw. Hauptträger nebeneinander
hergestellt werden.
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Mit wachsender Kragarmlänge der Oberbauten wurden in Vienne die beiden
Längsträger abschnittsweise vorgefahren, um ihre Beanspruchung zu begrenzen.
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Dieses bekannte Verfahren setzt voraus, dass die beim Versetzen von
Fertigteilen entstehenden unumgänglichen grösseren Lastausmittigkeiten durch den
Pfeiler oder seine Gründung aufgenommen werden. Auf dem vorderen Pfeiler muss zuerst
ein kurzer Oberbauabschnitt aus einem oder mehreren Fertigteilen bzw. aus Ortbeton
hergestellt werden als Plattförm für die Auflagerung des Versetzgerätes während
des Verschiebens und in seiner Arbeitsstellung. Dieser mittlere Oberbauteil muss
im Pfeiler eingespannt bzw. gegen seine Gründung abgestützt sein, weil beim Verfahren
der Längsträger diese den mittleren Oberbauteil oder später den wachsenden Doppelkragarm
allein nicht festhalten können.
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Aufgabe der Zusatzerfindung ist es, die Vorrichtung des Hauptpatentes
so auszugestalten, dass sein Verfahren auch bei der Anwendung des bekannten Verfahrens
von Vienne ausgerbt werden kann. Damit soYfrsaash7fianuptpmaätent( dXas die Herstellung
von in jedem Zustand gelenkig gelagerten Durchlaufträgerbrücken ermöglicht, ein
weiteres Anwendungsgebiet erhalten.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Ausübung
des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 des Hauptpatentes mit der Massgabe ausgestaltet
wird, dass die beiden Längsträger des Versetzgerätes über dem Grundriss von zwei
nebeneinander liegenden Oberbauten bzw. Hauptträgern angeordnet sind, in der Untergurtebene
aussteifende feste Querverbindungen besitzen, die über dem Pfeiler in zwei Teilen
mit einem solchen Abstand ausgebildet sind, dass dazwischen die beiden mittleren
Oberbauteile abgesenkt werden können und über obere Gabelungen an den Querverbindungen
befestigt und so in jeder Richtung gegen Kippen gesichert sind, dass unter den beiden
Längsträgern in Vorschubrichtung vor dem Pfeiler ein Querträger und dahinter mindestens
2 Querträger frei verschieblich angeordnet sind, dass das Stütztragwerk in der Pfeilerquerachse
unter jedem Längsträgeruntergurt bewegliche Lager besitzt und dass es aus zwei Stützenreihen
besteht, welche unter jedem Längsträgeruntergurt durch Stütztraversen und unter
den beiden Querverbindungen durch zwei Querträger miteinander verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stützen durch an die Kontaktflächen der beiden mittleren
Fertigteile angrenzende Randaussparungen in der Fahrbahnplatte und gegebenenfalls
in der Bodenplatte der vier benachbarten Fertigteile geführt und darunter am Pfeiler
befestigt oder auf dessen Fundament gestellt werden.
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Die zweiteilige Ausbildung der festen Querverbindung über dem Pfeiler
erlaubt das Versetzen der beiden mittleren Oberbauteile auf je einem um jede Achse
frei drehbaren Lager. Die dabei erforderliche Kippsicherung wird über obere Gabeln,
die an der zweigeteilten festen Querverbindung befestigt sind, erreicht. Während
des Freivorbaus werden die Drehmomente in der Längsrichtung über die beweglichen
Querträger durch die Längsträger des Versetzgerätes aufgenommen. Die Stützen des
Stütztragwerkes sind in zwei Ebenen
unmittelbar neben den Kontaktflächen
der beiden ittelelemente angeordnet. Da sie im Grundriss im Bereich der zu versetzenden
Fertigteile stehen, erhalten die vier benachbarten Fertigteile an die Kontaktfläche
angrenzende Randaussparungen in der Fahrbahn- bzw. in der Bodenplatte. Auf diese
Weise können die Fertigteile ohne Behinderung durch die Stützen montiert werden.
Wenn die Stütztraversen ihre Lasten über die beiden Querträger an die Stützen indirekt
abgeben, dann können diese Stützen in der Brückenquerrichtung in der für die Lastabtragung
günstigsten Grundrisslage angeordnet werden.
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Im Normalfall sind die beiden Längsträger in sich ausgesteift und
besitzen einen dreieckigen oder mehreckigen Querschnitt. Die Längsträger können
aber auch als lotrechte Scheiben ausgebildet sein, die neben der zweigeteilten Mittelverbindung
in regelmässigem Abstand, zweckmässigerweise gleich der doppelten Länge eines Fertigteiles,
miteinander in der Untergurtebene rahmenförmig verbunden sind, so dass ein trogförmiger
Gesamtquerschnitt entsteht. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass der Achsabstand
der beiden Längsträger kleiner gehalten werden kann und zur Aufnahme der Kragmomente
in den beweglichen Querträgern auch die Tragfähigkeit der festen Querverbindungsträger
herangezogen werden kann, weil sich die beweglichen Querträger stets unter diesen
Verbindungen anordnen lassen.
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Am vorderen Ende des Versetzgerätes hängen - vorzugsweise etwa in
der Achse der beiden Längsträger - zwei Hilfsstützen, welche während des Verschiebevorganges
vorübergehend auf dem nächsten Pfeiler oder Pfeilerpaar aufgesetzt werden und so
abgewinkelt sind, dass dabei das Stütztragwerk zusammen mit dem vordersten beweglichen
Querträger über dem Pfeiler Platz findet. Unter dieser räumlichen Voraussetzung
ist ein geländeunabhängiges Heranschaffen des Stütztragwerkes in die Achse des nächsten
Pfeilers und die dortige Befestigung möglich, bevor das Versetzgerät auf den beweglichen
Lagern des Stütztragwerkes vollends in die neue Arbeitsstellung geschoben wird.
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Dazu ist es notwendig, dass die unter dem Trägerrost des Stütztragwerkes
stehenden Stützen von diesem gelöst, nach kurzem Längsverschieben des Versetzgerätes
nach oben gezogen und später wieder zur Abstützung am nächsten Pfeiler abgesenkt
werden. Dabei müssen diese Stützen auch aus den Längsträgern herausgezogen werden,
so dass sie zusammen mit dem übrigen Stütztragwerk zum nächsten Pfeiler transportiert
werden können. Werden bei kurzen Pfeilern die Stützen des Stütztragwerkes bis zu
dem Pfeilerfundament heruntergeführt, dann werden sie zweckmässigerweise vor dem
Verschieben des Versetzgerätes nach unten aus dem Oberbau herausgezogen.
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Ein weiteres erfindungsgemässes Merkmal der Vorrichtung besteht darin,
dass bei grösseren Oberbauspannweiten die beiden Längsträger zur Steigerung ihrer
Tragfähigkeit mittels eines über den Pfeilerauflagern angeordneten zweistieligen
Pylons überspannt werden, dessen Stiele in äussere, vorwiegend lotrechte und innere
schräge Druckstreben aufgelöst sind, die sich ausserhalb der Längsträgerachsen schneiden
und dort durch einen Zugriegel miteinander verbunden sind, so dass darunter zwischen
den Stielen das Lichtraumprofil für den Laufkran frei bleibt. Zusammen mit der unteren
zweiteiligen festen Querverbindung entsteht so in der Pylonebene ein geschlossener
Rahmen, welcher die Seilumlenkkräfte zu den Stützen köpfen des Stütztragwerkes hinrichtet.
Die Exzentrizität der beiden Stiele hat also keinen nennenswerten Einfluss auf die
Auflagerkräfte der Längsträger und damit auch auf die Belastung des Stütztragwerkes.
Die Seilüberspannung wird von den um ein statisch vorteilhaftes Mass erhöhten Pylonspitzen
im Grundriss parallel zu den Längsträgern zu deren beiden Enden in Untergurthöhe
geführt, wobei dort die festen Querverbindungen die Seilkräfte in die Längsträgerachsen
einleiten.
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Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann das Verfahren des Hauptpatentes
zur Ausübung des bekannten Verfahrens von
Vienne angewendet werden.
Bei diesem Verfahren sind die beiden parallelen Längsträger des Versetzgerätes über
dem Grundriss von zwei nebeneinanderliegenden, im Querschnitt jeweils aus einem
Fertigteil bestehenden Oberbauten angeordnet und werden die an einer Katze des Laufkranes
mittig aufgehängten Fertigteile nach dem Absenken durch die Untergurtebene der beiden
Längsträger seitlich bis in die Achse des zugehörigen Oberbaus bzw. Hauptträgers
befördert, so dass in einer Arbeitsstellung des Gerätes beide Oberbauten bzw.
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Hauptträger nebeneinander hergestellt werden können.
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Die Einzelheiten der Vorrichtung seien erläutert an Figur 1 - Querschnitte
des Versetzgerätes mit dreieckigen Längsträger, Figur 2 - Querschnitt des Versetzgerätes
im Bereich eines Pylons, Figur 3 - Seitenansicht zur Figur 2, Figur 4 - Längsansicht
des Versetzgerätes in der Arbeitsstel lung bei überspannten Längsträgern, Figur
5 - Grundriss des Versetzgerätes nach Figur 4.
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Dabei werden für die einzelnen Bauteile die gleichen Nummernbezeichnungen
wie beim Hauptpatent verwendet. Deshalb brauchen im folgenden nicht sämtliche bezeichneten
Einzelheiten neu erläutert zu werden.
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Die Figur 1 zeigt in der linken Hälfte den Querschnitt des Versetzgerätes
im Feldbereich des Brückenüberbaus. Dabei sind die beweglichen Querträger lo ersichtlich,
die die Lasten des Längsträgers 5 über höhenverstellbare Stützmittel 25 und 25'
auf den bereits montierten Oberbau 2 bzw. 26 übertragen.
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Zum Längsverschieben des Versetzgerätes sind diese Querträger mit
Fahr- oder Gleiteinrichtungen 20 ausgestattet, die sich auf Schienen oder Gleitbahnen
21 bewegen.
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In der rechten Hälfte der Figur 1 ist der Querschnitt im Stützenbereich
dargestellt. Die Abbildung zeigt den Fall einer Hochstrassenbrücke, wo jeder Oberbau
jeweils auf mittig angeordneten einzelnen Rundpfeilern 22 über Punktkipplagern 8
ruht. Hier werden die Lasten des Versetzgerätes
von dessen Untergurten
über bewegliche Lager 12 auf die Stütztraversen 18 übertragen. Letztere geben sie
weiter an zwei Querträger 19, die unter den beiden festen Querverbindungen 6 angeordnet
sind. Etwa unter der Achse des Längsträgers 5 bzw.
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5' liegen die Querträger 19 auf zwei Stahl stützen 11, welche in vorliegendem
Fall vorteilhaft auf das Fundament der Rundstütze aufgesetzt sind. Die Stützen des
Stütztragwerkes durchstossen dabei neben dem äusseren Hauptträger und dem Auflagerquerträger
die Fahrbahnplatte und die Bodenplatte des Oberbaus. Das Kippen der beiden noch
nicht miteinander verbundenen Oberbauten wird durch die Gabelungen 9, welche an
den Querverbindungen 6.2 und 6.3 und an dem mittleren Oberbauteil 7 befestigt sind,
verhindert. Einer Drehbewegung nach aussen wirkt das Stütztragwerk und einer Drehung
nach innen das Gewicht des Versetzgerätes entgegen.
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Aus der Figur 1 ist weiter ersichtlich, wie der Laufkran 24 über Kranbahnschienen
29 und 29' ein Fertigteil 28, welches mittig an einer Laufkatze 30 angehängt ist,
zur Einbaustelle befördert.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen, wie der Pfeilerbereich des Versetzgerätes
durch einen Pylon ergänzt werden kann. Bei weitgespannten Brückenüberbauten ist
eine Seilüberspannung 32 der Längsträger 5 und 5' vorteilhaft, damit nur deren Längen
vergrössert werden müssen. Die Unterteile 33 des zweistieligen Pylons bestehen je
aus einem über dem äusseren Lager 12 stehenden, meist lotrechten Stab, der sich
oben über zwei schräge Druckstreben gegen den Obergurt des Längs trägers abstützt.
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Darüber befindet sich der die beiden Stiele verbindende Oberteil 34
des Pylons. Er ist als ausgesteifter, in seinem Untergurt vorwiegend auf Zug beanspruchter
Riegel ausgebildet, der für die Seilumlenkkräfte als Pendel stütze wirksam ist,
wie Figur 3 zeigt. Darunter ist Platz für die Durchfahrt des Laufkranes 24 vorhanden.
Die Laufkatze 30 kann so weit nach aussen fahren, dass die einzelnen Fertigteile
28 in den beiden Oberbauachsen versetzt werden können.
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Das Stütztragwerk entspricht der Darstellung in Figur 1, mit dem Unterschied,
dass die Stützen 11 auf einem Pfeilerkopf aufgestellt sind, der etwa so lang wie
die Untergurtbreite des Hohl kastens und so breit wie das Mittelelement 7 ist. Dazu
sind Hilfskonsolen 35 erforderlich. In der Seitenansicht ist auch ersichtlich, wie
die beiden Stützen 11.1 und 11.2 neben den beiden Kontaktfugen des mittleren Fertigteils
7 nach unten geführt sind. Die Gabelungen 9 werden so ausgebildet, dass sie auch
die Seitenkräfte des Versetzgerätes ohne Zuhilfenahme des Stütztragwerkes auf die
beiden mittleren Fertigteile 7 und damit über die Brückenlager 8 auf die Pfeiler
übertragen können. Die Längekräfte im Versetzgerät werden bei längsbeweglichen Lagern
8 über den Querträger 10.3 auf den bereits fertiggestellten Oberbau 2 (nach Figur
4) und bei festen Lagern 8 über diese selbst abgetragen.
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Im ersten Fall richtet sich die Verschiebung des Oberbaudoppelkragarmes
nach der des Versetzgerätes mit dem gemeinsamen Drehpunkt in der Achse der oberen
Lager 12. Im zweiten Fall liegt der Drehpunkt der Kombination aus Versetzgerät und
Oberbau in der Achse der festen Lager 8. Das Stütztragwerk erhält, abgesehen von
den Lagerreibungen, stets nur lotrechte und mittige Lasten, so dass auch im Bauzustand
des Oberbaus die Pfeiler nur so beansprucht werden, wie es die endgültigen Lager
vorsehen.
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In der Figur 4 ist die Längsansicht eines überspannten Versetzgerätes
in der Arbeitsstellung, in der Figur 5 sein Grundriss dargestellt. Es stützt sich
über die vier beweglichen Längsträger lo.l, 10.2, 10.3 und 10.4 auf die Oberbauten
2 und 26 sowie über die Stützen 11.1 und 11.2 des StUtztragwerkes auf dem Pfeiler
22 ab. Am vorderen Ende sind die abgewinkelten Hllfsstützen 23 und 23' erkennbar.
Dazwischen ist ein horizontaler Fachwerkriegel 36 angeordnet zur Obertragung der
ausmittigen Horizontaltomponenten der Seilzugkräfte auf die Längsträger. In den
beiden Figuren ist dargestellt, wie der Laufkran 24 gerade ein Fertigteil 28 mittig
zwischen den
beiden Längsträgern 5 und 5' absenkt. Anschliessend
bewegt es die Laufkatze 30 bis in die Achse des noch um ein Element zurückliegenden
Oberbaukragarmes. In dieser Seitenhängung wird es bis zum Kontakt mit dem vorausgehenden
Fertigteil längsverfahren.
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L e e r s e i t e