-
Verfahren zum Bauen eines Brückenbogens
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bauen eines Brückenbogens
aus Beton oder dergleichen, insbesondere aus Stahlbeton, bei dem die beiden Bogenhälften
jeweils vom Fußpunkt des Brückenbogens aus hergestellt werden, wobei Jede Bogenhälfte
im wesentlichen aufrecht in ihrem Widerlager stehend hergestellt wird und die fertiggestellte
Bogenhälfte Jeweils mit Hilfe einer nur im Bereich des Scheitels an der Bogenelfte
angreifenden Abspannung in ihre endgültige Lage abgelassen wird, wobei eine Schwenkbewegung
um den Fußpunkt der Bogenhälfte erfolgt.
-
Ein derartiges Verfahren ist aus der CH-PS 384 021 bekannt.
-
Bei diesem bekannten Verfahren werden Pylone verwendet, über denen
die Abspannkabel umgelenkt und beim Ablassen der Bogenhälfte verhältnismäßig steil
von oben auf den Angriffspunkt an der Bogenhälfte gerichtet sind. Außerdem ist bei
dem bekannten Verfahren eine Hilfkonstruktion erforderlich, um während des Ablassens
die Bogenhälfte derart zu versteifen, daß ein Auseinanderbrechen verhindert wird.
Eine bekannte Hilfskonstruktion kann aus einer oberhalb oder unterhalb der Bogenhälfte
angebrachten Gitterkonstruktion bestehen und kann auch durch eine unterhalb der
Bogenhälfte angebrachte Abspanneinrichtung gebildet sein.
-
Dieses bekannte Verfahren erfordert erhebliche gerätetechnische Vorbereitungen
und konnte sich in der Praxis wegen des mit seiner Durchführung verbundenen Aufwandes
nicht durchsetzen. Zur iierstellung von Bogenbrücken mit größerer Spannweite ist
das bekannte Verfahren darauf angewiesen, eine Bogenhälfte in einzelne Bogensegmente
zu unterteilen und solche Bogensegmente auf Hilfspfeilern zwischenzeitlich aufzulegen.
Anschließend
werden bei dem bekannten Verfahren die einzelnen Bogensegmente eingeschalt und fertiggestellt.
-
Aus dieser abschnittsweisen Herstellung ergeben sich neben dem damit
verbundenen wirtschaftlichen Aufwand zusätzliche Spannungen im Bogen.
-
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren zum
Bauen eines Brückenbogens der eingangs naher genannten Art zu schaffen, welches
mit besonders geringem gerätetechnischen Aufwand entsprechend wirtschaftlich durchführbar
ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Ab spannung
während des Ablassens einer in der aufrechten Stellung während der Herstellung in
einem definierten Gleichgewicht gehaltenen Bogenhälfte ständig vom Bogenscheitelbereich
umlenkungsfrei direkt an wenigstens eine Verankerungsstelle geführt wird und daß
die wenigstens vorhandene eine Verankerungsstelle auf einer Höhe gehalten wird,
die im wesentlichen der Höhe des Scheitels des fertigen Brückenbogens entspricht,
so daß die durch die Abspannung beim Ablassen in die Bogenhälfte eingeleitete Kraft
in einem erheblichen und ständig zunehmenden Ausmaß als Bogenschub wirkt.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Während bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren die
in aufrechter Stellung vorgefertigte Bogenhälfte beim
Ablassen statisch
als ein Balken betrachtet wird und durch eine Hilfskonstruktion gesichert wird,
bedient sich die Erfindung der Erkenntnis, daß wesentliche wirtschaftliche Vorteile
durch entsprechende technische Vereinfachungen dadurch erreicht werden können, daß
die beim Ablassen durch die Spannkabel in die Bogenhälfte eingeleiteten Kräfte dazu
ausgenutzt werden können, die Bogenkonstruktion durch Erzeugung geeigneter Kräfte
so zu stabilisieren, daß Jep;liche Hilfskonstruktion überflüssig wird. Während des
Ablassens wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Anfangsphase durch das
Eigengewicht der Bogenhälfte eine verhaltnismäßig günstige Beanspruchung der Bogenlconstruktion
herbeigeführt, und es wird beim fortschreitenden Ablassen der Bogenhälfte in zunehmenden
Maß durch die Erfindung dafür gesorfflt, daß die über die Spannkabel eingeleiteten
Kräfte einen stnndig wachsenden Bogenschub erzeugen. Es entspricht dem Grundgedanken
der Erfindung, die Spannkabel so zu führen, daß die Richtung der durch die Spannkabel
in die Bogenkonstruktion eingeleiteten Kräfte während des Ablaßvorganges immer stärker
an eine Bogentangente angenähert wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für den Bau von Bogenbrücken
mit aufgeständerter Fahrbahn ebenso wie für solche Bogenbrücken, bei denen die Fahrbahn
an den Brückenbogen eingehängt ist.
-
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundenen Vorteile führen
im Ergebnis auch dazu, daß der Konstrukteur bei der Wahl des Bogenquerschnittes
eine wesentlich größere Freiheit hat als bei herkömmlichen Verfahren.
-
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigen: Fig. 1 bis 4 verschiedene Bauphasen für eine Bogenbrücke
mit aufgeständerter Fahrbahn in einem Jeweils schematischen Vertikal schnitt, Fig
5 einen schematischen Grundriß einer Bogenhälfte mit den beim Ablassen verwendeten
Spannkabeln in einer V-förmigen Konfiguration, Fig. 6 eine schematische Ansicht
eines Bogenfußes in Bogenlängsrichtung, Fig 7 einen Schnitt durch einen Bogenfuß
zur Veranschaulichung der Einspannung eines Drehlagers während der Fertigung einer
Bogenhälfte, Fig. 8 einen Schnitt durch den Bogenfuß mit gelöster Einspannung, da
der Halbbogen Jetzt z.B. am tberbau gehalten ist, Fig. 9 und 10 Jeweils einen ähnlichen
Schnitt wie in der Fig. 8, jedoch nach dem Ablassen eines Halbbogens und nach der
endgültigen Verbindung mit dem Kampfer, Fig 11 einen Vertikalschnitt durch eine
Verankerungseinrichtung eines Abspannkabels, Fig 12 einen Vertikalschnitt durch
ein Stahldrehlager, welches zum Verschwenken der Ab spannung in der Verankerung
der Abspannung angeordnet ist, und Fig 13 einen Detailschnitt zur Veranschaulichung
einer Befestigung für einen teilweise fertiggestellten Halbbogen an einem Brücken-Uberbau.
-
In den Figuren 1 bis 4 wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer
Bogenbrücke mit aufgeständerter Fahrbahn in vier verschiedenen Arbeitsphasen schematisch
dargestellt. Gemäß der Darstellung in der Figur 1 ist eine Bogenhälfte 10 zum Teil
fertiggestellt. Der fertiggestellte Teil ist durch eine durchgezogene Linie veranschaulicht0
Der noch nicht fertiggestellte, geplante Teil der Bogenhälfte ist durch einen unterbrochenen
Linienzug dargestellt. Bei der in der Figur 1 veranschaulichten Arbeitsphase ist
vorausgesetzt, daß sowohl die Kampfer als auch die Hangpfeiler mit dem Uberbau im
Bereich der Hangpfeiler bereits fertiggestellt sind. Außerdem sind die Drehlager
bereits eingebaut, und es ist gemäß den obigen Erläuterungen in einer im wesentlichen
senkrechten Stellung ein erster Abschnitt der Bogenhälfte bereits betoniert.
-
Der jeweils fertiggestellte Teil der Bogenhälfte wird durch Spannseile
34 und 35 im Gleichgewicht gehalten. Wenn die Bogenhälfte bis etwa zur Höhe des
überbau fertiggestellt ist, kann gemäß der Darstellung in der Figur 2 unter Verwendung
von Spanngliedern 39 der fertiggestellte Abschnitt der Bogenhälfte 10 an dem Überbau
38 befestigt werden. Vor dem Verschwenken ist die Befestigung 34 und 35 zu lösen.
Diese Befestigung kann grundsätzlich bis zur Fertigstellung der Bogenhälfte 10 beibehalten
werden.
-
Die Figur 3 veranschaulicht diejenige Arbeitsphase, in welcher die
Bogenhälfte 10 bis zum Scheitel fertiggestellt ist und Spannkabel 11 und 12 bereits
an entsprechenden Verankerungsstellen 13 und 14 angebracht sind. Die Anordnung der
Spannkabel 11 und 12 ist in der Figur 5 im Grundriß veranschaulicht. Die Figur 5
läßt erkennen, daß die Spannkabel 11 und 12, welche an entsprechenden Verankerungsstellen
13
bzw 14 gehalten sind, im Grundriß eine V-förmige ktonfiguration
bilden. Die Figur 5 veranschaulicht zwar dieJenige Arbeitsphase, in welcher die
Bogenhälfte 10 bereits praktisch vollständig abgelassen ist, Jedoch haben beider
in der Fig. 3 dargestellten Arbeitqphase die Spannkabel 11 und 12 grundsätzlich
ebenfalls eine V-förmige Konfiguration. Die Verankerungsstellen 13 und 14 sind durch
Verankerungen 19 bzw.
-
29 derart gesichert, daß sie die.beim Ablassen der Bogenhälfte 10
auftretenden Kräfte aufnehmen können.
-
Die Figur 4 veranschaulicht die Bogenhälfte 10', die an den Spannkabeln
11' und 12' abgelassen wird, in einer Zwischenstellung. Weiterhin ist in der Figur
4 die in ihre endgültige Lage abgelassene Bogenhälfte 10" in einem unterbrochenen
Linienzug eingezeichnet. Sobald die Endlage der Bogenhälfte erreicht ist, haben
die Spannkabel eine praktisch horizontale Richtung erreicht. In dieser Stellung
werden die über die Spannkabel in die Bogenhälfte eingeleiteten Kräfte im wesentlichen
hori-.
-
zontal in die Bogenkonstruktion übertragen. Es werden jedoch schon
wesentlich früher, sobald nämlich die Bogenhälfte nennenswert aus ihrer aufrechten
Stellung abgesenkt ist, 90 große Schubkräfte in die Bogenhälfte eingeleitet, daß
die Bogenkonstruktion so weit stabilisiert ist, daß auf jegliche Hilfskonstruktion
verzichtet werden kann. Es ist weder eine Tragkonstruktion oder Gitterkonstruktion
für die Bogenhälfte während des Ablaßvorganges erforderlich, noch bedarf es einer
unter der Bogenhälfte anzuordnenden Abspannung, um die Bogenhälfte während des Ablaßvorganges
hinreichend zu stabilisieren. Je weiter der Ablaßvorgang vorangeschritten ist und
Je näher die Bogenhälfte an ihre endgültige Lage herangeführt wird, um so günstiger
werden die statischen Verhältnisse, da die Einleitung der Kräfte in die Bogenkonstruktion
sich in ihrer Richtung immer stärker an die Tangenten-Richtung annähert.
-
Die Figur 6 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung einen
Bogen fuß 30 mit Stahldrehlagern 31 und 32. Die Ausbildung
der
Drehlager ist aus den Figuren 7 bis 10 näher ersichtlich. In den Figuren 6 und 9
wird auch veranschaulicht, auf welche Weise eine unter Umständen erforderliche Richtungskorrektur
bei der Bogenhälfte vorgenommen werden kann, wenn während des Ablassens in horizontaler
Richtung eine zulässige Toleranz beim seitlichen Auswandern überschritten werden
sollte.
-
Die Figur 7 veranschaulicht den Bogen fuß im Stahldrehlager 31 in
derJenigen Arbeitsphase, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist.
-
Mit Hilfe von Spannseilen 34 und 35 wird der Bogenfuß in der gewünschte
Richtung gehalten, wobei er sich zusätzlich gegen die Stützblöcke 36 und 37 abstützt.
-
Die Figur 8 veranschaulicht in einem Teilschnitt dieJenige Stellung
der Bogenhälfte im Bereich des Bogenfußes, wie sie der in der Figur 2 dargestellten
Arbeitsphase entspricht.
-
Die Figur 9 zeigt einerseits die Endstellung der Bogenhälfte 10 nach
dem Ablaß-Vorgang und andererseits eine Korrekturpresse 33, mit deren Hilfe eine
unter Umständen erforderliche Seitenkorrektur vorgenommen werden kann. Vorzugsweise
werden die Stahldrehlager 31 und 32 mit Zylinderteilschalen an ihren Kontaktflächen
mit einem Gleitmittel versehen, um die Reibung in den Drehlagern während des Ablaß-Vorganges
zu vermindern.
-
Die Figur 10 zeigt die Endlage der Bogenhälfte, in welcher'die Korrekturpresse
bereits entfernt ist und der Bereich des Drehlagers in seiner endgültigen Gebrauchslage
ausbetoniert ist.
-
Die Figur 11 veranschaulicht eine in ihrer Gesamtheit mit 20 bezeichnete
Gieitplatten-Pührung, die im Bereich einer Verankerungsstelle wie 13 oder 14 für
die Spannkabel 11 bzw. 12 angeordnet ist.
-
Mit Hilfe einer Verankerung 29 ist die gesamte Ablaßvorrichtung im
Boden sicher gehalten. Die Spannkabel 11 und 12 werden in einer Zwischenverankerung
26 gehalten und können mit Hilfe einer Hohlkolbenpresse 27 in der Jeweils gewünschten
Weise in der einen
oder anderen Richtung gesteuert werden. Eine
dem anfänglichen Erhebungswinkel der Spannkabel 11 und 12 entsprechend angepaßte
Führung dient dazu, die Spannkabel 11 und 12 in der gewünschten Richtung bewegen
zu können, Zwischen der Führung und den Spanngliedern 11 und 12 werden Gleitplatten
eingelegt. Diese wandern beim Bewegen der Spannglieder entlang der Führung mit den
Spanngliedern mit. Derart ist ein beschadigungsfreies Bewegen der Spannglieder entlang
der Führung möglich.
-
In der Figur 11 sind Spamilcabel 1111 und i2" durch einen gestrichelten
Linienzug in horizontaler Richtung schematisch angedeutet. Die horizontale Richtung
entspricht gemäß den obigen Erläuterungen derjenigen Arbeitsphase, in welcher die
Bogenhälfte bereits in die endgültige Lage abgesenkt ist.
-
Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, eine in der Figur 12 dargestellte
und in ihrer Gesamtheit mit 15 bezeichnete Schwenklagerführung einzusetzen, um ein
möglichst reibungsloses Verschwenken der Spannkabel im Bereich ihrer Verankerungsatellen
zu ermöglichen. Gemäß der Darstellung in der Figur 12 ist ein Stahldrehlager 18
vorgesehen, welches die Möglichkeit bietet, die mit einer durchgezogenen Linie veranschaulichten
Spannkabel 11 und 12 bis in die durch eine strichpunktierte Linie veranschaulichte
Endlage zu schwenken, in welcher die Spannkabel mit 11' bzw. 12' bezeichnet sind.
Mit hilfe einer Zwischenverankerung 16 und einer ohlkolbenprese 17 kann die Jeweils
gewünschte Bewegung der Spannkabel herbeigeführt und gesteuert werden. Die Verankerung
19 dient dazu, die gesamte Ablaßvorrichtung hinreichend fest im Boden zu sichern,
damit die in den Spannkabeln wirkenden Kräfte abgefangen werden können.
-
Natürlich kann in dem Stahldrehlager 18 ein geeignetes Gleitmittel
verwendet werden, um die Reibung beim Verschwenken zu vermindern
Die
in der Figur 13 teranschaulichte Teilansicht wurde oben bereits erläutert. Mit Hilfe
der Spannglieder 39 ist die Bogenhälfte zunächst am Überbau 38 gehalten, in die
sie durch die Spannglieder 39 aus der gestrichelten Position 10' durch Verschwenken
gebracht wurde.
-
Obwohl gemäß den obigen Ausführungen entsprechende Korrekturmöglichkeiten
vorgesehen sind, ist zu bemerken, daß die Wahrscheinlichkeit dafür, daß der Kämpfe
während des Ablaßvorganges sich verdreht oder verkantet, sehr gering ist, da die
Beanspruchung beim Ablassen nur etwa 30 der endgültigen Beanspruchung des Kämpfers
erreicht. Wenn die Bogenhälfte dennoch beim Ablassen einen vorgegebenen Sollwert
oder einen zulässigen Wert einer seitlichen Auslenkung überschreitet, kann der Ablaßvorgang
angehalten werden und es kann mit Hilfe der oben beschriebenen Pressen 33 eine Korrektur
durchgeführt werden.
-
Zweckmäßigerweise wird die Bogenhälfte bis kurz vor der Endlage abgelassen,
und es wird in dieser Lage zwischen beide so weit abgelassenen Bogenhälften eine
Pressen-Anordnung einebaut, um die beiden Bogenhälften gegeneinander abzustützen
und ein unter Umständen noch erforderliches endgültiges Ausrichten im Bogenscheitel
vornehmen zu können.
-
Hier sind Jedoch sicherlich nur noch minimale Korrekturen erforderlich.
Nachdem die einwandfreie Endlage beider Bogehalten erreichtist, kann der Mittenschluß
betoniert werden, und es können die im Scheitel vorübergehend eingebauten Pressen
wieder entfernt werden. Damit ist der gemaß der Erfindung hergestellte Brückenbogen
fertiggestellt.
-
Leerseite